В последней четверти XIX и в начале ХХ века во многих странах было обнаружено, что вес и рост у подростков стал выше, чем в соответствующем возрасте у их родителей, а половое созревание стало наступать раньше. В настоящее время ускорение развития охватило повсеместно страны Европы, Америки и большинство стран Азии и Африки. Это даёт основание говорить об акселерации как о вековой тенденции, характеризующей развитие современного человека.
Ускорение развития происходит постоянно с некоторым спадом в период мировых войн и со временем становится более интенсивным. Средний рост взрослого человека за каждое десятилетие увеличивается примерно на 0,7 - 1,2 см, а вес - на 1,5 - 2,5 кг. Главные признаки акселерации следующие.
1. Длина тела и вес ребёнка при рождении большие, чем в предыдущие годы. Сейчас вес новорожденных на 100 - 300 г выше, а длина тела на 1,2 - 2,5 см больше, чем 100 лет назад. В основе этого явления лежит более интенсивное внутриутробное развитие. Имеются данные о том, что в связи с внутриутробной акселерацией плода могут рождаться полноценные зрелые новорожденные с весом свыше 2500 г и длиной тела больше 47 см при сроках беременности менее 36 недель.
2. Ускорение развития грудных детей. Удвоение веса тела у грудных детей (по сравнению с весом при рождении) происходит сейчас к 4, а не к 6 мес., как было в начале ХХ века. Если "перекрест" величин окружности груди и головы в начале ХХ века регистрировался к 10 - 12-му месяцу, в 1937 г. - уже на 6-м месяце, в 1949 г. - на 5-м, то в настоящее время окружность груди становится равной окружности головы в возрасте между 2-м и 3-м месяцами жизни. У современных грудных детей раньше прорезываются зубы. К году жизни у современных детей длина тела на 5 - 6 см, а вес на 2,0 - 2,5 кг выше, чем они были в начале века. Окружность груди увеличилась на 2,0 - 2,5 см, а головы - на 1,0 - 1,5 см.
Акселерация развития заметна также у детей ясельного и дошкольного возраста. Развитие современных 7-летних детей соответствует 8,5 - 9 годам у детей конца XIX века.
В среднем у детей дошкольного возраста длина тела за 100 лет увеличилась на 10-12 см. Раньше прорезываются и постоянные зубы.
3. Ускорение роста у детей школьного возраста. В течение первого года у ребёнка вес утраивается, а длина тела увеличивается на 25 см. Затем темпы роста снижаются. В период полового созревания, который начинается у современных девочек в 10 - 12, а у мальчиков в 12 - 14 лет, скорость роста сильно увеличивается. Раньше наступает и половое созревание.
Следует подчеркнуть, что на сроки полового созревания существенно не влияют ни расовые особенности, ни климат, ни географическая зона. Широко распространённое мнение о более раннем половом созревании у южных народов и до настоящего времени не доказано. Существенное значение имеют социально-экономические условия, особенности быта и характера питания.
В больших городах половое созревание подростков наступает несколько раньше, чем в сельской местности. Темпы акселерации сельских детей также ниже, чем в городах.
4. Более раннее завершение роста. В связи с более ранним половым созреванием окончательное окостенение скелета и прекращение роста в длину завершается сейчас у девушек к 16 - 17, а у юношей к 18 - 19 годам.
Высказывались опасения, что связанные с акселерацией сокращение периода роста и ускорение полового созревания могут повлечь за собой более раннее увядание и сокращение продолжительности жизни. Эти опасения не подтвердились. Продолжительность жизни современных людей увеличилась, более длительно сохраняется трудоспособность. У женщин менопауза отодвинулась к 48 - 50-му году жизни (в начале ХХ века менструации прекращались в 43 - 45 лет). Следовательно, удлинился детородный период, что также можно отнести к проявлениям акселерации. В связи с более поздним наступлением климакса и старческих изменений "передвинулись" на более старший возраст болезни обмена, атеросклероз и рак. Полагают, что более лёгкое течение таких болезней, как скарлатина и дифтерия связано не только с успехами медицины, но и с акселерацией благодаря изменению реактивности организма. В результате акселерации реактивность детей младшего возраста приобрела черты, которые прежде были свойственны старшим детям (подросткам).
В связи с ускорением физического и полового созревания особое значение приобрели проблемы, связанные с ранней половой активностью и ранними браками.
Мнение, что в связи с акселерацией следует снизить границу брачного возраста, вряд ли оправдано, так как социальная и духовная зрелость современной молодёжи несколько запаздывает по сравнению с соматическим (телесным) созреванием и поэтому ранние браки часто оказываются непрочными. Во-вторых, установлено, что для окончательного полового созревания необходимо достаточно продолжительное время. Поэтому часто наблюдаются осложнения течения беременности и родов и пороки развития плодов у рожениц 16 - 18 лет. Таким образом, рекомендации о снижении брачного возраста недопустимы.
Причины акселерации:
- миграция населения;
- смешанные браки;
- сменившиеся биологические ритмы жизни;
- изменение особенностей питания (если сравнить потребление мяса в различные периоды, то можно увидеть следующее: в 1812 году на душу населения потреблялось 14 кг в год, в 1933 году - 33 кг, в 1980 году - 50-60 кг);
- гипервитаминозы (избыточное поступление в организм витаминов и ускорение биохимических процессов);
- сменившийся температурный режим в жилых помещениях (центральное отопление поддерживает постоянную температуру воздуха в помещении);
- урбанизация - достижения цивилизации, такие как, электрический свет, телевидение, радио и другое - являются раздражителями для нервной системы, поддерживая возбуждение в ней, и стимулируют рост и развитие;
- наследственные механизмы.
Для объяснения процесса акселерации в настоящее время предложен ряд теорий (Ю. П. Лисицын, 1973):
Физико-химические: гелио-генная (влияние солнечной радиации); радио волновая, магнитная (влияние магнитного поля); космической радиации; повышенной концентрации углекислого газа, вызванной ростом производства.
Теории отдельных факторов условий жизни: алиментарная; нутритивная; повышенной информации.
Генетические: циклических биологических изменений; гетерозиса (смешения популяций).
Теории комплекса факторов условий жизни: урбанического влияния; комплекса социально-биологических факторов.
Ускорение физического развития ребенка требует рационализации трудовой деятельности и физической нагрузки. В связи с акселерацией должны периодически пересматриваться регионарные нормативы, которыми мы пользуемся для оценки физического развития.
44. Экологический фактор
Экологический фактор - условие среды, оказывающее воздействие на организм. Среда включает в себя все тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных отношениях.
Принято выделять биотические и абиотические экологические факторы.
Биотические факторы - это всё множество факторов среды, связанных с деятельностью живых организмов. К ним относятся фитогенные (растения), зоогенные (животные), микробиогенные (микроорганизмы) и антропогенные (человек) факторы.
Абиотические факторы - это всё множество факторов, связанных с процессами в неживой природе. К ним относятся климатические (температурный режим, влажность, давление), эдафогенные (механический состав, воздухопроницаемость, плотность почвы), орографические (рельеф, высота над уровнем моря), химические (газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность).
65. Пути решения продовольственной проблемы. Использование биотехнологий
Со времени возникновения глобальной продовольственной проблемы ведутся дискуссии о путях ее решения. Несмотря на некоторые разночтения, в самом общем плане можно говорить о двух главных путях — экстенсивном и интенсивном.
Экстенсивный путь заключается, прежде всего, в дальнейшем расширении пахотных, пастбищных и рыбопромысловых угодий. Вспомним, что обрабатываемые земли (пашня, сады и плантации) в наши дни занимают 1450 млн. га, или всего 11% территории обитаемой суши. Соответствующие показатели для лугов и пастбищ — 3400 млн. га и 26%. Невольно напрашивается мысль о том, что люди использовали еще не все возможные резервы расширения полеводческих и животноводческих культурных ландшафтов.
В принципе это, конечно, так. Однако можно встретить немало оценок, свидетельствующих о том, что сами природные факторы довольно сильно ограничивают возможности такого расширения. Достаточно сослаться на почвенную карту мира, составленную учеными многих стран под эгидой ФАО, на международный исследовательский проект «Агроклиматические зоны», в рамках которого собрана и обобщена огромная информация. Было установлено, что на территориях, занимающих в общей сложности 78% всей площади суши (без Антарктиды), для развития земледелия существуют те или иные природные ограничения (табл. 1). Да и из остальных 22% земель 13 отличаются низкой, 6 — средней и лишь 3% — высокой продуктивностью.
Аналогичные подсчеты производили и отечественные ученые. Так, по Б.Г. Розанову, к непродуктивным землям, на которых не может производиться биологическая продукция (ледники, безжизненные пустыни, реки, озера, города, антропогенный бедленд и др.), относятся 54 млн. км2, или более 36% всей площади суши. На долю продуктивных, но не пахотнопригодных земель (тундра, лесотундра, болота, засушливые и полупустынные пастбища, горные леса и др.) приходится 70 млн. км2, или 47% всей площади суши. В результате пахотнопригодные земли занимают территории в 25 млн. км2, составляющие около 17% площади суши.
Тем не менее, продолжают составлять многочисленные расчеты, касающиеся резервных сельскохозяйственных, и прежде всего пахотных, земель. По некоторым оценкам, предельная площадь экономически выгодных для эксплуатации земель составляет 1,5 млрд. га. Это означает, что весь доступный фонд пахотнопригодных земель человечество фактически уже использовало. По другим оценкам, наиболее распространенным в 70-е годы, такой фонд значительно больше, он потенциально равен 2,5 млрд. га, и, следовательно, люди могут распахать в будущем еще более 1 млрд. га. В конце 80-х годов появились оценки, согласно которым площадь земель, потенциально пригодных для развития земледелия, превышает 3 млрд. га. Это означает, что в резерве есть еще более 1,5 млрд. га земель. Наконец, публиковались некоторые расчеты ФАО, согласно которым площадь потенциально пригодных для обработки земель составляет 3,4 млрд. га. Можно добавить, что большинство отечественных географов сходятся на том, что реальный мировой резерв пахотнопригодных земель составляет около 1 млрд. га.
Как бы ни различались между собой эти расчеты, их авторы отчетливо сознают, что лишь относительно малую часть резервных площадей можно ввести в хозяйственный оборот при сравнительно небольших затратах. Культивация же остальных резервных земель, неудобных по рельефу или положению, засушливых, заболоченных или засоленных и т. д., может быть осуществлена только при очень больших капиталовложениях. К тому же надо учитывать и то, что часть вновь осваиваемых земель должна будет компенсировать те потери земельного фонда планеты, которые связаны с его деградацией вследствие развития опустынивания, эрозии, расширения несельскохозяйственных территорий.
Большой интерес представляет распределение потенциально пригодных для сельского хозяйства земель между экономически развитыми и развивающимися странами. По некоторым современным оценкам, соотношение между ними по этому показателю составляет примерно 30:70. Для расширения пахотных площадей по сравнительно умеренной цене и с использованием имеющихся техники и технологий более подходят земли в районах с умеренным климатом. Что же касается резервных земель в развивающихся странах, то они находятся либо в зоне влажных тропических лесов, либо в зоне саванн, либо в еще менее благоприятных засушливых районах, где необходимы не только большие капиталовложения, но и дополнительное решение некоторых агроклиматических проблем. К тому же общая деградация земель в этой группе стран приняла особенно устрашающие масштабы.
В Южной Америке пока освоена только 1/3 пахотнопригодных земель, а довести эту долю можно до 2/3, в первую очередь благодаря Бразилии. Однако освоение таких земель будет сопряжено с очень большими трудностями — как природными (72% их расположено во влажных тропиках, 24 — в субтропиках и лишь 4% — в умеренном поясе), так и социально-экономическими (латифундизм).
В Африке степень освоенности может быть увеличена с 43 до 57%. Основная часть резервных земель, расположенная между 12° с. ш. и 25° ю. ш., имеет среднее годовое количество осадков не менее 800 мм и среднюю годовую температуру не менее 18 °С. Эти агроклиматические условия позволяют обеспечить длительный вегетационный период и сбор двух урожаев в год. Но здесь особенно велика деградация почв.
Ресурсы свободных земель в зарубежной Азии значительно меньше. При этом нужно учитывать, что в таких странах, как Индия, Бангладеш, Шри-Ланка, в таких районах, как остров Ява (Индонезия) или Центральный Лусон (Филиппины), земли, пригодные для земледелия, еще в 60-е годы использовались более чем на 90%. А меньше всего резервных для освоения земель сохранилось в зарубежной Европе.
Все долгосрочные прогнозы говорят о том, что даже в случае успешного освоения резервных земель темпы их приращения будут намного отставать от темпов прироста населения. Соответственно, нагрузка на землю будет увеличиваться, а показатели душевой обеспеченности земельными ресурсами начнут снижаться. В наши дни на одного жителя Земли приходится в среднем 0,20 га пахотных земель, а к 2050 г. этот удельный показатель может снизиться до 0,07 га. Следовательно, все зависит не столько от расширения площади обрабатываемых земель, сколько от характера их использования.
Основные перспективы решения глобальной продовольственной проблемы должны быть связаны не столько с экстенсивным, сколько с интенсивным путем увеличения производства продуктов питания.
Ясно, что интенсификация сельскохозяйственного использования территории заключается прежде всего в механизации, химизации, ирригации, повышении энерговооруженности, использовании более высокоурожайных и болезнеустойчивых сортов сельскохозяйственных культур, наиболее продуктивных пород скота — всего того, что позволяет увеличить отдачу земледелия и животноводства даже при уменьшении сельскохозяйственных площадей. Собственно, все эти меры и входят в понятие «зеленой революции».
Мировой опыт последних десятилетий подтверждает тот факт, что интенсивный путь преобразований в сельском хозяйстве стал главным. Еще в 1960—1980 гг. увеличение производства зерновых в мире на 1/5 происходило вследствие расширения площадей, а на 4/5 — в результате повышения урожайности. В экономически развитых странах эта доля составляла 86% (в Западной Европе — 100), а в развивающихся — 77 (в Африке и Латинской Америке 46—48%).
Однако при оценке возможностей интенсивного пути развития нужно иметь в виду и то, что потенциал некоторых традиционных путей интенсификации уже в значительной мере исчерпан. Это относится и к механизации, и к электрификации, и к химизации, и к ирригации.
До недавнего времени этот важный резерв интенсификации земледелия использовали широко, причем и в развитых, и в развивающихся странах. Это подтверждается данными о динамике орошаемых площадей. В 1900 г. в мире орошалось всего 40 млн. га, а к 1950 г. площадь таких земель увеличилась до 95 млн. га. Еще показательнее следующие цифры: в 1960 г. — 135 млн. га, в 1970 г. — 170 млн., в 1980 г. — 210 млн., в 1990 г. — 230 млн., в 1995 г. — 250 млн. га. Ныне орошаемые земли занимают около 19% всех обрабатываемых земель, но дают до 1/3 общей продукции земледелия. На зарубежную Азию приходится свыше 60%, на СНГ и Северную Америку — примерно по 10, на зарубежную Европу — около 7% таких земель. По показателю доли орошаемых земель в общей площади пашни (30%) впереди также стоит зарубежная Азия.
Наряду с этим нельзя не обратить внимание на то, что наибольший прирост орошаемых земель наблюдался в 50—70-е годы, когда орошаемые площади увеличились в два с лишним раза, прежде всего благодаря сооружению более чем 90 крупных плотин и водохранилищ в разных районах мира. Но начиная с 80-х годов прирост орошаемых площадей резко замедлился — по причине увеличения удельных капиталовложений, а в некоторых странах также из-за ограниченности водных ресурсов и изменения уровня грунтовых вод, из-за отказа от строительства русловых плотин. Например, сокращение орошаемых площадей произошло в США, Китае. Имела место и потеря орошаемых площадей из-за неудовлетворительного их использования.
По всем оценкам, приблизилось к своему верхнему пределу и использование биологических ресурсов Мирового океана. Еще в середине 90-х годов ФАО установила, что в 17 основных рыболовных районах мира рыбные ресурсы изымаются в размерах, превышающих допустимую норму, причем в 9 из них находятся уже на грани полного исчерпания. Это означает, что рассчитывать на увеличение мировых уловов в обозримом будущем не приходится. А если так, то и среднедушевое потребление морепродуктов тоже будет сокращаться. Сокращение уже началось: в 1989 г. такое потребление составляло 19 кг, а в ближайшие годы может уменьшиться до 11—12 кг в год.
Все это означает, что основные перспективы интенсификации связаны с той технологической революцией, которую в наши дни переживает сельское хозяйство экономически развитых стран Запада, прежде всего США. Эта революция выражается в использовании достижений биотехнологии и информационной технологии непосредственно в фермерском земледелии и животноводстве — для улучшения качества продукции, снижения издержек производства, выведения растений и пород животных с новыми свойствами, а также для внутрифермерского управления и контроля над производством. На очереди — посев капсулами, каждая из которых должна содержать необходимое количество семян, а также препаратов, предотвращающих гниение и поддерживающих определенный уровень влажности и др. Кроме того, для наблюдения за почвой, определения оптимальных сроков посева и уборки начинают использовать систему автоматических датчиков.
Можно упомянуть и о таком вспомогательном, но тем не менее интересном направлении, как производство искусственной пищи на основе соевых бобов, морских водорослей, дрожжей, некоторых грибов. Изготовленные из них продукты питания уже получили распространение в США. Значительные резервы имеет и марикультура.
По отношению к развивающимся странам разработана и проходит испытания концепция развития, получившая наименование устойчивого земледелия.
Устойчивое земледелие означает: активное использование природных процессов (таких как круговорот питательных веществ, фиксация азота и др.); сведение к минимуму применения неприродных компонентов или невозобновляемых природных компонентов, которые наносят ущерб окружающей среде и здоровью людей; активное участие фермеров и других сельских жителей в решении своих проблем, в разработке технологий производства, их применении к местным условиям; более справедливый доступ к производственным ресурсам и возможностям; более эффективное использование знаний местного населения, его практического опыта и возможностей; использование всего разнообразия природных ресурсов и возможностей создания на фермах подсобных производств; повышение самостоятельности фермеров и сельских общин.
Основными сводными показателями уровня интенсификации сельского хозяйства могут служить данные о стоимости продукции с единицы площади и данные о том, сколько людей может прокормить 1 га пашни или один работник, занятый в сельском хозяйстве.
Остается едва ли не главный вопрос: сколько же людей сможет прокормить наша Земля? Таких расчетов делается очень много.
Если говорить о прошлом, то можно привести рассуждения на эту тему Д.И. Менделеева, который исходил из того, что 1 га культурной земли может прокормить двух жителей. Даже без учета перспектив роста урожайности и при таком соотношении, как считал ученый, на Земле могли бы жить 8 млрд. людей.
В наши дни при ответе на этот вопрос обычно исходят из гипотетического представления о том, что со временем прогресс в сельском хозяйстве распространится на все страны мира, и это позволит полностью удовлетворить потребности в продовольствии будущих поколений людей. Что же касается контрольных цифр, то «вилка» между ними порою оказывается очень большой. Например, по оценкам некоторых американских специалистов, в случае если всю пригодную для сельскохозяйственных культур землю обрабатывать с применением уже известных передовых методов и добавлением орошения в засушливых районах, то можно обеспечить существование 100 млрд. человек или полностью удовлетворить продуктами питания 50—60 млрд. землян. Но это, конечно, максималистский сценарий будущего. По одному из прогнозов ФAO, при определенных условиях можно будет прокормить примерно 30 млрд. человек, хотя реальная цифра, скорее всего, составит 10—15 млрд. человек.
На таком мировом фоне положение России может вызывать определенную тревогу. Потенциальные возможности для производства продовольствия в стране достаточно велики. Однако в СССР долгое время преобладал экстенсивный путь решения продовольственной проблемы, который фактически себя уже исчерпал. В 1991 г. один работник сельского хозяйства мог прокормить примерно 13 человек, а это показатель, значительно более низкий, чем в большинстве развитых стран. К тому же в 90-е годы душевое производство продуктов питания в России заметно уменьшилось.
На сегодняшний день внутренний потенциал и перспективы развития биотехнологий очевидны и являются явлениями не только научной деятельности, но и хозяйственной жизни большинства развитых стран мира, причем лавинообразный рост сектора биотехнологий» начался лишь в последнее десятилетие.
В результате перехода на новые биотехнологии в сельскохозяйственном производстве в развитых и многих развивающихся странах резко возросли производство экологически чистой сельскохозяйственной и животноводческой продукции, урожайность полей. Использование новых биотехнологий, гарантирующих устойчивое производство основных видов продовольствия при минимальных издержках, в тех странах, где не было условий для развития "зеленой революции", позволяет добиваться самообеспеченности необходимым продовольствием. За первые пять лет - с 1980 по 1985 г., - которые можно назвать стартовыми по применению биотехнологии для 30 стран, бывшие импортеры продовольствия стали в 1986 г. его экспортерами. Вслед за Индией, Пакистаном, Таиландом, Бирмой на путь полного самообеспечения продовольствием вступили Индонезия, Саудовская Аравия, многие страны Африки.
Технологическая революция, переживаемая в настоящее время в сельскохозяйственном производстве многих стран, и в первую очередь в США, означает широкое использование биотехнологий непосредственно в фермерском земледелии и животноводстве для улучшения качества продукции, снижения издержек производства.
Россия, являясь одним из пионеров научного освоения биотехнологий, пока еще далека от их широкого народнохозяйственного внедрения, даже несмотря на то, что современное сельское хозяйство, медицина и пищевая промышленность на сегодняшний день немыслимы без биотехнологий.
Тем не менее, биотехнологии признаются в России приоритетным направлением НТП.
22. Плодовитость и факторы, коррелирующие с плодовитостью
Плодовитость, плодородность - потенциальная способность к оплодотворению, особенно к повторным оплодотворениям. В более строгом смысле плодовитость - это количество гамет и в целом яйцеклеток, продуцируемых из расчета на одну особь за определенный промежуток времени. Различают плодовитость индивидуальную, популяционную, абсолютную, относительную, рабочую.
Плодовитость - способность самок животных приносить определенное число потомков. У млекопитающих колеблется от 1-2 детенышей (часто не каждый год, например у китов, слонов) до 10-15 (обычно несколько раз в год, например у хомяков, кроликов); некоторые насекомые откладывают до нескольких сотен тысяч яиц; луна-рыба выметывает до 300 млн. икринок. В животноводстве применяются различные способы повышения плодовитости сельскохозяйственных животных.
Высокий уровень эстрогена связан с плодовитостью. Плодовитость самки сильно зависит от ее упитанности и погодных условий. Плодовитость животных тесно связана с типом динамики стада, с особенностями ее пополнения. Питание и плодовитость связаны едва ли не линейной зависимостью. Наряду с организменными (физиологическими) существуют популяционные и экосистемные механизмы, препятствующие увеличению плодовитости.
Хорошие условия жизни в детстве повышают плодовитость женщины. Снижение плодовитости связано с курением, как отца, так и матери, с потреблением больших количеств кофе матерями и чая отцами.
35. Трофический уровень
Трофический уровень — это совокупность организмов, занимающих определенное положение в общей цепи питания. К одному трофическому уровню принадлежат организмы, получающие свою энергию от Солнца через одинаковое число ступеней.
Так, зеленые растения занимают первый трофический уровень (уровень продуцентов), травоядные животные — второй (уровень первичных консу-ментов), первичные хищники, поедающие травоядных, — третий (уровень вторичных консументов), а вторичные хищники — четвертый (уровень третичных консументов). Трофических уровней может быть и больше, когда учитываются паразиты, живущие на консументах предыдущих уровней.
Такая последовательность и соподчиненность связанных в форме трофических уровней групп организмов представляет собой поток вещества и энергии в экосистеме, основу ее организации.
В результате последовательности превращений энергии в пищевых цепях каждое сообщество живых организмов в экосистеме приобретает определенную трофическую структуру. Трофическая структура сообщества отражает соотношение между продуцентами, консументами (отдельно первого, второго и т.д. порядков) и редуцентами, выраженное или количеством особей живых организмов, или пх биомассой, или заключенной в них энергией, рассчитанными на единицу площади в единицу времени.
53. Биологические эффекты электромагнитных полей
Совсем еще недавно считалось, что биологическая эффективность ЭМП определяется его термическим действием, достаточно хорошо изученным и широко применяемым как в технологических процессах, так и в биологии и медицине. Однако оказалось, что биологическое воздействие электромагнитного излучения проявляется и при сверхмалых интенсивностях (ниже пороговой величины теплового эффекта), когда нагрев тканей не является определяющим или вообще становится невозможным. В этом случае говорят, что ЭМП обладает так называемым информационным действием.
В последние годы появились публикации о наличии резонансных эффектов при воздействии ЭМП на биообъекты, в том числе на человека.
Результаты исследований воздействия ЭМП на биологические объекты, свидетельствуют, что существует множество механизмов отрицательного влияния полей относительно малых уровней, характерных для большинства случаев облучения человека. Причем воздействующие поля охватывают практически весь частотный диапазон от единиц Гц до сотен ГГц.
Наиболее чувствительными к ЭМП являются нервная, иммунная и половая системы организма. Признавая возможность информационного действия ЭМП и зависимость реакции от вида модуляции, следует признать, что особую значимость приобретает не интенсивность поля, а сам факт контакта с ним человека. Экспериментально установлено повышение чувствительности к ЭМП отдельных систем организма, вызванное другими факторами среды (другими полями, химическими и фармакологическими препаратами и т.п.). В этом случае даже при кратковременных контактах человека с ЭМП может возникнуть целый комплекс неврологических проявлений, психосоматических реакций, а также тяжелых патологических реакций. Исходя из существующих теорий нетеплового механизма действия ЭМП (теория циклотронного резонанса, теория конформационных изменений и т.д.) возможны и другие проявления неблагоприятного возг действия полей на организм. Исследования выявили возможность накапливания биологического эффекта ЭМП в условиях их длительного многолетнего воздействия (кумуляция биоэффекта). В результате возможно развитие таких последствий, как рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания.
При оценке опасности особое место занимают организм в утробе матери (эмбрион) и дети, т.к. они обладают исключительно большой чувствительностью к ЭМП.
В России широкие исследования воздействия на человека электромагнитных полей начались в 60-е годы, и к настоящему времени накоплен большой клинический материал. Именно российскими учеными установлено, что нервная система человека, особенно высшая нервная деятельность, чувствительна к ЭМП, и что ЭМП обладают информационным действием. На основании этих исследований введен ряд нормативных документов, регламентирующих возможные условия облучения для профессионалов и для населения, осуществляются соответствующие гигиенические мероприятия, разрабатываются меры защиты. Установленные в России нормативы очень жесткие и отличаются от американских и европейских в несколько тысяч раз (например, в России ПДУ интенсивности излучения составляет для профессионалов 0,01 мВт/см2, в США — 10 мВт/см2. (Из ученых СССР и Америки была сформирована рабочая группа, которая с 1975 по 1985 г. проводила совместные биологические исследования, подтвердившие правильность концепции советских ученых. В результате — нормативы в США были изменены в сторону ужесточения.)
В 1970-1980 гг. в целях усовершенствования гигиенического нормирования в России был проведен комплекс экспериментальных исследований по изучению механизма биологического действия ЭМП и их влияния в широком частотном диапазоне на различные системы организма и, прежде всего, нервную, иммунную, эндокринную и др.
Однако в последнее десятилетие эти работы резко сократились, хотя не до конца изучены некоторые важные разделы этой проблемы, такие как влияние на человека малых интенсивностей электромагнитного излучения (менее 1 мВт/см2), роль модуляции в реализации биоэффекта, оценка комбинированного действия ЭМП и других факторов среды. В Санитарных нормах и правилах не учтено возможное неблагоприятное действие на человека модулированного и комбинированного действия радиочастотного, в первую очередь СВЧ-иэлучения.
Ясно, что в этой области исследований необходимо тесное международное сотрудничество. В настоящее время по проблеме влияния ЭМП на человека действуют две международные программы. Финансируются они международными организациями, правительствами стран-участниц проектов и фирмами, производящими или эксплуатирующими продукцию, излучающую ЭМП.
В Программе Всемирной организации здравоохранения "Международный проект по электромагнитным полям" (1996-2001) участвуют 32 страны. Проект не предусматривает проведения специальных исследований, а только обобщение результатов выполненных ранее работ. Финансирование осуществляет ВОЗ, на 5 лет ею выделено 3 млн. 300 тыс. долл. США.
В рамках Программы научной кооперации Европейского экономического сообщества действует Международный проект "COST 244" (1993-2003) с участием 17 стран. Проект предусматривает проведение исследовательских работ, в основном по влиянию ЭМП сотовых телефонов на человека и ЭМП радиочастотного диапазона. Финансирование смешанное: около 30% обеспечивает ЕЭС, 15-25% правительства стран-участниц, остальное фирмы-спонсоры. Россия в этом проекте пока участия не принимает.
Во многих развитых странах мира — США, Великобритании, Германии, Италии, Швеции и других — созданы Национальные комитеты по защите населения от нэионизирующих излучении. Эти комитеты координируют свою деятельность с Международной комиссией по радиационной защите населения от неионизирующей радиации (ICNIRP). Летом 1998 г. такой комитет был создан и в России.
В ряде стран имеются долгосрочные национальные программы по оценке опасности ЭМП для населения. В их число входят: США, Швеция, Финляндия, Франция, Великобритания, Австралия, Япония, Германия, Дания, Канада.
Так, в США имеется Национальная программа Исследований Электрических и Магнитных Полей и Распространения Общественной Информации (ЕМF RAPID). В рамках этой программы изучаются, в частности, отдаленные последствия у людей, имеющих контакт с ЭМП (развитие рака, тяжелых нейротрофических заболеваний). Важный аспект программы — активная пропаганда среди населения результатов исследований и воспитание грамотного отношения к проблеме биологического действия электромагнитных полей.
Итак, общество осознало опасность, которую представляют электромагнитные поля. Конечно, в этой проблеме больше вопросов, чем ответов. Необходимы дальнейшие исследования, и не только в изучений биологического воздействия ЭМП, но и в разработке средств и способов защиты от них. Человечество уже неоднократно имело возможность убедиться, что за блага цивилизации приходится платить большую цену. Однако это не может остановить его стремление к техническому прогрессу. Вряд ли понимание того факта, что ставшие привычными в повседневной жизни телевизор, компьютер, радиотелефон представляют опасность, заставит пользователей отказаться от них. Но учитывать эту опасность при разработке и создании этих изделий, принимать необходимые меры по нейтрализации их негативного воздействия на человека, — в этом состоит главная цель исследований биологического действия ЭМП.
71. Технологии утилизации отходов сельскохозяйственного производства
Утилизация органических отходов сельскохозяйственного производства методом биоконверсии.
Технология утилизации отходов сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности методом экструдирования, в том числе:
— отходов, образующихся в процессе производственной деятельности сельскохозяйственных предприятий, например, падеж скота, отходы убоя;
— отходов переработки птицы, свиней, рыбы, КРС, убоя зверохозяйств;
— отходов растительного происхождения, например, зерно, зараженное сельскохозяйственными вредителями или переувлажненное.
В результате утилизации получается эктрудированная белковая кормовая добавка для животных и птицы.
В настоящее время для утилизации биологических отходов животного происхождения, захоронение которых законодательно запрещено, повсеместно используется технологический процесс, в основе которого лежит длительная обработка (не менее 4—5 ч), при высокой температуре (120—140°С) и давлении 0,3—0,4 МПа. Утилизация осуществляется в варочных котлах (ЛАПСА) и предусматривает варку, стерилизацию и сушку. При строгом соблюдении технологических параметров эта технология обеспечивает получение относительно стерильного продукта — мясокостной муки, но оказывает отрицательное действие на его качество, т. к. за счет длительного теплового воздействия часть белка разрушается, снижается его усвояемость. Существенным недостатком технологии является высокая стоимость утилизации и негативное воздействие на окружающую среду.
ЗАО «ЭКОРМ» предлагает технологию переработки биологических отходов, в основе которой лежит способ сухой экструзии, где в качестве единственного источника нагревания используется трение.
Процесс экструзии занимает не более 30 с. За это время сырье успевает пройти несколько стадий обработки: тепловую, стерилизацию, обеззараживание. Обязательным условием является использование растительного наполнителя (зерно, отруби и т. п.).
Благодаря уникальному сочетанию температурного режима, давления, влаги, временного фактора, продукт после его обработки в экструдере превращается в стерильную белковую кормовую добавку.
Конечный продукт может быть выпущен в различной физической форме (россыпь, гранулы) и использован в качестве полного рациона или как основной ингредиент для включения в самые разнообразные рационы. Получаемая продукция имеет следующие характеристики:
— влажность не более 12%;
— протеин — 14—22% (зависит от вида перерабатываемых отходов и растительного наполнителя);
— срок хранения в мешках — не менее 6 мес.;
— бакосемененность — обычно менее 10 тыс. ед. (при допустимой норме 500 тыс. ед.);
— обменная энергия — около 290—310 ккал в 100 г продукта.
Накоплен положительный опыт использования продукции при кормлении в птицеводстве, свиноводстве, рыбхозах, в производстве пушных зверей.
Особого внимания заслуживает высокая усвояемость получаемого продукта (на 25—30% выше по сравнению с традиционным кормом), что позволяет увеличить привесы и резко уменьшить объем отходов жизнедеятельности.
Для обеспечения технологического процесса нужен только подвод электроэнергии. Другие энергоносители (газ, пар, вода), а также дополнительная сушка получаемой продукции не требуются. Процесс экологически чист: отсутствуют выбросы, а также тлетворный запах, сопровождающий традиционную переработку в котлах-утилизаторах. Площадь, занимаемая технологической линией, невелика. Обращаю особое внимание на то, что переработка отходов животного происхождения только с использованием экструдера невозможна. Необходимо соблюдение всей технологической цепочки, всех требований разработанной технологии.