В локальных проблемах экологии отношения живых организмов с окружающей средой, особенно при переходе рассмотрения проблемы от популяций к организму, а далее к клетке, ген химические аспекты проблемы выступают явным образом. Своеобразный комплекс проблем возникает также в связи с техногенными процессами функционирования химической и биохимической технологий (или биотехнологии).
Мы не будем останавливаться на анализе проблем загрязнения природы воздействием химической и биохимической технологий, это специально-научная проблема. Здесь же зададимся простым по постановке, но далеко не тривиальным вопросом почему в результате функционирования химической технологии и биотехнологии происходят вредные воздействия на окружающую среду вообще и живые организмы в частности? Почему исходные продукты данных технологий (сырье), как правило, нетоксичны, в то время как промежуточные и конечные продукты, включая отходы, оказывают вредное воздействие на живую природу?
При термодинамическом рассмотрении ни одна из технологий не нарушает общий, интегративный материально-энергетический баланс на Земле в силу законов сохранения массы и энергии. Экологически вредные воздействия возникают при локальных нарушениях энтропийно-энергетических процессов в экосистемах, что и характерно для технической деятельности. Всякое производство, всякая технология связаны с потреблением энергии, которая получается, как правило, из горючих ископаемых (т. е. используется энергия Солнца, когда-то аккумулированная в естественных продуктах) или из радиоактивных руд. Законы термодинамики показывают, что полезное использование энергии не может быть стопроцентным, часть тепловой энергии неизбежно будет рассеяна в окружающей среде.
Как отмечается «Каждый раз, когда мы сжигаем топливо, часть тепловой энергии может быть использована в виде свободной энергии (точнее сказать, может быть использована для полезной работы в виде энергии Гиббса, т е свободной энергии при постоянном давлении), а остальвая часть энергии расходуется на изменение энтропии, означающее возрастание неупорядоченности в системе. Таким образом, потребление топлива сопряжено с образованием продуктов, загрязняющих окружающую среду, а также частичным рассеянием энергии в форме тепла».[121]
Выделение и рассеяние тепловой энергии происходит и при работе биореакторов в биотехнологических производствах, так как в процессе ферментации происходит получение энергии микроорганизмами при окислении (сжигании) веществ с высоким энергетическим содержанием (Сахаров, парафинов, нефти и др.). Поскольку очистные сооружения также являются, по существу, технологическими участками основного производства и также нуждаются в определенной энергии, то уже на этом этапе получается замкнутый круг для экологической проблемы в одной только ее части - рассеянии тепловой энергии в окружающей среде.
Далее, так называемое полезное использование энергии, потребляемой для получения целевого продукта, в химической индустрии приводит к получению химически активных продуктов или в биотехнологии - биологически активных продуктов, которые активно и неконтролируемо взаимодействуют с окружающей живой природой. Такие активные продукты взаимодействуют с живыми организмами как с упорядоченными системами и увеличивают скорость возрастания в них энтропии сверх естественных темпов, т. е. приводят к ускорению их дезорганизации.
Систематизируем теперь пути применения интердисциплинарных званий и в технической деятельности, имеющие место при решении проблем экологии.
Мы рассмотрим пути решения экологической проблемы в первую очередь относительно проблем химической технология и биотехнологии, но в принципе все сказанное ниже справедливо к любой производственно-технической деятельности человека.
ПЕРВЫЙ путь - это использование, как уже отмечалось, неэнергоемких технологий и - в качестве сырья и источника энергии - возобновляемых ресурсов. Во взаимодействиях химии и биотехнологии эта задача решается при утилизации возобновляемых растительных ресурсов - продуктов фотосинтеза - путем ферментативного или химического их разложения до Сахаров.
ВТОРОЙ путь связан со взаимодействием химии и биотехнологии в сфере проблем основных технологических процессов. Здесь показательна современная тенденция проведения химических превращений с использованием ферментных систем в виде либо изолированных ферментов, либо ферментов, связанных с активностью живых клеток (микробиологическая трансформация). Такой подход позволяет резко уменьшить и удельное энергопотребление в технологическом процессе, и уменьшить удельное количество побочных продуктов в результате. С другой стороны, в биотехнологии химические методы позволяют проводить иммобилизацию ферментных систем и стабилизировать ферментативную активность тех или иных продуктов при денатурирующих воздействиях, что эквивалентно соответствующему увеличению производительности биотехнологического предприятия - производителя данных активных ферментных препаратов Последнее эквивалентно уменьшению совокупного вредного воздействия данного производства в расчете на удельную величину активности продукта. Таким образом, второй путь решения экологической проблемы связан с совершенствованием «экологичности» основного технологического процесса при получении полезного целевого продукта и повышением качества этого продукта во взаимодействиях химических и биотехнологических знаний.
ТРЕТИЙ путь - наиболее известный, он связан с нейтрализацией (инактивацией) вредных выбросов промышленных производств, т. е. связан с работой очистных систем. В этой части экологической проблемы происходит взаимодействие названных областей научно-технического знания при создании систем химической и биологической очистки, работа которых включает многие физико-химические и микробиологические взаимосвязанные процессы
ЧЕТВЕРТЫЙ путь решения экологической проблемы, где роль химии и биотехнологии в их взаимодействиях также велика, - химическое и микробиологическое разрушение ксенобиотиков (чужеродных живым организмам соединений) непосредственно в окружающей среде. Речь здесь идет об искусственном введении в ту или иную экосистему химически или биохимически активных агентов (веществ, культур микроорганизмов) для восстановления естественных балансных процессов путем перевода ранее попавших в эту систему вредных веществ в неактивные продукты. Это относится, в частности, к таким загрязняющим веществам, как углеводороды и их хлорпроизводные, ароматические соединения, пестициды, поверхностно-активные вещества и др.
Наконец, ПЯТЫЙ путь решения экологической проблемы во взаимодействиях химии и биотехнологии - получение фармацевтических продуктов, повышающих устойчивость живых организмов к воздействию вредных агентов в окружающей среде естественного и техногенного происхождения (солнечного УФ-облучения, естественной и избыточной радиации, химических веществ токсического действия, биопродуктов, вызывающих патологические изменения и т п.). Дополнительным к названным выше следует назвать важное направление современной экологии - мониторинг окружающей среды, основой которого являются экспериментальные аналитические методы контроля, связанные, в первую очередь, с аналитическими методами химии и смежных областей, включая применение химических и биохимических сенсоров. Как мы уже говорили, по проблемам экологии существует громадный объем литературы, в частности, все увеличивающийся объем философско-методологических исследований. Учитывая это обстоятельство, мы ограничились только первым уровнем методологической рефлексии проблем, примыкающим, по существу, к специально-научному уровню: выделили и систематизировали основные предметные области приложения естественнонаучных и технических знаний, получаемых при взаимодействии химии (подразумевая и химическую технологию) и биотехнологии (подразумевая все ее базисные естественные науки).
Философско-методологический анализ экологической проблемы показывает, что ее следует рассматривать как необходимый этап эволюции Вселенной в целом. В связи с этим и правомерна научная постановка эсхатологической проблемы - старой проблемы с новыми интердисциплииарными средствами ее решения.
Люди, пишущие и размышляющие о науке, в абсолютном большинстве случаев находятся внутри научного дискурса, отчего приобретают склонность видеть науку только с одной стороны: со стороны ее собственных проблем, целей и задач. Наука действительно являет собой сложный полиструктурный организм, целый мир, в недрах которого бушуют познавательные страсти, схлестываются несовместимые точки зрения, ведется кропотливая экспериментаторская и теоретическая работа. Наука обладает способностью поглощать своих субъектов, делать их фанатиками исследования. Расширяя познавательный горизонт, она одновременно сужает его до собственно-научного видения, элиминируя, отвергая другие точки зрения на действительность. Вот почему львиная доля публикаций, посвященных науке, относится к рассмотрению внугринаучных проблем.
Однако на самом деле наука-лишь один из видов человеческой соотнесенности с миром, возникший исторически довольно поздно и выполняющий в жизни общества совершенно конкретные функции. Знаменитое бэконовское «Знание - сила!» и сейчас остается в чести, указывая на инструментальный характер научного знания, на его тенденцию оборачиваться силой, которой владеет и распоряжается человек. Принадлежащая рационалистическому и просветительскому мировоззрению идея покорения природы имела в виду те самые цели, которые раньше преследовала магия: постичь строение Вселенной и ее энергетический потенциал, чтобы использовать их как орудия власти над миром, как средства удовлетворения постоянно развивающихся человеческих потребностей. Коренное различие состояло в том, что магия видела в природных стихиях одушевленные начала, субъектов, с которыми надо было войти в альянс, наука же, стремясь дать человеку желаемое, стала рассматривать мир как безгласный полигон собственной активности, как неограниченный источник ресурсов, который можно бесстрашно и бестрепетно эксплуатировать ради собственного блага.
Если обратиться к иерархии потребностей, построенной американским психологом А. Маслоу и ставшей на сегодняшний день «общим местом», можно увидеть, что ученые приложили руку к удовлетворению практически всех групп человеческих потребностей и желаний. Но, несомненно, наибольшее влияние открытия и изобретения науки, внедренные в производство, оказали на удовлетворение тех потребностей, которые Маслоу называет витальными. Впрочем, эта «витальность» очень условна, так как потребность есть, пить, передвигаться, защищать себя от непогоды выступает в наши дни в собственно-человеческих, культурных формах, далеких от своей биологической предтечи.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71
