Начала экскретологии

Гигиена – это область науки, в частности медицины, изучающая влияние условий жизни, труда на человека и разрабатывающая профилактики различных заболеваний; обеспечивающая оптимальные условия для существования; сохраняющая здоровье и продлевающая жизнь. Гигиена, наряду с санитарией и эпидемиологией, является одним из направлений профилактической медицины. Поэтому свалки, мусорки и помойки как источники всевозможных инфекций не могут быть вне интересов этой науки.

Основные задачи гигиены изучение влияния внешней среды на состояние здоровья и работоспособность людей. При этом под внешней средой следует понимать весь сложный комплекс природных, социальных, бытовых, производственных и иных факторов, в том числе и экскретных – выделительных.

Биология – наука о жизни (живой природе), одна из естественных наук, предметом которой являются живые существа и их взаимодействие с окружающей средой. Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле. Классифицирует и описывает живые существа, происхождение их видов, взаимодействие между собой и с окружающей средой – в том числе и с изменяемой под воздействием мусора, отходов и отбросов.

Археология – историческая дисциплина, изучающая по вещественным источникам историческое прошлое человечества. Вещественные источники – это орудия производства и созданные с их помощью материальные блага: постройки, оружие, украшения, посуда, произведения искусства – всё, что является результатом трудовой деятельности человека, и в конечном счёте превращается в мусор.

Мусорные источники, в отличие от письменных, не содержат прямого рассказа об исторических событиях, и основанные на них исторические выводы являются результатом научной реконструкции. Значительное своеобразие вещественных источников, ставших историческим мусором, вызвало необходимость изучения их специалистами-археологами, которые производят раскопки археологических памятников, исследуют и публикуют находки и результаты раскопок, восстанавливают по этим данным историческое прошлое человечества. Особое значение археология имеет для изучения эпох, когда не существовало ещё письменности вообще, или истории тех народов, у которых письменности не было и в позднее историческое время.

Зоология – биологическая наука, предметом изучения которой являются представители царства животных. Зоология имеет ряд ветвей, смежных с другими науками. Зоология изучает физиологию, анатомию, эмбриологию, экологию, филогению животных, и её связи с экскретологией прослеживаются косвенно.

Футурология – в широком значении – совокупность представлений о будущем Земли и человечества, в узком – область научных знаний, охватывающая перспективы социальных процессов, синоним прогнозирования и прогностики. Так как перспективы социальных процессов изучаются многими науками, то термин "Футурология" ввиду многозначности и неопределённости с конца 60-х гг. вытесняется термином "исследование будущего", который подразумевает совокупность теории и практики прогнозирования.

Научное предвидение, которое опирается на теоретические положения диалектического и исторического материализма, может помочь специалистам-экскретологам выбрать правильную тактику и стратегию избавления человечества от мусора. Её методы позволяют обосновать возможность избежать планетарной катастрофы с помощью "оптимизации" государственного влияния и технического инструментария.

Космонавтика – процесс исследования космического пространства при помощи автоматических и пилотируемых космических аппаратов. Сегодняшний день характеризуется множеством проектов и планов освоения космического пространства. Активно развивается космический туризм, пилотируемая космонавтика вновь собирается вернуться на Луну и обратила свой взор к далёкому Марсу. Однако наличие фрагментов разрушенных на орбитах космических аппаратов, представляющих собой космический мусор, способны сорвать дерзкие планы человечества и заметно приостановить освоение космоса. Космический мусор, как и земной, является экскретным объектом и изучается в рамках экскретологии.

Геофизика – комплекс наук, исследующих физическими методами строение Земли. Г еофизика в широком смысле изучает физику твёрдой Земли (земную кору, мантию, жидкое внешнее и твердое внутреннее ядро), физику океанов, поверхностных вод суши (озёр, рек, льдов) и подземных вод, а также физику атмосферы (метеорологию, климатологию, аэрономию. Она тесно соприкасается с экскретологией методами исследования и изучаемыми объектами, особенно в свете возможного появления из мусорных свалочных залежей новой геологической структуры – антропозоя.

Эстетика – философская дисциплина, основным предметом изучения которой является эстетическое и его действительность, его законы и нормы, его формы и типы (прекрасное, возвышенное и др.), его отношение к природе и искусству, его происхождение и роль в художественном творчестве и наслаждении. Эстетика – это философское учение о сущности и формах прекрасного в художественном творчестве, в природе и в жизни, об искусстве как особом виде общественной идеологии.

Эстетическая проблематика применительно к объектам экскретологии начинает формироваться одновременно с формированием философской проблематики. Она задаёт вопрос об источнике красоты в мире, о том, каким образом красота являет себя человеку, насколько большой урон способны нанести духовному миру человека ежедневные созерцания смердящих свалок, помоек и мусорных полигонов.

В работе [17] на основе анализа темпов мирового загрязнения природных сред отходами и мусором сделан вывод о необходимости и неизбежности появления новых наук, изучающих возникший геологический (а по сути дела – экскретологический) феномен. Авторы изучали количество, состав, встречаемость, содержание, особенности распространения ценных и токсичных элементов в отходах угольных, углеобогатительных, металлургических и энергетических предприятий Донбасса. В них обнаруживались «промышленные и сверхпромышленные» концентрации титана, циркония, скандия, германия, лития и других черных, цветных, драгоценных и редких металлов. По мнению авторов исследования такие факты позволяют рассматривать погребённые отходы как нетрадиционный дешёвый комплексный, постоянно восполняющийся источник минерального сырья. Он включает в себя, в частности, токсичные элементы (мышьяк, ртуть, молибден и многие другие) в количествах, превышающих значения предельно-допустимых концентраций.

Отмечается, что антропогенный мусор и отходы не являются продуктом геологического развития Земли. Они появились одновременно с хозяйственной деятельностью человека. С момента появления, находясь на поверхности Земли, они подвергаются воздействию внешних факторов (перепад температур, влияние кислорода и радиации и др.). В отходах и мусоре процессы деструкции, химической и биологической деградации и выветривания преобладают над процессами восстановления. Поэтому их следует отнести к новому геологическому объекту. Таким образом, перечень изучаемых геологией объектов, включающий минералы, горные породы, геологические процессы, остатки органической жизни, пополнился отходами хозяйственной деятельности человека в форме экскретов. Размеры этого объекта, который характеризуется сложным химическим и минеральным составом, многообразием происхождения, огромны и постоянно возрастают, угрожая развитию цивилизации. Их призвана изучать ещё не появившаяся новая наука. Задачами этой предлагаемой авторами [17] комплексной науки, называемой «Техногенная геология», является изучение:

– преобразования мусорных отходов на поверхности Земли под влиянием природных факторов, которое зависит как от состава отходов, так и от климатических условий (гумидные, аридные, нивальные);

– законов миграции и аккумуляции продуктов выветривания (техногенная геохимия);

– особенностей накопления полезных элементов (техногенные месторождения полезных ископаемых);

– металлогенической специализации отходов (техногенная металлогения);

– особенностей накопления токсичных элементов (техногенная геоэкология).

По некоторым оценкам на земном шаре накоплено – 32 трлн. т твёрдых отходов (мусора). Их достаточно для того, чтобы покрыть территорию такого государства, как Финляндия, слоем в 20 м. Ежегодно в мире появляется 10 млрд, тонн отходов. Например, в Украине к 2009 году количество отходов оценивалось в 25 млрд. т, под которыми занято приблизительно 160 тыс. гектаров плодородных земель. Большая часть отходов образовалась в результате деятельности горнодобывающих, металлургических, энергетических предприятий и находится в промышленно-развитых районах (Донбасс, Криворожье и др.). Причём ежегодно количество отходов возрастает на 150 млн. тонн. Огромное количество мусора в возрастающем темпе скапливается в водных объектах. Поэтому природные среды земли близки к насыщению антропогенным мусором. Для противодействия этому процессу мусорный феномен следует изучать с использованием различных областей знаний. С появлением «Техногенной геологии» как части «Экскретологии» и «Охраны природы» могут возникнуть новые науки.

В самом деле, накопление неутилизированных отходов и мусора приводит к изменению рельефа поверхности Земли, так как при использовании мусора как строительного материала появляются «рукотворные» острова и отвоёванные у моря территории. Это предмет для рождения «Экскретной физической географии».

Изменение отражательной способности (альбедо) покрытой мусором суши, а особенно Мирового океана неизбежно приведёт к влиянию открыто складируемых отходов и мусора на климат планеты. Этими вопросами могла бы заниматься «Техногенная экскретная метеорология». Влияние экскретов на сообщества животных – предмет изучения «Техногенной экскретной биологии» и, наконец, на объекты растительного мира – «Техногенная экскретная ботаника».

Рис. 1.2.Схема квалификации экскретов на эколого природоохранные и социально-гуманитарные

Кроме того, не исключена возможность появления нескольких научных направлений, связанных с гуманитарными, морально-этическими и правовыми проблемами экскретологии. Эти направления объединяет экскретология нематериальных (идеальных) объектов. Более подробно эта тема раскрыта в Приложении № 2 нашей книги в разделе «Нематериальные экскреты».

Воздействие экскретов, связанных с хозяйственной деятельностью человека, на объекты природных сред имеют тенденцию катастрофического усиления, поэтому жизнь неизбежно вызовет появление новых научных направлений экскретологии – таких как бытовая, промышленная, сельско-хозяйственная экскретология, и других специализированных дисциплин. Процессы выделения свойственны всем живым организмам, поэтому изучение различных ответвлений экскретологии, на наш взгляд, может принять массовый характер (по аналогии с экологией).

Что касается «Экскретологии околоземного космического пространства», то она уже сегодня востребована не только в связи с орбитальным мусором и с орбитальными отходами, но и с планируемыми межпланетными перелётами. Проблемы круговорота продуктов выделения космонавтов в замкнутом пространстве межпланетных космических кораблей нуждаются в решении в связи с планируемыми в ближайшем будущем межпланетными перелётами на планеты солнечной системы Марс и возможно Венеру. Наземные модельные эксперименты добровольцев дали ответы на многие проблемные вопросы, однако теоретические проработки также необходимы.

Ещё раз подчеркнём, что «Экскретология» как наука в настоящее время находится в процессе своего становления, и поэтому многие её проблемы ещё очень слабо или совсем не разработаны. Но несмотря на это, ей уже сегодня предстоит решение крупных насущных проблем в масштабе отдельных государств и всей планеты. И призваны делать это учёные, не получившие специального образования потому, что весьма ограничено и число специалистов с природоохранительной подготовкой.

Специфичность экскретологии заключается в охвате исследованием большого разнообразия явлений в природе и обществе, в необходимости использования для построения выводов и вскрытия закономерностей данных многих смежных наук. Поэтому экскретология является комплексной наукой, возникшей на грани ряда общественных наук, наук о природе, здравоохранении, промышленности и сельского хозяйства, археологии, космонавтики и ракетной техники и др.

Диалектико-материалистическое обобщение проблемы взаимосвязи произведённых человеком изделий с возможным загрязнением природных сред можно обнаружить в трудах Ф. Энгельса. В рукописи «Диалектика природы», созданной в период 1873–1882 гг., Ф. Энгельс писал: «Ведь в природе ничто не совершается обособленно. Каждое явление действует на другое и обратно, и в забвении факта этого всестороннего движения и взаимодействия и кроется в большинстве случаев то, что мешает нашим естествоиспытателям видеть ясно даже самые простые вещи» [30].

Ф. Энгельс показал, что любое вызванное человеком изменение в природе неизбежно скажется на других её элементах и, в конечном итоге, на обществе. «Людям, которые в Месопотамии, Греции, Малой Азии и других местах выкорчевывали леса, чтобы добыть таким путем пахотную землю, и не снилось, что они этим положили начало нынешнему запустению этих стран, лишив их, вместе с лесами, центров скопления и сохранения влаги. Когда альпийские итальянцы вырубали на южном склоне гор хвойные леса, так заботливо охраняемые на северном, они не предвидели, что этим подрезывают корни высокогорного животноводства в своей области; еще меньше они предвидели, что этим они на большую часть года оставят без воды свои горные источники, с тем, чтобы в период дождей эти источники могли изливать на равнину тем более бешеные потоки». [30].

Диалектический материализм учит, что всеобщая связь предметов и явлений составляет одно из самых существенных свойств объективного мира, включающего природу и общество, всё материальное и идеальное (мышление). Связи могут быть механическими, физическими, химическими, биологическими и социальными, а также пространственными и временными. Каждый вид связи находится во взаимодействии с другими и со всеобщей системой взаимосвязей. Поэтому изучение конкретных связей, представляющих части всеобщей связи, необходимо проводить в их соотношении с другими. В ходе развития природы и общества связи изменяются, усложняются, заменяются новыми. Полвека назад никто не мог и предположить, что человечество буквально захлестнёт «волна» мусора, появившегося из-за наступления «пластиковой эры».

Необходимость оперировать разнородными фактами и выводами для получения обобщений более крупного – планетарного плана создаёт некоторые трудности для экскретологов. Преодоление возникающих трудностей возможно лишь на основе приобретения ими широкого кругозора и развития комплексных исследований с привлечением учёных различных специальностей. Для обеспечения требуемой эффективности исследований учёные должны быть объединены в крупных научно-исследовательских институтах.

Уже сегодня существует необходимость более широкого использования в науке и практике наработок, выводов и обобщений экскретологии, чтобы соответствующим образом направить исследования в смежных областях и тем внести свой вклад в разработку насущных проблем экологии и охраны природы.

1.2. Понятия и определения, используемые в экскретологии

Прежде чем излагать материал по экскретологии, претендующей называться наукой или научным направлением, целесообразно определиться с терминами и понятиями. Экскретология как наука, изучающая преобразования с продуктами выделений и отторжений общества и природы, к настоящему времени ещё полностью не сформировалась, поэтому вопросы терминологии являются чрезвычайно важными. Ниже, частично используя данные справочной литературы, а частично собственную интерпретацию автора [1-16, 18–24, 27], приведены кратко основные понятия и определения

экологической, природоохранной и аварийной тематик, используемые в «мусорном» блоке экскретологии. Ввиду особой актуальности и важности отходов, отбросов и мусора для жизни общества этот блок требует отдельного рассмотрения (выделен пунктиром на Рис. 1.2.1). Рассмотренные ниже понятия и определения помогут читателю разобраться в феномене выделяемых и отторгаемых человеком и природой объектов – их происхождении, составе, выбросах в природные среды, уничтожении и связях между собой.

Более детально, с разделением на природные и антропогенные, сведения об экскретах приведены в главах 2 и 3 нашей книги.

Экскретология и экскреты

Экскретология (от латинского excretum – выделенное) – наука о выделениях и отторжениях, выбросах, потерях и удалениях авнтропогенных (связанных с человеком и его деятельностью) и природных объектов, их возникновении, трансформации, возможной утилизации, использовании и уничтожении. Такими объектами – экскретами – являются конечные продукты деятельности человека и других живых организмов, а также вещества и продукты, возникающие при различных – как правило экстремальных – природных процессах[1].

В широком смысле экскретами являются любые естественно-природные и антропогенные объекты, закончившие свой жизненный цикл, выделенные и/или отторгнутые организмами (в том числе и общественными), выбрасываемые за ненадобностью или уничтожаемые каким-нибудь способом.

Рис. 1.2.1. Схема классификации выделяемых природой и обществом объектов как составных частей экскретологии. «Мусорный» блок экскретов выделен пунктиром

В справочной литературе (например, в словаре русского языка Д. Н. Ушакова [48]) понятие отторжения определяется так: «Отторгать —, отторгнуть что от чего, оторвать, отделить дергая, порвав; отодрать, отнять силою».

В нашей книге процесс отторжения трактуется более расширенно и предполагает:

а), для живых организмов – выделение, отделение и изоляцию от привычных биогеоценозов в том числе со смертельным исходом; б), для неорганических объектов – выделение, отделение, изоляцию от первоначального физического тела, потерю или выбрасывание, деструкцию или уничтожение.

Классификация выделяемых природой и обществом объектов как составных частей экскретологии представлена на схеме Рис. 1.2.1

Элементы экскретологии – это отходы, мусор, отбросы, а также утраты, находки и потери, виктимы и девиаты. В последующих разделах книги выясняется какой смысл вкладывается в определение этих объектов.

Можно сказать, что экскретами являются все материальные объекты природных сред и человеческого общества, отслужившие «свой срок», закончившие жизненный цикл или появившиеся (возникшие) при деструктивных, катаклизменных или катастрофических явлениях.

Классификация экскретов по принадлежности к природным или антропогенным приведена на схеме Рис. 1.2.2.

Рис. 1.2.2. Схема классификации экскретов по принадлежности к природным или антропогенным

Отходы

Часто не только на бытовом уровне, но и в публикациях отходы отождествляют с мусором, что приводит к путанице и неразберихе.

Понятие отходов является базовым не только для экскретологии, но и для смежных наук, посвящённых охране и защите природы, тем важнее дать ему правильное и однозначное определение. В политехническом словаре [1] отходы производства определены как остатки основных и вспомогательных материалов, образующиеся в производственном процессе. Такое толкование понятия отходов слишком узкое. Оно не включает в себя возможные непроизводственные отходы: бытовые, сельскохозяйственные, медицинские и отходы многих других сфер приложения человеческого труда.

Более общее и расширенное определение этого понятия даётся в словаре-справочнике [20]:

– Отходы – непригодные для производства данной продукции виды сырья, его неупотребимые остатки или возникающие в ходе технологических процессов вещества (твёрдые, жидкие, газообразные) и энергия, не подвергающиеся утилизации в рассматриваемом производстве (в том числе с.-х. и в строительстве). Отходы одного производства могут служить сырьём для другого. Как правило, в категорию отходов не включают природные вещества, неявно используемые в технологических циклах, – воздух, его кислород, проходящую «транзитом» воду и т. п. Нередко не учитываются и энергетические отходы…

Приведённое выше определение заранее предполагает наличие некоторого производственного процесса и не охватывает другие области человеческой деятельности. Например, для бытовых отходов можно использовать следующее определение.

Отходы – произведённые человеком вещества, тела, продукты и объекты, потерявшие потребительские свойства и не пригодные для использования по прямому назначению. Однако это не означает, что их нельзя использовать для каких-нибудь других целей, например, утилизируя ценные компоненты или вещества.

Востребованные отходы – вторичное сырьё.

Невостребованные отходы представляют собой ненужный мусор, отправляются на свалку или уничтожаются.

Более подробно тема отходов обсуждается в разделе 2.1. нашей книги.

Мусор

В справочной литературе понятие мусора вероятно из-за его многоликости и сложной идентификации даётся крайне редко; в словаре-справочнике [20] он определяется так:

«Мусор – совокупность твёрдых бытовых отходов и отбросов, образующихся в бытовых условиях. Синоним: твёрдые бытовые отходы. Мусор включает стекло, металлы, кости, дерево, бумагу и пр.».

Такое же определение имеется и в словаре [19].

При критическом рассмотрении это определение не выдерживает ни какой критики, тем не менее оно получило широкое повсеместное распространение и имеет аббревиатуру ТБО. Не понятно, почему мусор – только бытовые отходы, и о какой «твёрдости» может идти речь, когда видишь на мусорке тряпьё, ветошь, пластиковые плёнки и другие совсем не жёсткие выброшенные предметы и вещи. Кроме того, не любая совокупность твёрдых бытовых отходов является мусором – некоторые после «доработки» успешно используются в хозяйстве, а биологические отходы могут быть утилизированы и превращены в ценное удобрение.

На бытовом уровне мусор определяют как отбросы, сор [2]. Отброс – негодный остаток чего-нибудь, сор – мелкие сухие отбросы, мелкий мусор [там же].

В общем случае мусором могут быть названы произведённые человеком твёрдые или условно твёрдые предметы, вещества, продукты, потерявшие потребительские свойства и невостребованные отходы, выбрасываемые или уничтожаемые им за ненадобностью, а также твёрдые или условно твёрдые предметы, вещества, продукты, возникающие в природных средах после разрушения её объектов при катаклизмах, катастрофах или авариях, захламляющие, загрязняющие или отравляющие природные среды, нарушающие нормальную (установившуюся) жизнь биологических объектов.

Понятие твёрдого или условно твёрдого предмета, вещества или продукта в этом определении означает, что рассматриваемые объекты не жидкие и не газообразные, а относятся к твёрдой фазе. Твёрдое тело характеризует агрегатное состояние вещества со стабильностью формы в виде кристаллических или аморфных объектов [43], а понятие твёрдости характеризует сопротивляемость вдавливанию или царапанию [3]. Строго говоря, любое тело при достаточном охлаждении становится твёрдым.

При нормальных условиях примерами твёрдых тел могут быть металлы, соединения металлов с неметаллами (металлиды), некоторые минералы. Примерами твёрдых аморфных тел служат стекло и изделия из него, янтарь, смолы, битумы и полимеры [43]. При экскретологических исследованиях наряду с понятием твёрдого тела целесообразно использовать понятие условнотвёрдого тела как мерило содержания в нём влаги (в основном воды). На практике именно водность (влажность) выбросов является определяющей

характеристикой при рассмотрении их классификации и динамики в природных средах.

Влажность определяется как отношение массы воды, находящейся в данный момент в материале, к массе (реже к объёму) материала в сухом состоянии и выражается в процентах. При этом массу материала берут в естественном влажном, а не в насыщенном водой состоянии.

Вычисляют массовую влажность W_m и объёмную W_o по формулам (%):

W_m=((m₂-m₁)/m₁) × 100;

W_o=((m₂-m₁)/V) × 100,

где

m₁ и m₂ – масса материала соответственно в сухом и насыщенном водой состоянии, [г];

V– объём материала в сухом состоянии, [см3].

Понятие условнотвёрдого тела можно конкретизировать применительно к мусору, произведённому человеком – антропогенному мусору (AM), и возникающему в природе – естественно-природному мусору (ЕПМ) или сокращённо природному мусору (ПМ).

Подробно эти вопросы рассмотрены в разделах 2.2. и 3.2. нашей книги.

Природный мусор универсальный и носит неизменный характер независимо от географических, метеорологических или временных характеристик исходных объектов. В отличие от него антропогенный мусор многолик, неоднозначен и носит индивидуальный характер. То, что является мусором для одного предприятия или человека, может представлять потребительский интерес для других объектов. Кроме того, такой мусор по-разному может пониматься и восприниматься в различных географических местах, в разных социальных группах и в различные исторические времена. Таким образом, строго говоря, понятие антропогенного мусора является весьма неопределённым и расплывчатым и трактуется применительно к конкретной обстановке. Подробно это обсуждается в разделе 1.3. нашей книги.

Отбросы

Ещё одним элементом экскретологии – экскретом является понятие отброса (отбросов). Рассмотрим его содержание. Например, в словаре-справочнике [18,20] написано:

Отбросы: 1). Несъедобные или по другим причинам непригодные для дальнейшего использования пищевые продукты и предметы быта, выбрасываемые на свалку;

2). неутилизируемые бытовые и с.-х. компоненты (говорят об отбросах животноводства);

3). неиспользуемые в настоящее время отходы. Правильнее говорить о бытовых отбросах, промышленных и с.-х. отходах, включая в это понятие и отходы строительства.

Приведённое выше определение отбросов получилось громоздкое, противоречивое и трудно понимаемое. Почему неутилизируемые бытовые и с.-х. компоненты – считают отбросами, а утилизируемые разве не отбросы?

Кроме того, из приведённого выше определения довольно трудно уловить общее у картофельных очисток в мусорном ведре, отбросов животноводства (например, навоза) с битым кирпичом на стройке или металлической стружкой от токарного станка. Общее у них только то, что от них хотят избавиться!

Целесообразно было бы оставить только часть формулировки работ [18,20] об отбросах как о выбрасываемых биологических объектах. Тогда можно провести непротиворечивую классификацию мусорных объектов, обоснованно и разумно организовать их раздельный сбор и утилизацию…

Предложим понятие отбросов в широком смысле слова, а не только применительно к человеческой деятельности, учитывая наработки других литературных источников.

Отброс – «всё, что откинуто, отброшено куда по негодности» \4\, негодный остаток чего-нибудь [2]. Отбросами являются, в первую очередь, продукты жизнедеятельности живых организмов. В общем случае к отбросам можно отнести:

– отходы продуктов питания при приготовлении пищи и несъедобная пища;

– отходы жизнедеятельности человека и других живых существ

(кал, моча, слёзы, слизи, слюни, сопли, серные образования в ушах, выделения желез внутренней секреции, кишечные газы, выдыхаемый воздух и т. п.);

– отмершие или выпавшие роговые, хитиновые или костные образования (выпавшие зубы, волосы, перхоть, ногти, рога, копыта…);