Рубикон толерантности к антропогенным ядам

Об авторе: Юрий Михайлович Веретенников – лауреат Государственной премии правительства Российской Федерации в области науки и техники; Валерий Григорьевич Островский – кандидат химических наук.

На трети суши планеты ежегодно распыляется более 2 миллионов тонн пестицидов

Президент Российской академии наук Юрий Осипов, подводя в мае 2004 года итоги академического семинара, организованного по проблеме глобального потепления и выбросов углекислого газа в атмосферу, заявил, что российская наука не видит следов антропогенного влияния углекислого газа на климат от человеческой деятельности. Нынешний президент РАН Александр Сергеев в сентябре 2019 года подтвердил отсутствие научного обоснования по этой проблеме. Показательно, что глашатаем антропогенного «глобального потепления» на Западе сделали не ученого или специалиста-климатолога, а недоучившуюся шведскую школьницу Грету Тунберг, поучающую с высоких трибун высшее чиновничество Евросоюза.

Между тем сегодня, в эпоху природного изменения климата на Земле, промышленные яды и сельскохозяйственные политоксичные ядохимикаты вышли на первое место по скорости и количеству поступления в трофические цепи биосферы. Их расход растет экспоненциально.

Цивилизация и исторически сложившаяся флора Земли на рубеже ХХI века перешли Рубикон экологической толерантности к природным и антропогенным ядам и загрязнениям. Биосфера уже не в состоянии их полностью дезактивировать. В результате латентная (скрытая) токсичность формирует слом глобальной экологической, микробиологической и генетической устойчивости биосферы… Отсюда участившиеся стихийные бедствия, пандемия COVID-19, проблема утилизации мусора.

При этом если химия, например, пестицидов сегодня соответствует ХХI веку, то агротехнологии, по которым эти самые пестициды распыляют, остались в веке XIX. КПД этих «технологий» – меньше 15%. Авиационные, тракторные, самоходные или моторизованные машины распыляют в мире ежегодно около 2,2 млн т разнообразных пестицидов на площади 1,5 млрд га (33% суши). Да, пестициды обеспечивают получение высоких урожаев, без них уже не обойтись. Но почему такая низкая эффективность их применения?

Миллионы распылительных устройств – создаваемых в основном эмпирически – работают в различных устройствах и установках для распыления технологических жидкостей во всех областях промышленности, сельского хозяйства и транспорта. Суть в том, что при распылении, например, жидких пестицидов кроме капель нужного размера образуются как крупные капли, так и мелкие, то есть распределение капель носит полидисперсный характер. Крупные капли бесполезно стекают с листьев на землю, отравляя ее, а мелкие уносит ветер туда, где они не только не нужны, но и вредны. Это уже привело к массовой гибели пчел во всем мире, а пищевые продукты и корма – все! – содержат микроколичества ядов, опасных для животных, человека и генетических ресурсов биосферы.

Этой проблемой еще в СССР озаботилась Всесоюзная академия сельскохозяйственных наук имени В.И. Ленина (ВАСХНИЛ). Была поставлена задача – разработать и испытать распылители с повышенной монодисперсностью для сельского хозяйства. Причем количество капель нужного размера должно быть хотя бы в 1,5–2 раза больше, чем при существующем полидисперсном распылении.

В результате был разработан и испытан первый в мире опрыскиватель с повышенной монодисперсностью, основанный на сепарации и возврате непродуктивных и экологически вредных капель (патент РФ № 2256322, 2005 год; изобретатель Н.В. Никитин и др.; ВНИИ Фитопатологии, г. Москва). Практические итоги 20-летних плановых государственных испытаний почти на всех машиноиспытательных станциях Госкомсельхозтехники СССР и России доказали эффективность применения новых опрыскивателей для разных культур с сокращенными на 25–50% удельными нормами расхода пестицидов.

Несмотря на сложную конструкцию новых распылителей, было принято решение и создана на госпредприятии «Подольский электромеханический завод» (Московская область) машиностроительная база для серийного изготовления новых опрыскивателей для перевооружения сельского хозяйства. Работа эта удостоена Госпремии правительства РФ в области науки и техники за 1999 год.

Но в 2013 году правительство РФ ликвидировало Россельхозакадемию – она объединена с Российской академией медицинских наук и «большой» Российской академией наук. Созданная на ПЭМЗ база изготовления опрыскивателей разрушена, и весь проект «Монодисперсные техногенные аэрозоли» («МТА»), на который в советские и постсоветские времена были истрачены миллионы (если не миллиарды) государственных рублей, оказался никому не нужным, лишен поддержки, развития и перспективы внедрения.

При сжигании жидких углеводородных топлив их впрыск через форсунки в двигателях и топках также имеет полидисперсный характер. Казалось бы, велика ли разница в размере капель – 1 или 3 микрона? А между тем их объем и масса различаются в 30 раз, и сгорают они по-разному. Снижение удельного расхода жидкого топлива без потерь мощности и снижение вредных выбросов – главная задача проекта МТА. Это на сегодня проработанный для реализации способ экологически рационального взаимовыживания, когда скорость детоксикации природой продуктов жизнедеятельности человека должна снова превысить скорость их поступления.

Это направление науки, а точнее, новое мировоззрение ставит задачу существенного сокращения удельного расхода сырья и энергии на единицу сельскохозяйственной и промышленной продукции без снижения эффективности.

Академическая наука в большом долгу перед этим важнейшим направлением. Пожалуй, это единственная область, где размеры распыляемых капель до сих пор измеряются не числами (в микронах), а прилагательными. Так, например, качество распыления пестицидов по действующему американскому стандарту ASABE S 572 оценивается визуальным способом: «Капля очень мелкая, мелкая, средняя, крупная, очень крупная, чрезвычайно крупная». Удерживаемость капли на листе: «Для большинства агрохимических применений рекомендуется мелкий, средний или крупный распыл». В России ситуация не лучше. Так, форсунки, впрыскивающие жидкое топливо, подразделяются на «звонкие» (тонкий распыл) и «глухие» (грубый распыл) (см. «Впрыскивание топлива в дизелях», М., 2007).

По этому заброшенному наукой направлению необходима государственная программа с целью разработки и создания современных распылительных устройств с повышенной монодисперсностью для различных отраслей народного хозяйства. Только такой подход может остановить реально угрожающее человечеству глобальное отравление.