Мусор и большая экономика
Print 
PDF
Резюме. Обсуждается проблема мусорных свалок, их неустранимость при капитализме, химические реакции внутри них, возможность полезного использования и, главное, решение проблемы в обществе, устроенном — благодаря плановой экономике — разумней и безопасней нынешнего. Раздельный сбор и сокращение образования мусора «на стороне производства» пойдут рука об руку, вместо того чтобы конфликтовать, как сейчас.
Текущие задачи левых применительно к проблеме отходов ярче всего высветилось в противостоянии на ст.Шиес: архангелогородцы против сброса московского мусора отражающего мировую тенденцию «экспорта отходов к бедным». Их победа Это победа не только архангельцев, но и всех бедных регионов, куда столица и другие места, «выигравшие от реформ», сбрасывают мусор (иногда и зарубежный), по общемировой схеме «экспорт отходов к бедным». Эту порочную схему надо сломать, и здесь без подобных протестов никуда, и превращение раздельного сбора мусора из моды в норму, а то и обязанность жителей мегаполисов, потом городов поменьше, облегчает подобный слом.
А дальше — исправлять в два приёма. Первый — богатые регионы, где мусора образуется больше (там положительная связь с уровнем потребления и доходов) своими силами его разделяют и перерабатывают у себя, как своего рода подоходный налог, любишь потреблять, люби разделять и рециклировать (долю отходов, превращаемых во вторсырьё, в современном городе нужно увеличить как минимум вдвое). Плюс именно бедные регионы сохраняют ненарушенным природный капитал, важный для всей страны, как в плане ресурсов, так и в плане экосистемных услуг (прежде всего леса и болота; и он должен принадлежать всей стране, а не отдельным атлантам. Второй шаг — решение проблемы на стороне производства, а не потребления, тогда объёмы отходов многажды сократятся, мы (и природа) будем успевать их перерабатывать: но для этого нужна плановая экономика, а не рыночная
Ольга Добровидова
Вечный дым
Содержание
Отчего под поверхностью свалок полыхают многолетние пожары
В толще свалок Уэст-Лейк и Бриджтон в штате Миссури последние восемь лет горит мусор. Очаг пожара постепенно подбирается к особенно интересному участку — месту, где хранятся радиоактивные отходы Манхэттенского проекта.
Идти до него огню осталось 365 метров. Коробки из-под пиццы, подгузники и прочий мусор полыхают на глубине от 12 до 40 метров. Подповерхностные пожары на подобных свалках — ужасно противная штука: для них даже не всегда нужно чье-то неосторожное обращение с огнем. Горючий материал в толще может самовоспламеняться, когда туда попадает кислород из воздуха, а реакции разложения мусора создают необходимое тепло (свалки Уэст-Лейк и Бриджтон местами нагреваются до 120 °C).
Дым обычного пожара над свалкой Уэст-Лейк. Фото: Kqueirolomce / wikimedia commons / CC BY-SA 4.0
Потушить такие пожары очень трудно — в этом они похожи на пожары в угольных шахтах или торфяные пожары, чуть не задушившие европейскую часть России в 2010 году. Если вы вздумаете тушить подповерхностный пожар на свалке водой, то, во-первых, ее потребуется очень много, а во-вторых, потоки воды обязательно вынесут в окрестные водоемы все опасное, что есть на свалке. Поэтому тушат их обычно, в буквальном смысле перекрывая пожару кислород (что сделать не так просто, особенно для большого по площади возгорания). Иногда пожар удается сдержать, просто ограничив ему доступ к топливу: на свалках роют огромные траншеи, отделяя уже горящий участок от остальной массы мусора.
Не тушить эти пожары при этом нельзя: мало того что они очень плохо пахнут и часто дымят вредными соединениями — сам пожар в тяжелых случаях может повредить искусственное ложе свалки, которое удерживает всю гадость на ней от попадания в грунтовые воды.
Потушить подповерхностные пожары очень трудно — в этом они похожи на торфяные пожары, чуть не задушившие европейскую часть России в 2010 году. Фото: Митя Алешковский / ИТАР-ТАСС
Между тем в компании — операторе свалки Уэст-Лейк — настаивают, что это вообще не пожар, а некая подземная химическая реакция, природа которой неизвестна. Настаивают настолько агрессивно, что некоторые журналисты избегают слова «пожар», говоря о происходящем на Уэст-Лейк. В любом случае открытого пламени там действительно нет, это так называемый тлеющий пожар (smoldering fire).
Сейчас за судьбу Уэст-Лейк переживают особенно сильно: недавно из Агентства по защите окружающей среды (EPA) ушел человек, возглавлявший отдел Superfund. Эта государственная программа занимается ликвидацией накопленного экологического ущерба в США, то есть очищает и следит за состоянием почти двух тысяч участков на территории страны, на которых случилось что-то совсем из ряда вон выходящее, как, например, в Долине бочек в Кентукки, куда в 1960—1970 годах на десяти гектарах безо всякого разрешения свезли невероятное количество, около 100 тысяч, металлических бочек с токсичными отходами. Занимается Superfund и свалкой Уэст-Лейк, которая из-за своих радиоактивных отходов находится в списке приоритетных.
Так выглядела Долина бочек, для устранения которой в 1980 году американский Сенат создал программу Superfund. Фото: Environmental Protection Agency
Работы по перезахоронению отходов и строительству «крышки» над свалкой, которая защитит жителей от дыма и запаха в случае новых пожаров, оцениваются в 236 миллионов долларов (примерно 14,5 миллиарда рублей) и займут пять лет. Окончательное решение Агентство по охране окружающей среды США (EPA) должно принять в сентябре, но жители Сент-Луиса и городка Бриджтон в непосредственной близости от свалки опасаются, что уход ответственного за решение проблемы может «вновь погрузить их в состояние неопределенности и бездействия, которое тянулось десятилетиями», пишет местная газета St. Louis Post-Dispatch.
Каждый год только в США загорается более 8 тысяч свалок. Это, правда, лишь приблизительная цифра, и большая часть пожаров на свалках, которые тушат американские пожарные, возникает на поверхности. Ущерб от горящего мусора за год может достигать 8 миллионов долларов (почти 500 миллионов рублей), большая часть которых — ущерб имуществу, на которое перекинулось открытое пламя; оценить экологические последствия и ущерб здоровью населения от подповерхностных пожаров гораздо сложнее.
Фото: WitthayaP / Фотодом / Shutterstock
В России свалки тоже тлеют и дымят: например, в 2009 году большой подповерхностный пожар душил едким дымом жителей Канска в Красноярском крае, год спустя об аналогичных проблемах писали из Щелковского района Подмосковья. В прошлом году свалку в Аннино подозревали в том, что она загорелась сама — именно из-за высоких температур на мусорной глубине.
Горящий мусор стал причиной, пожалуй, самого известного долговременного пожара в США: как считается, подповерхностный пожар в Сентрейлии, штат Пенсильвания, стартовал в 1962 году именно из-за мусора, который жгли в шахте. Из-за дымящейся земли Сентрейлия не только стала прототипом города Сайлент Хилл из одноименного фильма, но и лишилась жителей (в 2013 году там жили семь человек), большинства зданий, почтового индекса и статуса городского поселения.
Дорога в Сентрейлию выглядит зимой так. Жар полувекового подземного пожара топит снег, из расщелины поднимается дым. Фото: Kelly Michals / flickr / CC BY-NC 2.0
В любом случае нашим и американским пожарам есть куда стремиться: самый долгий в мире подземный пожар — само собой, природный — продолжается в Австралии около 6 тысяч лет. Очаг горения угольного пласта под Горящей горой продвигается примерно на метр в год.
Источник Чердак
Химическая жизнь мусора
Совсем недалеко от вашего дома — может быть, в паре десятков километров, а может быть и значительно ближе — работает масштабный химический реактор, куда каждый день загружают новые порции ингредиентов, состав которых точно не знает никто, да и результат работы самого реактора не вполне предсказуем. Реактор этот называют свалкой, или, в переводе на бюрократический язык, полигоном твердых бытовых отходов. Все, что выбрасывают жители городов, в конечном счете оказывается здесь. Редакция N+1 решила выяснить, что происходит с мусором, когда он оказывается на свалке.
В 2015 году в России, по данным аналитической компании Frost&Sullivan, было произведено 57 миллионов тонн твердых бытовых отходов, это лишь немногим меньше объема производства стали (71 миллион тонн). В Москве и области бытовой мусор (около 11 миллионов тонн в год) в основном состоит из пищевых отходов (22 процентов), бумаги и картона (17 процентов), стекла (16 процентов) и пластика (13 процентов), на ткань, металл и древесину приходится по 3 процента, еще около 20 процентов — на все остальное. В России на мусорные полигоны попадает до 94 процентов мусора, только 4 процента перерабатывается и 2 процента — сжигается. Для сравнения: в ЕС в переработку идет 45 процентов мусора, 28 процентов — попадает на свалки, а 27 процентов — сжигается.
Российские свалки за год выделяют в атмосферу 1,5 миллиона тонн метана и 21,5 миллиона тонн СО2. Всего в России на 2015 год было 13,9 тысячи действующих мусорных полигона, из них в Московской области — 14. Только одна московская свалка в Чеховском районе (полигон «Кулаково») за год выдала в атмосферу 2,4 тысячи тонн метана, 39,4 тонны углекислого газа, 1,8 тонны аммиака и 0,028 тонны сероводорода.
Мусорный полигон в разрезе
Правильно организованный мусорный полигон — сложное высокотехнологичное сооружение. Прежде чем он будет готов к приему мусора необходимо подготовить дно: выложить его слоем глины толщиной около метра, поверх постелить водонепроницаемую геомембрану, слой геотекстиля, 30-сантиметровый слой щебня, в котором нужно уложить систему труб для сбора фильтрата — жидкости, которая будет собираться из мусора, а сверху будет еще защитная проницаемая мембрана. Дно свалки должно быть минимум на полметра выше грунтовых вод. Рядом со свалкой потребуется насосная и очистная станция для откачки и обезвреживания фильтрата, который насыщен органическими кислотами и другой органикой, соединениями тяжелых металлов. Кроме того, в слое мусора, когда он начнет накапливаться, потребуется установить систему труб для сбора и утилизации свалочного газа, станцию для его очистки и сжигания. Когда свалка заполнится (обычно полигон принимает мусор 20-30 лет) нужно сверху закрыть полигон еще одним защитным слоем, сохранив систему сбора свалочного газа — ей предстоит работать еще десятки лет.
Жизнь свалки
Химическую жизнь мусора на свалке условно можно разделить на четыре главных фазы. Во время первой фазы аэробные бактерии — бактерии, которые способны жить и развиваться в присутствии кислорода, — расщепляют все длинные молекулярные цепочки углеводов, белков, липидов, из которых состоит органический мусор, то есть, в основном пищевые отходы. Главный продукт этого процесса — углекислый газ, а также азот (количество которого постепенно снижается в течение жизни свалки). Первая фаза продолжается до тех пор, пока в мусоре остается достаточно кислорода, и она может занимать месяцы или даже дни, пока мусор относительно свеж. Содержание кислорода сильно варьируется в зависимости от степени спрессованности мусора и от того, насколько глубоко он захоронен.
Вторая фаза начинается, когда весь кислород в мусоре уже использован. Теперь главную роль играют анаэробные бактерии, которые превращают вещества, созданные их аэробными коллегами, в уксусную, муравьиную и молочную кислоту, а также в спирты — этиловый и метиловый. Среда на свалке становится очень кислотной. По мере того, как кислоты смешиваются с влагой, это высвобождает питательные вещества, делая азот и фосфор доступными для многоликого сообщества бактерий, которые в свою очередь интенсивно вырабатывают углекислый газ и водород. Если свалка будет потревожена или в толщу мусора каким-то образом проникнет кислород, все возвращается к первой фазе.
Третья фаза в жизни свалки начинается с того, что определенные разновидности анаэробных бактерий начинают перерабатывать органические кислоты и формировать ацетаты. Этот процесс делает среду более нейтральной, что создает условия для бактерий, продуцирующих метан. Бактерии-метаногены и бактерии, вырабатывающие кислоты, формируют взаимовыгодные отношения: «кислотные» бактерии вырабатывают вещества, которые потребляют метаногены, — углекислый газ и ацетаты, которые в больших количествах вредны для самих кислотопродуцирующих бактерий.
Четвертая фаза — самая длинная — начинается, когда состав и уровень производства газов на свалке становится относительно стабильным. На этой стадии свалочный газ содержит от 45 до 60% метана (по объему), от 40 до 60% — углекислого газа, и от 2 до 9 процентов других газов, в частности, соединений серы. Эта фаза может продолжаться примерно 20 лет, но даже через 50 лет после того, как на свалку перестали привозить мусор, она продолжает выделять газ.
Динамика объема различных газов, выделяемых мусором в зависимости от времени
Метан и углекислый газ — главные продукты разложения мусора, но далеко не единственные. В репертуар мусорных полигонов входят сотни разнообразных летучих органических веществ. Ученые, которые обследовали семь свалок в Британии, обнаружили в составе свалочного газа около 140 различных веществ, в том числе алканы, ароматические углеводороды, циклоалканы, терпены, спирты и кетоны, соединения хлора, в том числе хлорорганические соединения, такие как хлорэтилен.
Что может пойти не так
Завкафедрой экологического мониторинга и прогнозирования РУДН Марианна Харламова объясняет, что точный состав свалочного газа зависит от множества факторов: от времени года, от соблюдения технологий при строительстве и эксплуатации полигона, от возраста свалки, от состава мусора, от климатической зоны, от температуры воздуха и влажности.
«Если это действующий полигон, если продолжаются поступления органического вещества, то состав газа может быть очень разный. Там может идти, например, процесс метанового сбраживания, то есть в атмосферу попадает, в основном, метан, затем углекислый газ, аммиак, сероводород, могут быть меркаптаны, серосодержащие органические соединения»,
— говорит Харламова.
Самыми токсичными из главных компонентов выбросов являются сероводород и метан — именно они в больших концентрациях могут вызывать отравления. Однако, отмечает она, человек способен чувствовать сероводород в очень небольших концентрациях, которые еще очень далеки от опасных, поэтому если человек чувствует запах сероводорода — это еще не значит, что ему немедленно угрожает отравление. Кроме того, при горении мусора могут выделяться диоксины — значительно более токсичные вещества, которые, однако, не оказывают немедленного действия.
Технология эксплуатации мусорных полигонов предполагает, что свалочный газ собирается с помощью системы дегазации, затем его очищают от примесей и сжигают в факелах, либо используют в качестве топлива. Харламова отмечает, что сжигание неочищенного свалочного газа, как это делалось, например, на полигоне Кучино, может создать множество новых проблем с токсичными продуктами горения.
«В этом случае образуется, например, диоксид серы (при горении сероводорода), и другие токсичные сернистые соединения. При нормальной утилизации газа необходимо сначала очистить его от соединений серы»,
— говорит она.
Еще одна угроза возникает, когда в толще мусора начинается сильный разогрев, пожар без доступа воздуха, похожий на торфяной. В этом случае свалка резко меняет свой репертуар, в выбросах в большом количестве появляются альдегиды, полиароматические углеводороды, хлорированная полиароматика.
«При этом возникает характерный запах. Обычный запах свалки — это запах гниения, который дают сероводород и меркаптаны. В случае пожара начинает пахнуть жареной картошкой — это запах фтороводорода, который образуется при горении»,
— объясняет Харламова.
По ее словам, иногда пытаются прекратить поступление в атмосферу свалочного газа, закрывая полигон сверху пленкой, а затем слоем земли. Но это создает дополнительные проблемы:
«При гниении образуются пустоты и возникают провалы грунта, кроме того, пленка не пропускает воду, а значит сверху будут возникать болота»,
— говорит она.
Главный источник проблем со свалками, отмечает Харламова — пищевые и органические отходы. Именно они в основном создают условия для «производства» метана и сероводорода. Без пищевых отходов мусор намного лучше поддается сортировке и переработке.
«Если бы нам удалось организовать систему сбора мусора так, чтобы органика не попадала на полигоны ТБО, это решило бы большую часть проблем со свалками, которые возникают сегодня»,
— считает ученый.
Сергей Кузнецов в N+1
Поэтому обязательно отделять как минимум пищевые отходы от всего прочего мусора. Их гниение создаёт вонь и вредит здоровью жителей ближайших кварталов напрямую, что вызвало протесты в Волоколамске, Балашихе и других местах. Пока общество не начнёт вкладываться в рециклинг, причём локальный, с максимальным разделением «на месте» образования отходов (вместо сегодняшней платы за массовый вывоз и захоронение со всего города) проблема будет лишь переноситься с места на место. Что и происходит сегодня в виде т.н. «экспорта отходов к бедным», что странам, что регионам, несмотря на значительные усилия по организации раздельного сбора мусора и рециклинга в богатых странах. В их недостаточности, как и в сбросе мусора к бедным — глобальная экопроблема современного капитализма: чем он виноват и что делать, см.далее.
Что нужно делать: теория
«Данная работа является первой предварительной попыткой реализации оригинальной идеи Д.Н.Кавтарадзе о городе как реакторе, перерабатывающем природные ресурсы, выдвинутой им в частной беседе. По данным ФАО за последние 50 лет численность населения Земли удвоилась, а площадь зерновых культур в расчете на одного человека вдвое сократилась. Ретроспективный анализ показал ускоряющийся рост этого диспаритета. Тенденция притока сельских жителей в крупные города уже давно сопровождается ускоренным ростом урбанизации биосферы.
По мнению В.И.Вернадского, это естественный природный процесс экспансии Жизни и ее растекания по Земле, ближнему и дальнему Космосу. А другой великий соотечественник К.Э.Циолковский образно подтвердил это положение:
«Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели».
Однако негативный опыт превращения человеком могучих тропических лесов и саванн в бесплодные пустыни и нарастающая разрушительная сила современного оружия, заставляет критически отнестись к этой угрожающей тенденции с тем, чтобы заранее просчитать пределы роста урбанизации биосферы и избежать экологического кризиса с летальным исходом.
Для этого надо, прежде всего, избавиться от догмы противопоставления человека природе, уже сыгравшей свою негативную роль. Гораздо полезнее принять, что человек — природное существо, действующее в строгих рамках законов природы. Незнание этих законов порождает экологические проблемы и периодически вынуждает человека искать выходы из очередного экологического кризиса. От других видов биоты человек выгодно отличается тем, что способен заранее просчитать возможные последствия своих действий, выбрать и реализовать наиболее выгодную и безопасную траекторию поведения в тактическом и стратегическом аспектах. Нужно только изучить и усвоить эти строгие законы, выработанные природой за время эволюции Жизни на Земле ценою гибели множества видов.
Экосистемы Земли сильно различаются не только по продуктивности, но и по устойчивости к стрессам. Тропическая экосистема, например, функционирует почти как проточная система. Она содержит минимум почвенного гумуса, поскольку функционирует в наиболее благоприятных условиях среды и не нуждается в системе защиты своих ресурсов, находящихся в постоянном обороте. В степных экосистемах, регулярно испытывающих смену благоприятных и неблагоприятных условий среды, создана сложная система накопления и экономного расходования (дозирования) ресурсов жизнеобеспечения в виде некромассы, включающей запасы ветоши, опада, дернины и почвенного гумуса с его сложной фракционной структурой.
Поэтому так сильно различается устойчивость упомянутых экосистем к стрессам. Дождевой тропический лес с его гигантской биомассой и высшей скоростью круговорота при воздействии негативных факторов может превратиться в пустынный ландшафт (Аравийская пустыня, железистые коры выветривания и т.п.). Степные экосистемы, накопившие огромные запасы гумуса, способны противостоять тысячелетним прямым воздействиям варварской агротехники и обеспечивать человека первичной биологической продукцией, соответствующего потребностям человека состава и качества. Благодаря сложному составу гумуса, его реакция на стрессы сдерживается масштабами характерного времени каждой фракции. Современный город перерабатывает природные ресурсы в изделия и отходы.
Изделия позволяют поддерживать высокую плотность популяции, а отходы создают ей ограничения. Если отходы превратить в изделия и ресурсы, они будут не ограничивать, а стимулировать рост численности популяции. Искусственные изделия — здания, сооружения, машины, механизмы, материалы, вещества, продукты, напитки — выполняют ту же роль, что и почвенный гумус в естественной экосистеме. Это такая же временная перегруппировка ресурсов, удобная для биоты. Каждое изделие служит определенный срок, после чего должно возвращаться в исходное состояние — в ресурсы. В природных экосистемах гумификация обязательно сопровождает минерализацию отмершей биомассы — некромассы, создает запасник вторичных ресурсов для оперативного использования автотрофной биотой. Многоступенчатая система синтеза фракций гумуса и их минерализации обеспечивает надежность функционирования экосистемы в многолетнем цикле даже при возникающем регулярно дефиците ресурсов. Гумификация и урбанизация по функциональной сути аналогичные процессы, своеобразные петли гистерезиса на кривой катаболизма, сдерживающие энтропию.
Город — наиболее комфортная экологическая ниша, снабжающая одновременно большое число людей ресурсами жизнеобеспечения, выдерживающая сверхвысокую плотность популяции с помощью современных технологий и технических средств. Однако устойчивость такой системы к стрессам минимальна. Для ее разрушения достаточно усилий одного террориста или серьезной аварии энергосистем. Жизнеобеспечение сельского жителя менее комфортно, зато более надежно. Разрушить его гораздо сложнее. Всегда найдутся запасные варианты защиты.
Заложенное в человеке стремление к комфорту является двигателем прогресса, стимулирующим переход сельского населения в городское. Эта тенденция, в пределе, создает угрозу надежности функционирования урбанизированной системы. Если все человечество станет городским, то угроза его исчезновения от случайной аварии станет актуальной. Поэтому расчеты альтернативных вариантов будущего расселения человека должны учитывать и эту тенденцию. Можно рассматривать два крайних варианта:
а) сосредоточить население в мегаполисах — островах урбанизации среди моря естественных и аграрных экосистем;
б) рассредоточить людей равномерно по всей поверхности планеты в мелких хуторах и поселках.
Более предпочтителен первый вариант в сочетании со вторым. Будущее поселение землян нам представляется как мегаполис, окруженный роем мелких поселений-саттелитов, погруженный в океан естественно-аграрных экосистем. Однако надо учитывать, что ядро урбанизации — мегаполис может функционировать только при наличии надежной многоступенчатой системы защиты его функций от всевозможных стрессов и сбоев.
Природная экосистема для сохранения функции манипулирует собственной структурой, заменяя чувствительные к стрессам виды и сообщества другими, более живучими. Для этого у природы имеется большой выбор видов, созданных длительным процессом эволюции жизни. Человеческая популяция менее разнообразна, и это ограничивает приложение данной стратегии защиты к урбанизированной экосистеме. Разум должен найти обходные пути решения этой актуальной проблемы без нарушения гомеостаза глобальной экосистемы — биосферы. Но для этого надо отказаться от привычного противопоставления человека природе, которое только усугубляет экологический кризис.
Человек — биологический вид, наделенный разумом, дающим ему значительные преимущества перед другими видами. В отличие от других видов, человек может просчитать заранее варианты поведения и выбрать наиболее выгодную для себя тактику и стратегию безопасного поведения. Однако масштабы его деятельности и значимость ошибок касаются всей популяции, а не отдельных особей. Поэтому будущее человечества зависит от его способности соблюдать законы природы, сохранять гомеостаз биосферы. Надо только узнать эти законы и определить их роль в поддержании механизма функционирования биосферы — ее гомеостаза.
Все природные системы (клетка, организм, экосистема, биосфера) имеют единый принцип действия — обмен вещества и энергии или метаболизм (рис.1), который представляет собой способ поддержания жизни путем взаимодействия противоположных процессов: анаболизма и катаболизма. В биосфере функцию анаболизма — ассимиляции простых веществ в сложные — выполняет растительность, а функцию катаболизма — диссимиляции сложных органических веществ в простые минеральные — выполняет почва. Согласование этих процессов осуществляется в процессе некроболизма — запрограммированного генетически процесса умирания биоты, в результате которого происходит передача жизненно важных метаболитов в продолжающие функционировать органы и организмы (потомство).
Рис.1. Структурно-функциональная схема экосистемы Обозначения: BM — биомасса; NM — некромасса; MM — минеральная масса; NF — естественные факторы; AF - антропогенные факторы; ANB — анаболизм; NKB — некроболизм; KTB — катаболизм; bsn — биосинтез; exc- экскреции; die — отмирание; ret — возврат ассимилятов; min — минерализация; gum — гумификация. Процесс анаболизма состоит из двух противоположных процессов: фотосинтеза и дыхания. Процесс катаболизма — из минерализации и гумификации. Это значит, что в процессе анаболизма, часть синтезированного органического вещества используется для осуществления функций автотрофов, а в процессе катаболизма часть минерализованного вещества используется для вторичного синтеза почвенного гумуса. Почвенный гумус выполняет в экосистеме несколько функций. Он является одновременно накопителем невостребованных растениями минеральных элементов, хранителем стратегического запаса элементов и дозатором минеральных элементов, регламентирующим их передачу фитоценозу.
Биота экосистемы по экологической специализации делится на три взаимодействующие и взаимно уравновешенные группы: продуценты, консументы, редуценты. Экологический кризис обусловлен тем, что человек с помощью разума преодолел естественный лимит численности популяции и нарушил сложившееся равновесие, создав искусственные преимущества для консументов за счет подавления продуцентов и редуцентов. Поэтому выход из созданного человеком экологического кризиса надо искать либо в сокращении численности, активности и массы консументов, либо в искусственном стимулировании продуцентов и редуцентов. Иными словами, если человек не найдет способа сокращения численности населения Земли, он должен взять на себя выполнение функций продуцентов и редуцентов.
Современное земледелие и растениеводство является примитивным проявлением функции продуцента. Надо изменить масштабы и принципы этой деятельности. Работа в этом направлении ведется непрерывно. Совершенствуется агротехника, мелиорация, селекция, семеноводство. Функции редуцента человеком освоены гораздо слабее и проявляются в избирательной утилизации отходов жизнедеятельности. Но именно здесь заложены причины современного экологического кризиса — перепроизводство отходов, с которыми не справляется природная гетеротрофная биота.
В биосфере продуценты синтезируют первичную биологическую продукцию, консументы — вторичную, а человек создал новый класс биологической продукции — третичную, которая включает здания, сооружения, машины, механизмы, искусственные материалы, вещества, произведения искусства, памятники культуры. Первичная и вторичная биопродукция по завершении жизненного цикла поступает в распоряжение редуцентов и подвергается рециклированию до исходных элементов, которые направляются в новый цикл анаболизма. Третичная продукция постоянно накапливается в биосфере, нарушая цикл круговорота, поскольку природные редуценты не справляются с большой массой вещества неестественного состава. Кроме этого, неутилизированная масса третичной продукции оказывает негативное влияние на функции естественных продуцентов и редуцентов.
Город, как ядро урбанизированной системы, должен выполнять функцию катаболизма подобную той, которую почва выполняет в природной экосистеме. Пока он является накопителем и хранителем запасов вещества, необходимого для обеспечения анаболизма или синтеза первичной биологической продукции — фитомассы. Искусственный тромб круговорота вещества или цикла метаболизма зарождается и накапливается именно в этом звене. Для его рассасывания нужна региональная система перегруппировки вещества и передачи его в функциональный блок анаболизма — окружающие город естественные и аграрные экосистемы. Для этого у города есть все условия: квалифицированные кадры, современные технологии и технические средства, максимальная концентрация массы третичной продукции. Надо перенять у естественной почвы механизм функционирования и на его основе построить хозяйственный цикл города
[Это т.н. «экономика рециклинга», где рост потребления того или иного вещества или продукта, от металлов до разных видов биоресурсов достигается пропорциональным ростом утилизации соответствующего вторсырья или восстановления экосистем, «производящих» лес, рыбу, дичь, иные биоресурсы, и разрушающихся/нарушающихся при эксплуатации, без отставания, неустранимого даже в самых «экологичных» странах нынешней рыночной экономики. Как и «экономика восстановления природных территорий с их биогеоценозами, работающими ради «экосистемных услуг» (поскольку использование их выгодней решения тех же проблем техническими средствами), она заработает лишь на общественном капитале в рамках планового развития, общего для региона или страны, в самом лучшем случае — всей планеты.
Всякий хозяйствующий субъект: ведомство, предприятие, а особенно частник, конкурирующий на рынке, будет стараться уйти от компенсации экологического (и социального) ущерба, созданного его действиями, а тем более от перестройки производственного процесса, логистики и продаж так, чтобы минимизировать его или перерабатывать отходы (включая сам выпущенный товар, после использования немедленно делающийся отходом). Даже платить за это он будет стараться как меньше и позже, а тем более перестраиваться; тут требуется принуждение со стороны общества и государства.
Тем более что и выгода от всего этого (в виде восстановления рекреационных ресурсов, здоровья среды обитания, экосистемных услуг, и соответственно, качества рабочей силы с хозяйственной ценностью природных сообществ) такова, что «достанется» обществу в целом, её сложно или почти невозможно «подразделить» на доли, соответствующие вкладу каждого отдельного