Исчерпаемые и неисчерпаемые природные ресурсы

Содержание

 

 

1. Исчерпаемые и неисчерпаемые  природные ресурсы

 

С точки зрения потребностей человека компоненты окружающей среды выступают в виде природных условий и природных ресурсов. Природные ресурсы - это объекты и элементы природы, возникшие в результате естественных процессов. К ним относятся собственно природные ресурсы, т. е. объекты природы, которые прямо или косвенно служат для удовлетворения потребностей человека (элементы гидросферы, атмосферы, литосферы), и природные условия, которые создают возможность производственной и непроизводственной деятельности людей (солнечное излучение, внутреннее тепло Земли, климат, рельеф, осадки и т. п.). Различие между природными условиями и природными ресурсами носит условный характер. Так, многие виды природных условий со временем стали использоваться в качестве природных ресурсов: энергия солнца, ветра, морских приливов, геотермальная энергия.

По критерию исчерпаемости природные ресурсы принято делить на исчериаемые (нефть, уголь, минералы) и неисчерпаемые (энергия ветра, солнца и т. п.) (рис. 1). Это деление условно, поскольку в космическом масштабе исчерпаемых ресурсов не существует [2].

Исчерпаемые ресурсы, в свою очередь, могут быть классифицированы по критерию возобновимости. Различают возобновимые и невозобновимые ресурсы. К первым относятся вода, леса, почва, животный и растительный мир. Ко вторым - полезные ископаемые. Этот критерий также достаточно условен, поскольку существуют определенные границы исчерпания, за которыми данный вид ресурсов лишается способности к самовосстановлению и переходит в категорию невозобновимых. Например, для восстановления популяции животных необходимо строго определенное минимальное количество особей.

 

Рисунок 1 – Классификация природных ресурсов

 

Какова же обеспеченность важнейшими из природных ресурсов, на долго ли их хватит? Точно и однозначно ответить на этот вопрос невозможно.

Все попытки составления такого рода прогнозов оканчивались в большинстве случаев неудачей. По некоторым расчетам, произведенным в середине нашего века, к концу его должны были быть исчерпаны запасы таких важнейших минералов, как свинец, цинк, олово, фтор и др. Как мы видим, этого не произошло, поэтому будем надеяться, что окажутся ошибочными и расчеты, предсказывающие полное исчерпание запасов всех металлов до 2500 г., а некоторых важнейших из них (например, железа) - в течение ближайшего столетия. Однако в любом случае запасы эти ограничены и требуют разумного обращения. Ниже приводятся один из прогнозов о времени исчерпания руд некоторых металлов на Земле при современных условиях эксплуатации [3].

Таблица 1 - Прогнозы о времени исчерпания руд некоторых металлов на Земле при современных условиях эксплуатации

 

Неопределенность прогнозов связана с тем, что, во-первых, постоянно идет разведка и открытие новых месторождений полезных ископаемых, все шире используются биологические и минеральные богатства морей и океанов; во-вторых, совершенствуется технология добычи и переработки природных ресурсов, благодаря чему замедляются темпы роста их потребления по сравнению с темпами роста производства продукции; в-третьих, вовлекаются в процесс производства ранее не использовавшиеся природные ресурсы (например, нефть и алюминий применяются только около 200 лет, ядерное топливо - около 50 лет и т.д.) [6].

Проблему более рационального использования минеральных ресурсов можно решить следующими эффективными методами:

- созданием новых высокоэффективных способов геологической разведки полезных ископаемых, ресурсосберегающих методов добычи;

- комплексным использованием  минерального сырья;

- сокращением потерь сырья  на всех этапах освоения и  использования запасов недр, особенно  на стадиях обогащения и переработки  сырья;

- созданием новых веществ, органическим синтезом минерального сырья и др.

2. Прямое и  косвенное воздействие человека  на природу

 

С появлением человека возник антропогенный круговорот или обмен веществ. Антропогенный круговорот ( обмен ) — круговорот ( обмен ) веществ, движущей силой которого является деятельность человека. В нем можно выделить две составляющие: биологическую, связанную с функционированием чело -века как живого организма, и техническую, связанную с хозяйственной деятельностью людей ( техногенный круговорот ( обмен ) ).

В отличие от геологического и биологического круговоротов веществ, антропогенный круговорот веществ в большинстве случаев является незамкнутым. Поэтому часто говорят не об антропогенном круговороте, а об антропогенном обмене веществ. Незамкнутость антропогенного круговорота веществ приводит к истощению природных ресурсов и загрязнению природ-ной среды.

Помимо влияния на круговорот веществ, человек оказывает воздействие на энергетические процессы в биосфере. Наиболее опасным является тепловое загрязнение биосферы, связанное с использованием ядерной и термоядерной энергии [5].

Таким образом, воздействие человека на природу заключается в перераспределении вещества в окружающей среде и изменении ее физических, химических и биологических характеристик.

Воздействие человека на природу бывает прямое (непосредственное) или косвенное (опосредованное).

Прямое (непосредственное) воздействие — изменение природы в результате прямого воздействия хозяйственной деятельности человека на природные объекты и явления. Косвенное (опосредованное ) воздействие — изменение природы в результате цепных реакций или вторичных явлений, связанных с хозяйственной деятельностью человека [3].

Под влиянием неприродных факторов изменяется как структурная организация экосистем, так и их функциональные свойства. В зависимости от характера воздействия происходит либо усложнение, либо упрощение структуры, а иногда и полная ее трансформация и формирование новых, не свойственных природным образованиям, техногеосистем (рис. 2).

Рисунок 2 - Схема воздействия антропогенного фактора на экосистему

 

Техногенное воздействие добывающих предприятий на окружающую среду коренным образом отличается от других промышленных объектов тем, что затрагивает литосферу, гидросферу, атмосферу и биосферу [2].

Воздействие на три последние сферы всегда возникает в результате техногенного изменения литосферы при извлечении полезного ископаемого, геологическая же предопределенность расположения добывающего предприятия приводит к тому, что в зоне этого воздействия может оказаться любая из существующих на Земле экосистем. При такой постановке общая проблема экологической безопасности при освоении недр может быть расчленена на несколько самостоятельных частей, детерминированных через единство конечной цели, а глобальное противоречие между техно- и биосферой преодолевается путем превращения его в ряд локальных противоречий, разрешаемых на основе различных методологических подходов.

Как показал анализ наиболее распространенных систем оценки уровня техногенного изменения биоты, различие между технократической и биотической позицией здесь заключается в том, что в первом случае понятие общего воздействия формируется путем соединения различных детально дифференцированных техногенных факторов, а во втором — по такому же принципу формируется понятие биоты. Другой же элемент рассматриваемой системы «воздействие — экосистема» в обоих случаях априори принимается интегральным.

Внутренняя противоречивость такого подхода заключается в неодинаковости принципов формирования критериев, оценивающих состояние одинаково сложных взаимодействующих объектов [6].

Как следует из логической схемы развития любых техногенных процессов, приведенной на рис. 3, применение любой геотехнологии сопровождается появлением каких-либо техногенных факторов (поллютантов). Распространяясь в транзитной среде, они образуют зону техногенного поражения, в границах которой экосистема испытывает техногенную нагрузку. В результате ее появления меняются значения тех или иных жизнеобеспечивающих факторов для объектов биоты, что и приводит к ее последующему нарушению (деградации).

 

Рисунок 3 - Логическая схема формирования техногенных нагрузок на экосистемы

 

 

 

3. Биология охраны природы

 

а) Природоохранные мероприятия

Анализ нынешнего состояния природоохранной деятельности свидетельствует о том, что при сохранении сложившейся тенденции социально-экономического развития нормализация экологической обстановки в ближайшей перспективе нереальна. Природопользование должно базироваться на новом социоэкологическом принципе, когда максимальный экономический эффект достигается при сохранении динамического равновесия экосистем и их составляющих. Реализация этого принципа позволит перейти от пассивной защиты природы к активному рациональному природопользованию,  предусматривающему  и  охрану  природы,  и  рациональное  использование природных ресурсов, и оптимизацию жизненной среды обитания человека.  Обязательным  условием  социально-экономического  развития  должно  стать восстановление и сохранение высокого качества окружающей среды [1].

Охрана воздушной среды

Для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха предусмотрены различные системы мероприятий.

 Планировочные  мероприятия: расположение  источников  выбросов  с  учетом «розы  ветров», создание  санитарно-защитных  зон,  рациональная  планировка  при строительстве  населенных пунктов, озеленение  территорий и т.д.

Технологические мероприятия связаны с улучшением технологии производства и сжигания топлива, внедрением малоотходных и безотходных производств, ресурсосберегающих технологий и т.д.

Санитарно-технические мероприятия по очистке выбросов, которые могут быть реализованы различными методами и способами, основные из которых представлены ниже:

- сухой механический метод  применяется для очистки газов  от аэрозолей. Основан на использовании принципа осаждения взвешенных частиц различными способами  (гравитационный,  инерционный,  центробежный,  диффузионный,  термофорез);

- мокрый механический  метод отличается наличием контакта  загрязняющего вещества с жидкостью;

- абсорбционный метод  основан на поглощении веществ  из газовой смеси всем объемом  жидкости (абсорбента);

- адсорбционный метод  основан на поглощении веществ  из газовой смеси поверхностным  слоем жидкости или твердого  тела (сорбента);

- метод окклюзии, использующий  свойства некоторых жидкостей, металлов  или их  расплавов поглощать  определенные газы без изменения  их химической структуры;

- хемосорбция  – метод  поглощения жидкостью или твердым  телом определенных газов в  ходе химической реакции;

- каталитический метод  основан на реакции гетерогенного  окисления вредных веществ на поверхности твердых катализаторов.

Достаточно широко применяются так же электростатические и ультразвуковые методы [4].

Охрана водной среды

Рациональное использование водных ресурсов связано с реализацией различных планировочных, технологических и санитарно-технических мер.

Планировочные меры заключаются в правильной организации сброса сточных вод (ниже зоны водопотребления), рациональном использовании ресурсов водоема с учетом его ресурса самовосстановления.

Технологические меры направлены на внедрение маловодных и безводных технологий, водооборотного водоснабжения.

Санитарно-технические меры связаны с очисткой сточных вод.

Выделяют механические, химические и биологические методы очистки.

Средства механической очистки предназначены для удаления нерастворимых примесей посредством фильтров, песколовок, отстойников, гидроциклонов, центрифуг, установок флотации.

Химические методы очистки заключаются в использовании реагентов, вступающих в реакцию с загрязнителями (в основном растворенными в стоках), с образование соединений легко извлекаемых с механическим путем.

Биологическая очистка основана на способности отдельных живых организмов использовать в процессе своей жизнедеятельности соединения, присутствующие в стоках в качестве загрязнителей [2].

Охрана ресурсов недр

Основные требования по рациональному использованию и охране недр:

−  соблюдение установленного законодательством страны порядка предоставления недр в пользование и недопущение самовольного пользования недрами;

−  полное и комплексное геологическое изучение недр, обеспечивающее достоверную оценку запасов полезных ископаемых;

−  недопущение порчи разрабатываемых и близлежащих месторождений полезных ископаемых в результате пользования недрами, а также запасов этих ископаемых, консервируемых в недрах;

−  обеспечение наиболее полного извлечения из запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов;

−  рациональное использование вскрышных пород;

−  охрана месторождений полезных ископаемых от затопления,  обводнения, пожаров и других бедствий, снижающих качество и промышленную ценность полезных ископаемых [5].

 

б) Заповедные территории

Одним из основополагающих элементов и необходимым условием сохранения биологического разнообразия и устойчивого развития любой страны, в том числе и России, является создание и развитие системы особо охраняемых природных территорий (ООПТ).

Очевидно, что без достаточно широкой сети природных территорий, не затронутых хозяйственной деятельностью, невозможно сохранить естественную структуру и видовой состав природных экосистем, ландшафтное и биологическое разнообразие. В течение XX столетия в России, несмотря на ее бурную, противоречивую и во многом трагическую историю, благодаря энтузиазму и титаническим усилиям научной и природоохранной общественности шло формирование системы охраняемых природных территорий, призванных защитить уникальные природные комплексы от уничтожения в ходе хозяйственной деятельности. В настоящее время сеть особо охраняемых природных территорий с большей или меньшей полнотой охватывает все природные зоны и все регионы страны. Она включает в себя как традиционные для России формы ООПТ - заповедники, заказники и памятники природы, так и появившиеся в последние десятилетия новые формы, такие, как национальные и природные парки. Все эти объекты создавались за счет частичного или полного изъятия из хозяйственного использования больших и малых участков лесов, степей, лугов и тундр, горных массивов, прибрежных и островных акваторий [7].