Проблемы использования полезных ископаемых в мире

Глобальная проблема ресурсов заключается в том, что естественные элементы планетарной экосистемы, компоненты живой и неживой природы, выступающие условиями жизнедеятельности биосферы, в том числе человека и общества, потребляются безмерно, стремительно уничтожаются их запасы. Ресурсы при этом небеспредельны, исчерпаемы, а при постоянной, нерациональной и, при этом, возрастающей эксплуатации, естественный запас природных ресурсов резко сокращается и не успевает воспроизводиться.

Потребности людей ограничены ресурсами для их обеспечения: хотим мы этого или нет, но такая зависимость объективна. Подлинная трагедия заключается в том, что некоторые виды ресурсов являются исчерпаемыми, то есть не восстанавливаются.

Обычно ресурсная проблема рассматривается либо в ряду экологических, либо в объеме экономических. Мы намеренно выделили ее в отдельную позицию, дабы подчеркнуть ее планетарное двойственное значение – экологическое и экономическое (социальное) одновременно.

В XX веке темпы развития промышленности беспрецедентно ускорились по сравнению с предыдущими периодами истории. Это стало возможным благодаря технологической реализации многочисленных научных открытий XIX и XX веков при условном выравнивании ведущих мировых экономик и глобализации рынка.

В течение ХХ столетия из недр Земли было извлечено полезных ископаемых больше, чем за всю историю цивилизации. Так, например, потребление ископаемого топлива возросло почти в 30 раз, поскольку объем мирового промышленного производства вырос в 50 раз. Причем 3/4 роста потребления топлива и 4/5 увеличения объема промышленного производства произошло за период с начала 1950-х годов. Основными эффектами стали рост экономики, грандиозные демографические сдвиги и кардинальные изменения в окружающей природной среде, некоторые из которых необратимы: Земля оказалась на грани истощения, поскольку человечество поглощает больше ресурсов, чем планета в состоянии производить.

В настоящее время ресурсная глобальная проблема ставится в понятиях ресурсообеспеченности, исчерпаемости (возобновляемости) и размера остающихся запасов.

Показатель ресурсообеспеченности — это соотношение между величиной запасов и масштабами их использования. Причем обеспеченность минеральными ресурсами выражается количеством лет, на которые хватит разведанных запасов при их современном использовании; а обеспеченность лесными, земельными, водными ресурсами определяется их запасами в расчете на душу населения.

Свойство исчерпаемости является определяющим в оценке ресурса и делит все имеющиеся планетарные ресурсы на возобновляемые и невозобновляемые естественным путем. Так, многие возобновляемые естественные ресурсы благодаря антропогенному воздействию перестали быть возобновляемыми: атмосферный воздух, пресные воды и плодородные почвенные покровы суши, многие виды растительного и животного мира, целые экосистемы.

Что же касается оставшегося запаса ресурсов, то достоверные знания о них необходимы для планирования дальнейшего развития ресурсозависимых отраслей и научных разработок ресурсозаменителей.

В системе международного разделения труда экономически развитые страны выступают в основном потребителями, а развивающиеся — производителями и экспортерами природных ресурсов (минеральных, лесных и др.). Такого рода «специализация» объясняется как особенностями размещения многих видов ресурсов на Земном шаре, так и уровнем исторического и социально-экономического развития стран мира.

Зависимость человека от природы не преодолена, напротив, она приобрела качественно новый, глобальный масштаб: XX век стал эпохой столкновения человека с природой, когда на уровне цивилизационных возможностей он уже не уступал ей в обладании и умении использовать разрушительные силы. Вместе с тем зависимость человека от природы снизилась лишь относительно, в части же важнейших средств своего жизнеобеспечения он продолжает быть принципиально зависим от естественной среды своего жизнеобеспечения.

Проблемы состояния окружающей среды, использования природных ресурсов и социально-экономического развития общества должны расцениваться как глобальные, самоценные и жизненно важные. При этом они не могут рассматриваться изолированно: как в отрыве друг от друга, так и, во-вторых, локально, то есть в рамках отдельных стран.

В виду угрозы скорого исчерпания важнейших для общественного воспроизводства, индустрии, функционирования и развития экономических систем сырьевых ресурсов уже сейчас необходимы инновационные решения по направлениям рационализации природопользования, увеличения эффективности использования ресурсов и ресурсозамещения. Мы ждем аналитики, проектов и предложений от пользователей нашего сайта.

Ежегодно человечество потребляет более 3,5 трлн т различных ресурсов — воды, воздуха, биомассы, металлов, энергоресурсов, т. е. 600 т на каждого жителя планеты.

В процессе использования природных ресурсов особую осторожность и бережливость требуется проявлять по отношению к исчерпаемым невозобновляемым ресурсам. Однако следует понять, что и возобновляемые ресурсы могут исчезнуть, если темпы их использования будут превышать темпы восстановления. Так, за последние 100 лет исчезло 68 видов млекопитающих, 73 вида находятся на грани исчезновения и 232 — встречаются редко; еще хуже ситуация с птицами: 130 видов исчезли, 66 видов — на грани исчезновения и 346 видов встречаются редко.

Число видов наземных и морских видов растений за 1970-2000 гг. снизилось на 30%, а пресноводных — на 50%.

Антропогенная нагрузка на природу по сравнению с 1961 г. увеличилась в 2,5 раза. Каждому жителю планеты необходимо 2,2 га площади земной поверхности, в то время как уже сегодня на каждого приходится 1,8 га. При этом уровень потребления в Северной Америке настолько высок, что каждому ее жителю для удовлетворения его потребностей нужно 9,5 га продуктивных земных и водных угодий. Это вдвое выше, чем для среднего европейца, и в 7 раз — для жителя Африки или Азии.

Минеральные ресурсы— руды металлов и неметаллов — относятся к числу невозобновляемых ресурсов. Минеральные ресурсы размещены крайне неравномерно как на глубине, так и на поверхности, что обусловлено геологическими причинами — возрастом и строением геологических структур, гидрогеологией, магнетизмом, разломами и другими причинами.

В мире ежегодно добывается приблизительно 120 млрдт различных горных пород. Темпы потребления природных ресурсов постепенно растут. Цветных и редких металлов за последние 30 лет добыто больше, чем за всю предыдущую историю человечества. В середине 1970-х гг. человечество использовало ежегодно 111 млрд т различных веществ и природных материалов. К концу века их потребление утроилось.

При сложившихся темпах производства в мире каждые 30 лет происходит удвоение потребления минерального сырья. В последние годы стали использовать бедные руды, интенсивно ведутся поиски месторождений, разрабатываются ресурсосберегающие технологии.

Гигантскими темпами расходуются органические природные богатства (нефть, газ, торф), используемые прежде всего как источники энергии, а также в качестве сырья для получения многих необходимых человечеству веществ (каучука, полимеров, лекарственных веществ, красителей и т. д.).

За последние 100 лет из недр изъято столько энергоресурсов, сколько образовалось за 1 млн лет. В России извлечено 40% всех разведанных запасов нефти.

По данным ЮНЕСКО, запасы энергоресурсов составляют: нефти — 140 млрд т, природного газа — 130 трлн м3, угля — 100 млрд т.

РФ по запасам газа занимает 1-е место (47,8 трлн м3), нефти — 7-е место (10,2 млрд т).

Энергопотребление человечества растет невероятными темпами: в эпоху охоты и собирательства на одного человека приходилось до 4 тыс. ккал в сутки, с развитием сельского хозяйства в XV в. эта величина возросла примерно в 5 раз — до 20 тыс. ккал в сутки. В XX столетии в развитых странах энергопотребление увеличилось до 250 тыс. ккал в сутки. В конце XX в. в мире ежегодно добывалось 3200 млн т угля, более 3 млрд т нефти и около 3 трлн м3 газа.

За год, сжигая все виды топлива, мы производим около Ю20 Дж энергии. Разделив это значение на число секунд в году (3 х 107), найдем мощность мировой энергетики: 1012—1013 Вт. Для сравнения: Солнце излучает 4 х 1026 Вт, из которых Земли достигает лишь ничтожная часть — примерно 2 х 1017 Вт, что в десятки тысяч раз больше современной “мощности” цивилизации.

Расчеты показывают, что на фотосинтез растений суши и планктона океана расходуется в среднем не более 0,1% падающей на Землю солнечной энергии. Но и эта величина в 10 раз превышает все энергетические затраты человечества. В пищу оно потребляет менее 1% общей продукции фотосинтеза на суше и еще меньше — в океане (табл. 4.32).

Задачи, стоящие перед человечеством:

1. Более полное использование солнечной энергии для фотосинтеза.

Таблица 4.32

Использование солнечной энергии_ _ _

2. Использование солнечной энергии в научно-технических целях.

Вторая задача — значительно более грандиознее первой. Но для решения этой задачи должны быть созданы устройства, способные запасать солнечную энергию и отдавать ее в виде, пригодном для непосредственного использования.

За высокие урожаи приходится расплачиваться растущими энергозатратами (табл. 4.33).

Таблица 4.33

Энергозатраты в различных отраслях сельского хозяйства

По данным американских авторов, на 1 кал пищи затрачивается более 10 кал энергии. В развитых странах пища производится не столько за счет преобразования солнечной энергии, сколько за счет расточительного расходования ископаемых продуктов фотосинтеза (угля, нефти, газа). Снижение этих затрат — одна из актуальных проблем, стоящих перед человечеством.

За последние 40 лет глобальное энергопотребление возросло в 8 раз, что сопровождалось пропорциональным воздействием мировой энергетики на окружающую природную среду.

Из используемых человечеством способов получения энергии наибольшим КПД (15%) характеризуется фотосинтез. Однако кремниевые солнечные батареи на спутниках используют 20% падающей солнечной энергии. Широкое использование солнечной энергии сдерживается более высокой стоимостью по сравнению с тепловыми и атомными электростанциями.

Из других энергоисточников наибольшее значение имеют атомные электростанции (АЭС) и гидроэлектростанции (ГЭС).

Атомная энергетика быстро развивается. В настоящее время в мире действует около 440 реакторов в 32 странах, вырабатывающих 17% мировой электроэнергии, и строится еще 36 в 14 странах. В Японии на АЭС вырабатывается 34% электроэнергии, во Франции — 77%, в Литве — 83%.

Атомная энергетика, как и любая другая, имеет свои достоинства и недостатки.

Достоинства:

• 1) запасы сырья (урана, тория) во много раз превышают запасы всех других энергоносителей, вместе взятых;
• 2) экологическая чистота;
• 3) при надлежащей технике безопасности и культуре работы АЭС безопасны;
• 4) компактность твердых отходов.

Недостатками являются требование высочайшего уровня техники безопасности, сложность удаления радиоактивных отходов и реконструкции или ликвидации отслуживших энергоблоков. Несмотря на недостатки атомной энергетики, за ней будущее, поскольку остальные энергоресурсы (из используемых в настоящее время) исчерпаемы и невозобновляемы. Так, в России запасов газа имеется на 40 лет, а угля — на 100 лет.

Недостатками гидроэнергетики является то, что отчуждаются огромные участки земли, происходит заболачивание земель, изменяются погодные условия, ухудшается рыболовство. ГЭС дают примерно 12-13% всей вырабатываемой электроэнергии.

Огромную роль в жизни человека играет растительность, прежде всего лес. Неоценима его роль в охране почвы, водных ресурсов, воздуха, в регулировании климата. Нерациональная вырубка леса, несбалансированное его воспроизводство, лесные пожары, химические дожди ведут к сокращению площадей лесов.

Леса планеты исчезают со скоростью 20 га в минуту, или 13 млн га в год, а площадь тропических лесов — самых продуктивных и богатых сообществами экосистем — сокращается на 1% в год. Это приводит к уменьшению количества атмосферного кислорода на 10 млрд т в год, что уже в середине XXI в. может создать ряд опасных проблем.

По расчетам ученых, продуктивность растительного покрова биосферы снизилась на 15-20%, а снижение продуктивности биосферы приводит к уменьшению ее устойчивости.

Развитые страны пережили массовую вырубку леса еще до НТР, что привело к снижению плодородия многих земель. В настоящее время они осознали эту проблему и проводят восстановление леса со скоростью, равной (или большей) скорости уничтожения леса. Во многом это стало возможным благодаря: а) низкому приросту населения и повышению урожайности сельскохозяйственной продукции, что существенно снизило потребность в дополнительных земельных угодьях; б) использованию древесных опилок, стружек для изготовления прессованных материалов; в) совершенствованию ухода за лесами, повышению их продуктивности; г) снижению потребности в древесине в качестве топлива.

В развивающихся странах ситуация обратная: а) быстрый рост населения и низкий уровень занятости приводят к увеличению числа людей, вырубающих лес; б) использование древесины в большинстве случаев расточительно и малоэффективно (часто просто выжигают лес, не пытаясь использовать древесину); в) примерно для 2/3 развивающихся стран эра современной энергетики еще не наступила, и древесина используется для обогрева и приготовления пищи. Примерно 1,5 млрд людей вырубают леса быстрее, чем они растут, и, как следствие, вокруг городов и деревень площадь опустыненных земель расширяется.

Почва губится ядохимикатами, чрезмерным внесением удобрений, неправильной обработкой, засолением, вторичным заболачиванием. В результате застройки, горных работ, опустынивания, засоления почв мировое сельское хозяйство ежегодно теряет приблизительно 13 млн км2 (1,3 млрд га) земель. Потери плодородных земель становятся все ощутимее, а существующие резервы неиспользуемых, пригодных для сельского хозяйства земель невелики.

Даже воспроизводимых ресурсов человечество уже сегодня потребляет на 20% больше, чем может производить наша планета. Чтобы восстановить равновесие между темпами потребления и воспроизводства природных ресурсов, нужны воля правительства и международные соглашения, обязательные к исполнению для всех.

Следует обратить внимание на взаимосвязь двух процессов: чем выше уровень использования извлеченных природных ресурсов, тем ниже уровень загрязнения окружающей природной среды. Это обусловлено тем, что большинство загрязняющих окружающую среду вредных веществ — это не что иное, как природные ресурсы, оказавшимися не на своем месте. Так, ртуть, свинец, радиоактивные элементы не приносят никакого вреда, пока находятся в своих месторождениях, но если их извлечь и использовать не полностью, то вся оставшаяся часть, называемая отходами производства, превращается в загрязняющие и даже отравляющие окружающую среду вещества. Таким образом, решая проблему рационального использования природных ресурсов, мы тем самым спасаем себя и свое потомство не только от ресурсного голода, но и от болезней и гибели в результате загрязнения окружающей среды.

По мере развития цивилизации в природе возникают экологические кризизы и революции. На рис. 4.20 отражены основные этапы в истории взаимоотношений общества и природы.