Реферат : Сырьевые ресурсы
Введение
Современная индустрия, в особенности некоторые ее отрасли (химический синтез, выплавка легких металлов и т. д.), отличается повышенной потребностью в энергии, воде и сырье. Чтобы выплавить 1 т алюминия, необходимо затратить в десятки раз больше воды, чем для производства 1 т стали, а для получения 1 т искусственного волокна приходится использовать в сотни раз больше воды, чем для выработки такого же количества хлопчатобумажной ткани. Нефть и газ стали важными сырьевыми ресурсами химической промышленности и главными источниками энергии. Этими обстоятельствами объясняется возрастающая эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. Производство каждого нового синтетического продукта влечет за собой “цепную реакцию” в технологии (для синтеза пластических масс, например, требуется большое количество хлора, получение хлора предполагает использование в качестве катализатора ртути, а все вместе — это огромные затраты энергии, воды и кислорода). В современную индустрию вовлекаются почти все химические элементы, существующие на Земле.
[sms]
Перед человечеством встал вопрос: надолго ли хватит ему необходимых природных ресурсов? Прошли те времена, когда казалось, что ресурсы Земли неисчерпаемы. Само деление природных ресурсов на неисчерпаемые и исчерпаемые становится все более условным. Все больше видов ресурсов переходит из первой категории во вторую. Сейчас мы уже задумываемся о возможности исчерпания запасов атмосферного кислорода, а в перспективе такой вопрос может возникнуть в отношении солнечной энергии, хотя пока ее поток кажется нам практически неисчерпаемым.
Существуют разные прогнозы, касающиеся будущего наших природных ресурсов. Конечно, их следует рассматривать как очень ориентировочные. Разрабатывая такие прогнозы, надо исходить, с одной стороны, из оценки перспектив роста населения и производства, а также потребностей общества, а с другой — из наличия запасов каждого ресурса. Однако пролонгировать современную тенденцию роста населения и производства далеко в будущее было бы рискованно. Надо полагать, что по мере повышения жизненного уровня в развивающихся странах, дающих основной процент прироста населения, общий рост должен замедлиться. Кроме того, научно-технический прогресс, несомненно, будет продолжаться в направлении поисков более экономных ресурсосберегающих технологий, что позволит постепенно сокращать потребность во многих природных источниках производства.
Также необходимо принять во внимание, что современные среднемировые нормы потребления природных ресурсов нельзя считать оптимальными, поскольку в развивающихся странах они намного ниже, чем в странах экономически развитых. В “третьем мире” среднее потребление продуктов питания по калорийности в 1,5 раза ниже, чем в развитых странах, а по содержанию животных белков ниже в 5 раз. Для того чтобы средний мировой уровень потребления энергии достиг к 2000 г. современного энергопотребления в США, он должен возрасти в 100 раз!
На основании сказанного в ближайшие десятилетия следует ожидать дальнейшего роста потребностей в самых разнообразных природных ресурсах. При оценке запасов ресурсов их делят на две большие группы — невозобновимые и возобновимые. Первые практически не восполняются, их количество неуклонно уменьшается по мере использования. Сюда относятся минеральные ресурсы, а также земельные ресурсы, ограниченные размерами площади земной поверхности. Возобновимые ресурсы либо способны к самовосстановлению (биологические), либо непрерывно поступают к Земле извне (солнечная энергия), либо, находясь в непрерывном круговороте, могут использоваться повторно (вода). Разумеется, возобновимые ресурсы, как и невозобновимые, далеко не бесконечны, но их возобновимая часть (ежегодный приход или прирост) может постоянно использоваться.
Если обратиться к главным типам мировых природных ресурсов, то в самом общем виде мы получим следующую картину. Основным видом энергоресурсов пока еще остается минеральное топливо — нефть, газ, уголь. Эти источники энергии невозобновимы, а при нынешних темпах роста их добычи они могут быть исчерпаны через 80 – 140 лет. Правда, использование этих источников должно снижаться за счет развития атомной энергетики, основанной на применении “тяжелого” ядерного топлива (расщепляющихся изотопов урана и тория), но и эти ресурсы невозобновимы: по некоторым данным, урана хватит всего лишь на несколько десятилетий.
Сырьевые ресурсы
Значение природных ресурсов для жизни общества никак не может уменьшиться по той простой причине, что они остаются единственным источником материального производства. Чем меньше производство связано с местными ресурсами, тем больше возрастает его зависимость от удаленных источников и тем шире радиус действия таких источников, многие из которых приобретают не только общегосударственное, но и глобальное значение. Напомним о роли нефтяных и газовых месторождений Тюменского Севера в хозяйстве нашей страны или нефти Персидского залива в мировой экономике. Добавим, что есть такие отрасли народного хозяйства, например сельское хозяйство, которые вообще не могут “эмансипироваться” от местной природной среды и всегда будут к ней привязаны.
Все виды природных ресурсов (тепловые, водные, минеральные, биологические, почвенные) связаны с определенными компонентами природного комплекса (геосистемы) и составляют расходуемую часть этих компонентов. Возможность быть израсходованными — специфическое свойство природных ресурсов, отличающее их от природных условий. К последним относятся постоянно действующие свойства природных комплексов, которые не используются для получения полезного продукта, но оказывают существенное положительное или отрицательное влияние на развитие и размещение производства (температурный и водный режимы, ветер, рельеф, несущая способность грунтов, многолетняя мерзлота, сейсмичность и др.).
Важно различать ресурсы возобновимые и невозобновимые. Одни ресурсы возобновляются за счет их постоянного притока из космоса (солнечная энергия), другие — благодаря непрерывному круговороту вещества в географической оболочке (пресная вода), наконец, третьи — вследствие способности к самовоспроизводству (биологические ресурсы). К невозобновимым относятся минеральные ресурсы.
Невозобновимые ресурсы
Невозобновимыми считаются ресурсы земных недр. Строго говоря, многие из них могут возобновляться в ходе геологических циклов, но продолжительность этих циклов, определяемая сотнями миллионов лет, несоизмерима с этапами развития общества и скоростью расходования минеральных ресурсов.
Невозобновимые ресурсы планеты можно разделить на две большие группы: невозобновимые минеральные ресурсы и невозобновимые энергетические ресурсы.
Невозобновимые минеральные ресурсы
Более сотни негорючих материалов добываются из земной коры в настоящее время. Минералы образуются и видоизменяются в результате процессов, происходящих в ходе образования земных горных пород на протяжении многих миллионов лет. Использование минерального ресурса включает в себя несколько этапов.
Обнаружение достаточно богатого месторождения.
Извлечение минерала путем организации некоторой формы его добычи.
Обработка руды для удаления примесей и превращение ее в нужную химическую форму.
Использование минерала для производства различных изделий.
Разработку месторождений полезных ископаемых, залежи которых находятся недалеко от земной поверхности, производят путем поверхностной добычи (открытые карьеры), открытой добычи (метод создания горизонтальных полос) или добычи при помощи землечерпательного оборудования. При расположении полезных ископаемых глубоко под землей применяется метод подземной добычи.
Добыча, обработка и использование любого негорючего минерального ресурса вызывают нарушение почвенного покрова и эрозию, загрязняют воздух и воду. Подземная добыча более опасный и дорогостоящий процесс, чем поверхностная добыча, но он в гораздо меньшей степени нарушает почвенный покров. При подземной добыче может происходить загрязнение воды из-за шахтного кислотного дренажа. В большинстве случаев территории, на которых осуществляется добыча, удается восстановить, но это дорогостоящий процесс. Добыча полезных ископаемых и расточительный подход к использованию продуктов, изготавливаемых из ископаемых и древесины, также приводят к созданию большого количества твердых отходов.
Оценка количества реально доступного в смысле добычи полезного минерального ресурса — процесс очень дорогостоящий и сложный. Запасы минеральных ресурсов подразделяются на выявленные ресурсы и необнаруженные ресурсы. Каждая из этих категорий делится на резервы, то есть те ископаемые, которые можно извлечь с получением прибыли по существующим ценам при существующей технологии добычи, и ресурсы — все обнаруженные и необнаруженные ресурсы, включая те, которые не могут быть извлечены с получением прибыли при существующих ценах и существующей технологии. Большинство опубликованных оценок конкретных невозобновимых ресурсов относится к резервам.
Когда 80 % резервов или оцененных ресурсов материала оказываются извлеченными и использованными, ресурс считается исчерпанным, так как извлечение оставшихся 20 % обычно не приносит прибыли. Количество извлеченного ресурса и время исчерпания можно изменить путем увеличения оцененных резервов, если высокие цены вынудят пойти на поиск новых месторождений и разработку новых технологий добычи; увеличения доли рециркуляции и вторичного использования или снижения уровня потребления ресурса. Некоторым экономически исчерпанным ресурсам удается найти замену.
Для увеличения запасов сторонники защиты окружающей среды предлагают увеличить долю рециркуляции и повторного использования невозобновимых минеральных ресурсов и снизить их неоправданные потери. Рециркуляция, вторичное использование и снижение количества отходов требуют для своей реализации меньше энергетических затрат, в меньшей степени разрушают почву и загрязняют воду и воздух, чем использование первичных ресурсов.
Сторонники защиты окружающей среды призывают индустриальные страны совершить переход к хозяйству, производящему незначительное количество отходов. Для этого, кроме рециркуляции и вторичного использования, потребуется привлечение экономических стимулов, определенные действия правительств и людей, а также изменение в поведении и образе жизни населения Земли.
Невозобновимые энергетические ресурсы
Основными факторами, определяющими степень использования любого источника энергии, являются его оценочные запасы, чистый выход полезной энергии, стоимость, потенциальные опасные воздействия на окружающую среду, а также социальные последствия и влияние на безопасность государства. Каждый источник энергии обладает преимуществами и недостатками.
Обычную сырую нефть можно легко транспортировать, она является относительно дешевым и имеющим широкое применение видом топлива, обладает высоким значением чистого выхода полезной энергии. Однако доступные запасы нефти могут быть исчерпаны через 40 – 80 лет, при сжигании нефти в атмосферу выделяется большое количество углекислого газа, что может привести к глобальному изменению климата планеты.
Нетрадиционная тяжелая нефть, остаток обычной нефти, а также нефть, добываемая из нефтеносных сланцев и песка, может увеличить запасы нефти. Однако она является дорогостоящей, обладает низким значением чистого выхода полезной энергии, требует для переработки большого количества воды и оказывает более вредное воздействие на окружающую среду, чем обычная нефть.
Обычный природный газ дает больше тепла и сгорает более полно, чем другие ископаемые виды топлива, является многосторонним и относительно дешевым видом топлива и обладает высоким значением чистого выхода полезной энергии. Но его запасы могут быть исчерпаны через 40 – 100 лет, и при его сжигании образуется углекислый газ.
Уголь — самый распространенный в мире вид ископаемого топлива. Он обладает высоким значением чистого выхода полезной энергии при производстве электричества и выработке высокотемпературного тепла для производственных процессов, относительно дешев. Но уголь чрезвычайно грязен, его добыча и сжигание опасны и наносят вред окружающей среде, если отсутствуют дорогостоящие специальные устройства контроля над уровнем загрязнения воздуха. Уголь выделяет больше углекислого газа на единицу полученной энергии, чем другие ископаемые виды топлива, его неудобно использовать для движения транспорта и отопления домов, если предварительно не перевести в газообразную или жидкую форму. Значительно нарушение почвенного покрова при добыче угля.
Геотермальная энергия (теплота, скрытая в земной коре) преобразуется в невозобновимые подземные месторождения сухого пара, водяного пара и горячей воды в различных местах планеты. Если эти месторождения расположены достаточно близко к земной поверхности, полученное при их разработке тепло можно использовать для отопления помещений и выработки электроэнергии. Они могут обеспечить энергией на 100 – 200 лет области, расположенные вблизи месторождений, причем по умеренной цене. Они обладают средним значением чистого выхода полезной энергии и не выделяют углекислый газ. Этот вид источника энергии приносит много неудобств при добыче и загрязняет окружающую среду.
Перспективный источник энергии — реакция ядерного деления. Основные преимущества этого источника заключаются в том, что ядерные реакторы не выделяют углекислый газ и иные вещества, вредные для окружающей среды, поэтому степень загрязнения воды и почвенного покрова находится в допустимых пределах, если весь цикл ядерного топлива протекает нормально. К недостаткам можно отнести большие затраты на для обслуживания этого источника энергии; обычные атомные электростанции могут использоваться только для производства электроэнергии; существует риск крупной аварии; чистый выход полезной энергии низок; не разработаны хранилища для радиоактивных отходов. В силу вышеперечисленных недостатков этот источник энергии в настоящее время мало распространен, поэтому экологически чистое будущее за альтернативными источниками энергии.
Возобновимые ресурсы
Возобновимые ресурсы заслуживают особого внимания. Весь механизм их возобновления является проявлением функционирования геосистем за счет поглощения и трансформации лучистой энергии Солнца — первоисточника всех возобновимых ресурсов. В своем размещении они подчинены универсальным географическим закономерностям: зональности, секторности, высотной ярусности. Отсюда следует, что исследование формирования и размещения возобновимых ресурсов непосредственно относится к сфере физической географии. Возобновимые ресурсы следует рассматривать как ресурсы будущего: в отличие от невозобновимых они не обречены на полное исчезновение при рациональном использовании, их воспроизводство до известной степени поддается регулированию (с помощью мелиорации лесов, например, можно увеличить их продуктивность и выход древесины).
Надо заметить, что антропогенное вмешательство в биологический круговорот сильно подрывает естественный процесс возобновления биологических ресурсов (и производных от них). Поэтому в результате хозяйственной деятельности реальные биологические ресурсы, как правило, ниже потенциальных. Так, леса на Земле истреблены на обширных площадях, а в сохранившихся лесах ежегодный прирост древесины часто в 3 – 4 раза меньше, чем в ненарушенных древостоях; нерациональное использование естественных пастбищ ведет к снижению их продуктивности. К производным от биологического круговорота относятся также ресурсы свободного кислорода в атмосфере. Их восполнение в процессе фотосинтеза неуклонно сокращается, а техногенное расходование (в основном при сжигании органического топлива) возрастает.
Рассмотрим возобновимые ресурсы.
Свободный кислород
Он возобновляется в основном в процессе фотосинтеза растений; в естественных условиях баланс кислорода поддерживается его расходом на процессы дыхания, гниения, образования карбонатов. Уже сейчас человечество использует около 10 % приходной части кислородного баланса в атмосфере. Правда, убыль атмосферного кислорода пока не ощущается даже точными приборами. Однако при условии ежегодного пятипроцентного роста потребления кислорода на промышленно-энергетические нужды его содержание в атмосфере уменьшится, по расчетам Ф. Ф. Давитая, на 2/3, т. е. станет критическим для жизни людей через 180 лет, а при ежегодном росте на 10 % — уже через 100 лет.
Ресурсы пресной воды
Пресная вода на Земле ежегодно возобновляется в виде атмосферных осадков, объем которых равен 520 тыс. км3. Однако при водохозяйственных расчетах и прогнозах следует исходить лишь из той части осадков, которая стекает по земной поверхности, образуя водотоки (37 – 38 тыс. км3). В настоящее время на хозяйственно-бытовые нужды в мире отвлекается 3,6 тыс. км3 стока. Фактически используется больше, так как сюда надо добавить еще ту часть стока, которая расходуется на разбавление загрязненных вод; в сумме это составляет 8,2 тыс. км3, т. е. более 1/5 мирового речного стока. По мнению М. И. Львовича, к 2000 г. мировая потребность в воде превысит годовой объем стока, если принципы водопользования не изменятся. Если же будет полностью прекращен сброс сточных вод, то годовое потребление воды составит около 7 тыс. км3, но эта вода уже не вернется в реки, т. е. составит безвозвратные потери за счет испарения с орошаемых полей и водохранилищ, а также использования в производстве. Дополнительные резервы водных ресурсов — опреснение морской воды, использование айсбергов.
Большое количество пресной воды подвергается загрязнению в результате деятельности человека. Давайте рассмотрим это на примере Москвы.
Москва — первый по величине и по значению город России, в котором сосредоточено огромное количество промышленных предприятий. Объем промышленных стоков не поддается никакому описанию. Наряду с промышленными стоками большую роль играет тепловое загрязнение. Повышение температуры грунтовых вод сказывается на окружающей природе. Ниже города Москва-река не замерзает практически никогда, она превратилась в огромную сливную канаву. Источниками водоснабжения столицы служат Москва-река и ее притоки, а также подземные воды, формирующиеся в бассейне Москвы-реки благодаря поверхностному стоку, и воды глубоких горизонтов, не связанные с поверхностным стоком.
Запасы подземных вод в Московском регионе недостаточны для стабильного обеспечения хозяйственно-питьевых нужд города, в связи с чем используются поверхностные источники.
В черте города водный фонд представлен Москвой-рекой и малыми реками и ручьями общей протяженностью 165,0 км. Полностью открытое русло сохранено у семи рек: Яузы, Сетуни, Сходни, Раменки, Очаковки, Ички и Чечеры. Остальные реки частично или полностью заключены в коллекторные системы и служат для отведения поверхностного стока. Кроме загрязненного поверхностного стока на качественное состояние рек оказывает негативное влияние сброс недостаточно очищенных сточных вод промышленных предприятий и городских станций аэрации.
Ниже впадения канала Москва – Волга в Москву-реку расход воды реки складывается следующим образом: 5 м3/с — расход воды Москвы-реки ниже Рублевского водозабора; 30 – 35 м3/с — проектный расход воды из канала Москва – Волга; 10 м3/с — поверхностный сток (от притоков Москвы-реки в черте города); 66 м3/с — сточные воды городской канализации, сбрасываемые в Москву-реку; 5 м3/с — сточные воды промышленных предприятий, поступающие в реку помимо общегородских сетей канализации.
Бассейн Москвы-реки в черте столицы находится под воздействием промышленного комплекса, оказывающего существенное влияние на изменение химического состава воды. В Москве насчитывается около 30 предприятий (не считая ТЭЦ и станций аэрации), направляющих от 41 тыс. до 39850 тыс. м3/год сточных вод в реки. Москва-река в черте столицы получает до 1767540 тыс. м3/год промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод от ведущих отраслей, базирующихся в регионе.
Поверхностный сток с территории города формируется за счет талых снеговых и дождевых вод, а также поливо-моечных вод. По районам Москвы величина модуля стока изменяется в пределах 5,64 (Железнодорожный район) – 15,0 л/с км2 (Свердловский район). Средний для города Москвы модуль стока составляет 9 л/с км2. Увеличение модуля стока наблюдается от окраин города к центру. Поверхностный сток с территории города не очищается от загрязнений и прямо попадает в водные объекты, неся с собой большое количество органических, взвешенных веществ, нефтепродуктов (в течение года с поверхностным стоком поступает 3840 т нефтепродуктов, 452080 т взвешенных веществ, 173280 т хлоридов, 18460 т органических веществ по БПК). В результате с поверхностным стоком в водные объекты города попадает нефтепродуктов в 1,8 раз, а взвешенных веществ почти в 24 раза больше, чем со сточными водами предприятий. Большая часть загрязнений (нефтепродуктов — 63 %, взвешенных веществ — 75 %, органических веществ — 64 %, хлоридов — 95 %) поступает в Москву-реку с поверхностным стоком в зимне-весенний период.
Гидрогеологическая обстановка в г. Москве сложилась под воздействием длительного и недопустимо интенсивного водоотбора из артезианских водоносных горизонтов карбона, характеризуется развитием процессов подтопления грунтовыми водами и подпором от гидротехнических сооружений. Увеличивающаяся разница в напорах артезианских и грунтовых вод способствует перетеканию загрязненных грунтовых и поверхностных вод вниз, к питьевым горизонтам карбона. В наибольшей степени эти процессы проявляются там, где отсутствует глинистая разделяющая толща верхней юры, лежащая между грунтовыми и артезианскими водами.
Главные источники загрязнения подземных вод в Москве таковы: утечки из канализационных коллекторов, просачивание загрязненных атмосферных осадков сквозь загрязненные почвы, засыпанные и застроенные свалки, утечки и фильтрация из очистных сооружений, технологических коммуникаций, канализированных и неканализированных промплощадок.
Исторически сложился обычай размещать свалки в отработанных карьерах и оврагах, то есть как можно ближе к грунтовым водам; располагать заводы, очистные сооружения, поля фильтрации, склады в речных долинах, то есть там, где естественная защита подземных вод зачастую отсутствует.
Наиболее загрязнены на территории г. Москвы грунтовые воды. Их загрязнение связано главным образом с чрезвычайно широким распространением жидких коммунальных отходов, а также газообразных отходов автотранспорта, промышленных предприятий, ТЭЦ и др. Компоненты-загрязнители представлены хлоридами, сульфатами, органическими веществами, азотистыми соединениями и тяжелыми металлами.
Грунтовые воды с таким характером загрязнения преимущественно пресные, смешанного вследствие загрязнения состава. Изменение степени их загрязнения подчиняется пространственным закономерностям: концентрации компонентов-загрязнителей возрастают в направлении движения вод от возвышенных участков рельефа (центральных частей междуречных пространств) к пониженным (речным долинам, озерам, котлованам, водохранилищам). Градиент концентраций возрастает от десятков до первых сотен миллиграммов на литр. Одновременно увеличивается и общая минерализация грунтовых вод.
Биологические ресурсы
Биологические ресурсы складываются из растительной и животной массы, единовременный запас которой на Земле измеряется величиной порядка 2,4 • 1012 т (в пересчете на сухое вещество). Ежегодный прирост биомассы в мире (т. е. биологическая продуктивность) составляет примерно 2,3• 1011 т. Основная часть запасов биомассы Земли (около 4/5) приходится на лесную растительность, которая дает более 1/3 общего ежегодного прироста живой материи. Человеческая деятельность привела к значительному сокращению общей биомассы и биологической продуктивности Земли. Правда, заменив часть бывших лесных площадей пашнями и пастбищами, люди получили выигрыш в качественном составе биологической продукции и смогли обеспечить питанием, а также важным техническим сырьем (волокно, кожи и др.) растущее население Земли.
Продовольственные ресурсы составляют не более 1 % от общей биологической продуктивности суши и океана и не более 20 % от всей сельскохозяйственной продукции. С учетом роста населения Земли и необходимости обеспечения его полноценным питанием к 2000 г. производство продуктов растениеводства должно быть увеличено в 2 раза, а продуктов животноводства — в 3. Это значит, что производство первичной (растительной) биологической продукции, включая корма для животных, необходимо увеличить не менее чем в 3 – 4 раза. Расчеты на расширение возделываемых земель вряд ли имеют под собой серьезные основания, так как резервы пригодных для этого площадей крайне ограничены. Очевидно, выход следует искать в интенсификации сельского хозяйства, включая развитие поливного земледелия, механизации, селекции и т. д., а также в рациональном использовании биологических ресурсов океана. Необходимые для этого условия и ресурсы имеются, но расчеты некоторых авторов на возможность прокормить на Земле десятки и сотни миллиардов человек можно расценивать только как утопические.
Из других биологических ресурсов важнейшее значение имеет древесина. Сейчас на эксплуатируемых лесных площадях, составляющих 1/3 всей лесной площади суши, ежегодная заготовка древесины (2,2 млрд м3) приближается к годовому приросту. Между тем потребность в лесоматериалах будет расти. Дальнейшая эксплуатация лесов должна осуществляться лишь в рамках их возобновимой части, не затрагивая “основного капитала”, т. е. площадь лесов не должна уменьшаться, вырубка должна сопровождаться лесовосстановлением. Кроме того, следует повышать продуктивность лесов путем мелиорации, более рационально использовать древесное сырье или заменять его другими материалами.
Наконец, несколько слов необходимо сказать о земельных или, точнее, территориальных ресурсах. Площадь земной поверхности конечна и невозобновима. Почти все благоприятные для освоения земли уже используются. Остались неосвоенными преимущественно площади, освоение которых требует больших затрат и технических средств (пустыни, болота и др.), а также те, которые практически нельзя использовать (ледники, высокогорья, полярные пустыни). Между тем с ростом населения и дальнейшим научно-техническим прогрессом потребуется все больше площадей для строительства городов, электростанций, аэродромов, водохранилищ, вырастет потребность в сельскохозяйственных и рекреационных угодьях и т. д. Все больше земель “съедают” коммуникации и крупные инженерные сооружения. В России только под строительные площадки для электростанций в 1975 – 2000 гг. потребовалось до 25 тыс. км2 площади, если ориентироваться на станции средней мощности. Общая площадь искусственных водохранилищ на Земле уже превышает акваторию Каспийского моря, и размеры этой площади имеют тенденцию к дальнейшему росту. Надо принять во внимание, что создание водохранилищ, помимо прямой потери земель за счет затопления, часто ведет еще и к косвенным потерям земельных ресурсов, к ухудшению их качества на примыкающих к водохранилищам территориях вследствие подтопления и, как результат, заболачивания или засоления. Сотни тысяч квадратных километров на Земле находятся под отвалами, терриконами, выработанными торфяниками, свалками.
Перспективы решения проблем, связанных с исчерпаемостью земельных ресурсов, вряд ли следует сводить к фантастическим проектам расселения людей в высоких башнях, на плавучих платформах, на дне океана и в глубинах земной коры. Неизбежность таких решений некоторые авторы обосновывают тем, что экстраполируют современные темпы роста населения на неопределенно далекое будущее. При такой гипотетической ситуации через 700 лет на каждого жителя нашей планеты пришлось бы всего лишь по 1 м2 площади. Однако для таких экстраполяций нет никаких оснований.
Реалистический путь предполагает перестройку существующего использования земель на научной основе, т. е. рациональную организацию территории. Для каждого участка должна быть определена оптимальная социальная функция. Разумеется, рациональная организация территории предполагает и рекультивацию земель, нарушенных предшествующим хозяйственным использованием, и интенсификацию сельского хозяйства, и продуманный подход к созданию водохранилищ, и многое другое.
Проблемы, связанные с добычей сырьевых ресурсов
В современном мире возникает достаточно много проблем, связанных с добычей сырьевых ресурсов, как экономических, так и технических. Самая актуальная — это отсутствие реальных данных об оставшемся количестве ресурсов. Рассмотрим ее на двух примерах.
Нефть
Доказанные запасы нефти в мире оцениваются в 140 млрд т, а ежегодная добыча составляет около 3,5 млрд т. Однако было бы неверно предрекать наступление глобального кризиса в связи с исчерпанием нефти в недрах Земли через 40 лет, ведь экономическая статистика оперирует цифрами доказанных запасов, то есть запасов, которые полностью разведаны, описаны и исчислены. А это далеко не все запасы планеты. Даже в пределах многих разведанных месторождений сохраняются неучтенные или не вполне учтенные нефтеносные секторы.
За последние два десятилетия человечество вычерпало из недр более 60 млрд. т нефти. Неужели доказанные запасы при этом сократились на такую же величину? Ничуть не бывало. Если в 1977 г. запасы нефти оценивались в 90 млрд. т, то в 1987 г. уже в 120 млрд., а к 1997 г. увеличились еще на два десятка миллиардов. Ситуация парадоксальна: чём больше добываешь, тем больше остается. Между тем этот геологический парадокс вовсе не кажется парадоксом экономическим. Чем выше спрос на нефть, чем больше ее добывают, тем большие капиталы вливаются в отрасль, тем активнее идет разведка месторождений, тем больше людей, техники, мозгов вовлекается в разведку, тем быстрее открываются и описываются новые месторождения. Кроме того, совершенствование техники добычи нефти позволяет включать в состав запасов ту нефть, наличие (и количество) которой было ранее известно, но достать которую было нельзя при техническом уровне прошлых лет. Это не означает, что запасы нефти безграничны, но очевидно, что у человечества есть еще не одно сорокалетие, чтобы усовершенствовать энергосберегающие технологии и ввести в оборот альтернативные источники энергии.
Наиболее яркой особенностью размещения запасов нефти является их сверхконцентрация в одном сравнительно небольшом регионе — бассейне Персидского залива. Здесь сосредоточены почти 2/3 доказанных запасов, причем большая их часть (более 2/5 мировых запасов) приходится на три аравийские страны с немногочисленным коренным населением — Саудовскую Аравию, Кувейт и ОАЭ. Даже с учетом огромного количества иностранных рабочих, наводнивших эти страны во второй половине XX в., здесь насчитывается чуть больше 20 миллионов человек — около 0,3 % мирового населения.
Страны, обладающие очень большими запасами (более 10 млрд т в каждой), — Ирак, Иран и Венесуэла. Эти страны издавна имеют значительное население и достаточно развитую экономику, а Ирак и Иран — старейшие центры мировой цивилизации.
Россия с ее семью миллиардами тонн сильно отстает от шести “великих нефтяных держав”. Слабым утешением может служить то, что США и Китай обладают еще меньшими запасами. Правда, о запасах США особый разговор. Многие аналитики считают, что эта страна сознательно занижает свои нефтяные запасы, чтобы беречь свою нефть в недрах “на черный день” и, “прибедняясь” таким образом, утверждать свое присутствие на Ближнем Востоке, мотивируя это “жизненными интересами”.
Во всех крупных регионах мира, кроме зарубежной Европы и территории бывшего СССР, отношение запасов нефти по состоянию на 1997 г. к запасам на 1977 г. составляет более 100 %. Даже Северная Америка, несмотря на “консервирование запасов” в США, значительно увеличила общие доказанные запасы благодаря интенсивной разведке в Мексике.
В Европе исчерпание запасов связано со сравнительно небольшой природной нефтеносностью региона и очень интенсивной добычей в последние десятилетия: форсируя добычу, страны Западной Европы стремятся разрушить монополию ближневосточных экспортеров. Однако шельф Северного моря — главная нефтяная бочка Европы — не бездонный.
Что же касается заметного уменьшения доказанных запасов на территории СССР, то это связано не с физическим исчерпанием недр, как в Западной Европе, и не с желанием попридержать свою нефть, как в США, а с кризисом в отечественной геологоразведочной отрасли. Темпы разведки новых запасов в нашей стране отстают от темпа других стран.
Уголь
Единой системы учета запасов угля и его классификации не существует. Оценки запасов пересматриваются как отдельными специалистами, так и специализированными организациями. На XI сессии Мировой энергетической конференции (МИРЭК) в 1980 г. достоверные запасы угля всех видов были определены в 1320 млрд т, а на следующей сессии в 1983 г. — в 1520 млрд т, в том числе каменных (“битуминозных”), включая антрацит, — 920 млрд т, бурых (“суббитуминозных” и пигнитов) — 600 млрд т.
Наибольшими за пределами территории бывшего Советского Союза достоверными запасами располагают США (1/4 мировых запасов), КНР (1/6), Польша, ЮАР и Австралия (по 5 – 9 % мировых запасов). Более 9/10 достоверных запасов каменного угля, оцениваемых в целом по миру примерно 515 млрд т, извлекаемых с использованием существующих в настоящее время технологий, сосредоточено в США (1/4), на территории бывшего СССР (более 1/5), КНР (около 1/5), ЮАР (более 1/10), ФРГ, Великобритании, Австралии и Польши. Из других промышленно развитых стран значительными запасами каменного угля располагают Канада и Япония, из развивающихся: в Азии — Индия и Индонезия, в Африке — Ботсвана, Свазиленд, Зимбабве и Мозамбик, в Латинской Америке — Колумбия и Венесуэла.
Наиболее экономична разработка месторождений каменного угля открытым способом — карьерами. В Канаде, Мозамбике и Венесуэле этим способом могут разрабатываться до 4/5 всех запасов, в Индии — 2/3, в Австралии — около 1/3, в США — более 1/5, в Китае — 1/10. Эти запасы используются более интенсивно, и доля угля, разрабатываемого открытым способом, составляет, например, в Австралии более 1/2, в США — более 3/5.
Существенное значение имеет качественный состав углей, в частности, доля коксующихся углей.
Наиболее велика их доля в общих запасах угля в Австралии — около 3/4, в Германии — 3/5; в КНР и США она составляет более 1/3, в Индии — почти 1/3, в Польше — 1/5, в Великобритании — 1/10. Доля коксующихся углей в добыче, как правило, больше их доли в запасах. В связи с обострением во многих странах экологических проблем и устрожением природоохранного законодательства в качестве серьезного недостатка угля рассматривается высокая его сернистость. Добыча каменного угля в мире ведется на уровне около 3,5 млрд т в год, бурого — около 1 млрд т в год.
Наибольшее количество каменного угля добывается в КНР (более 1 млрд т в год), в США (более 850 млн т при суммарной добыче угля около 1 млрд т), в Индии (свыше 250 млн т), в ЮАР (200 млн т), в России (200 млн т), в Австралии (около 200 млн т) и в Польше (140 – 150 млн т в год). В 50 – 80-е гг. в ряде промышленно развитых стран Европы, в Японии, в ряде районов США, где условия добычи неблагоприятны и где значительная часть добываемых углей имеет высокую сернистость, каменноугольная промышленность испытала острый кризис. Сокращение добычи угля, особенно в основных традиционных районах его добычи, имело далеко идущие социальные последствия: эти районы (Рур в ФРГ, север Франции, Аппалачи в США и др.) стали районами хронической экономической депрессии и массовой безработицы, что стимулировало интенсификацию структурной перестройки их экономики, существенно повлияло на специализацию. Иными тенденциями развития отличалась угольная промышленность Австралии, ЮАР и Канады, где происходил рост угледобычи с ориентацией главным образом на экспорт. Доля этих трех стран в мировой добыче каменного угля, составлявшая в начале 60-х гг. несколько процентов, уже в середине 80-х гг. превысила 1/10, а в мировом экспорте достигла 2/5, причем Австралия обогнала США в качестве крупнейшего экспортера каменного угля.
Рост добычи в Австралии в значительной мере обусловлен большим спросом на уголь со стороны Японии. Экспортной ориентации угольной промышленности Австралии благоприятствует и то обстоятельство, что крупные месторождения каменного угля, пригодные для открытой разработки, расположены недалеко от побережья. Во многом спросом Японии объясняется и развитие угледобычи в западных провинциях Канады, где в освоении месторождений и создании соответствующей инфраструктуры активно участвовал японский капитал. Быстрое развитие каменноугольной промышленности в ЮАР, вышедшей по добыче каменного угля на второе место среди стран с рыночной экономикой, обусловлено наличием крупных запасов углей (в основном энергетических), очень дешевой рабочей силой, отсутствием собственных запасов нефти и природного газа и созданием мощной инфраструктуры в расчете на крупный экспорт угля (построены специальный угольный порт Ричардс-Бей и магистральная железная дорога к порту из района угольных разработок в Трансваале). Во всех этих странах необычайно высока экспортность каменного угля (от 1/4 в ЮАР до более чем 4/5 в Канаде); в этом отношении с ними схожа Колумбия, вошедшая в 80-е гг. в число значительных производителей (около 20 млн т в год) и экспортеров каменного угля.
Из общей мировой добычи каменного угля на экспорт идет около 11 % (т. е. более 400 млн т в год на начало 90-х гг.), из которых более 4/5 отправляется морским транспортом. В 70-е гг. 2/3 экспорта приходилось на коксующиеся угли, но в связи с кризисными явлениями в черной металлургии и сокращением удельных расходов кокса в доменном производстве, а также ростом спроса на энергетические угли со стороны теплоэлектроэнергетики быстрее стал расти спрос на энергетические марки угля. К началу 90-х гг. экспорт энергетических и коксующихся углей примерно сравнялся, а перевозки энергетических углей морем в 1990 г. впервые оказались больше, чем коксующихся. В том же году Европейское экономическое сообщество обогнало по ввозу угля Японию.
Основные направления вывоза угля: из Австралии и Канады в Японию, из США и ЮАР в Западную Европу. ФРГ, еще сравнительно недавно (в 70 – 80-е гг.) бывшая крупным нетто-экспортером коксующегося угля и крупнейшим в мире экспортером кокса, превратилась в нетто-импортера угля с неуклонно сокращающимися мощностями и добычей угля. Почти на нет сошел экспорт угля и из Великобритании — страны, которая в начале XX в. была крупнейшим поставщиком угля на мировой рынок.
Подавляющая часть разведанных запасов бурого угля и его добычи сосредоточена в промышленно развитых странах. Размерами запасов выделяются США, Германия и Австралия, а наибольшее значение добыча и использование бурого угля имеют в энергетике Германии и Греции. Большая часть бурого угля (более 4/5) потребляется на ТЭС, расположенных вблизи разработок. Дешевизна этого угля, добываемого почти исключительно открытым способом, обеспечивает, несмотря на его низкую теплотворную способность, производство дешевой электроэнергии, что привлекает к районам крупных буроугольных разработок электроемкие производства. В капитале, инвестируемом в буроугольную отрасль, велика доля средств электроэнергетических компаний. В отличие от каменноугольной промышленности буроугольную подотрасль структурный кризис практически не затронул.
Заключение
Как видно из всего вышесказанного, проблемы связанные с сырьевыми ресурсами очень остры в наше время. Запасы ресурсов истощены. В основном это энергетические ресурсы. Поэтому необходимо обратить внимание на возобновимые источники энергии. Среди них сейчас наибольшее практическое значение имеет “белый уголь” — энергия водных потоков, однако полное использование гидроэнергоресурсов мира могло бы обеспечить только половину современных потребностей в электроэнергии. Крупнейший возобновимый энергоресурс — лучи Солнца. Теоретически можно ежегодно “перехватывать” почти столько солнечного тепла, сколько содержится во всем ископаемом топливе. Однако практически это неосуществимо из-за малой плотности потока солнечных лучей: солнечные энергетические установки требуют больших площадей. Аналогичным образом дело обстоит с энергией приливов, ветра и внутриземного тепла. Использование этих источников эффективно только в отдельных благоприятных локальных условиях (на побережьях с особо высокими приливами, в районах с устойчивыми сильными ветрами, в местах скопления горячих источников и т. п.). Наибольшие потенциальные возможности таит в себе использование “легкого” ядерного топлива — изотопа водорода дейтерия (путем синтеза из него ядер гелия). Хотя этот источник также в невозобновим, но практически он неисчерпаем, так как полное использование термоядерной энергии в миллионы раз превысило бы эффект всех других реальных энергетических ресурсов. Применение “легкого” ядерного топлива станет возможным, когда будут найдены способы управления термоядерной реакцией.
Также существует опасность растраты неэнергетических ресурсов: биологических, минеральных, пресной воды, свободного кислорода. Выходом из этой проблемы может быть вторичное использование отходов, экономичное использование воды, переход к более долговечным и легким материалам (углепластикам).
Главное чтобы люди знали об этой проблеме и старались её решить, а не сидели “сложа руки”.
Библиографический список
Исаченко А. Г. География в современном мире. — М., 1998 г.
Государственный доклад о состоянии окружающей среды в Москве. 1992 г.
Стадницкий Г. В., Родионов А. И. Экология.
Газета “География”. — 1999 г. — № 3, № 5 , № 6.
Плотников В. В. Введение в экологическую химию.— М., 1989.
[/sms]
