Н.В. Гусакова, А.И. Забалуева, В.В. Румянцева
Экология: конспект лекций
Под редакцией А.Н. Королева. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006. - 176с.
Лекция 6. Природные ресурсы
6.4. Ресурсный цикл как антропогенный круговорот веществ
Антропогенное
воздействие на биосферу вызывает не только ее загрязнение, но и разрушение
вследствие несбалансированности биохимических процессов.
Для создания
необходимых продуктов, развития искусственной среды обитания человек вовлекает
естественные природные богатства в ресурсный цикл.
Под ресурсным циклом понимают совокупность превращений
и пространственных перемещений определенного вещества или группы веществ на
всех этапах использования его человеком (включая его выявление, подготовку, эксплуатацию,
извлечение из природной среды, переработку, превращение, возвращение в
природу). «Цикл» предполагает замкнутость процесса. Но ресурсный цикл, который
иначе можно назвать антропогенным круговоротом, фактически не замкнут (рис. 7).
Рис. 7. Примерная схема ресурсного цикла
Если поглощенный растениями углерод в составе диоксида
углерода возвращается в атмосферу при дыхании тех же растений, животных и
микроорганизмов, то каменный уголь, т.е. тот же углерод, добытый и
переработанный, обратно в места залегания не возвращается. На каждом этапе
ресурсного цикла неизбежны потери либо вследствие особенностей промышленных
технологий, либо ввиду субъективных причин. Значительная доля добытого
ископаемого теряется при транспортировке к месту переработки, при его
перегрузке и при его переработке.
Если ресурсом служит топливо (например, каменный
уголь), то при его сгорании образуется большое количество золы, шлаков, разного
рода оксидов, выбрасываемых в атмосферу, или отвалы. Зола, которая поступает в
атмосферу с выбросами ряда заводов, оказывает прямое воздействие на урожай
сельскохозяйственных культур, возделываемых вблизи завода. Газообразные
загрязнители воздействуют аналогичным образом на многие виды растений.
Возникает вопрос о возмещении убытков, нанесенных землевладельцам, вследствие выброса
фитотоксичных газов предприятием. В результате исследований был разработан
метод объективной оценки экономических потерь. В настоящее время полагают, что
снижение урожая пропорционально
количеству погибшей листвы.
Воздух является не единственным элементом окружающей
среды, «отравленным» человеком. Загрязнение континентальных вод – столь же
важная проблема, и установленная система арендной платы способствует созданию
станций по очистке сточных вод. И все-таки в настоящее время флора и фауна многих
водоемов погублены в результате сброса сточных вод.
Таким образом, как только технический прогресс достигает
определенного порога, необходимо принимать новые решения, которые, в свою
очередь, порождают новые проблемы. А страдает по-прежнему природа.
С какой бы стороны мы ни смотрели, мы все время
оказываемся перед проблемой ограниченности природных ресурсов, ограниченности
пространства, в котором мы живем, и, наконец, проблемой себестоимости
потребляемых нами благ.
Во многих отношениях было бы лучше замедлить рост
современной экономики, включить в национальный доход стоимость того, что до сих
пор не учитывалось, а именно качество жизни и окружающей среды. Нет сомнения,
что настало время постепенно переводить экономику на рельсы экологии. И лишь
этим путем в ближайшем будущем можно обеспечить не только достаточное количество
продуктов питания, но и рост экономики, не нарушающий экологического равновесия
при рациональном использовании природных ресурсов. Сплошные линии на рис.7 – возможные пути повышения
эффективности цикла за счет снижения отходов, пунктирные – возврат ресурсов.
Справа – потери ресурсов, являющиеся источником загрязнения природной среды.
Ресурсообеспечение – это прежде всего энергетическая эффективность, определяемая соотношением
между затрачиваемой (или имеющейся) энергией и полезным продуктом, получаемым
при этих затратах. Превращение высококачественной энергии, извлекаемой из
ядерного топлива, в тепловую энергию с температурой в несколько тысяч градусов
и далее в высококачественную электроэнергию, а затем использование этой энергии
для поддержания температуры в доме на уровне 20о С является
чрезвычайно расточительным процессом.
Поэтому основным принципом использования
энергии должно быть соответствие ее качества поставленным задачам.
За рубежом для обогрева жилищ стали применять
солнечную энергию, энергию ветра; в районах с холодным климатом наилучшим
способом отопления является создание зданий, изолированных от внешней среды.
На рис. 8 показаны модели двух типов общества:
общество одноразового потребления, создающее отходы, и природосберегающее
общество.
Рис. 8. Модели общества одноразового потребления,
создающего отходы (А), и природосберегающего общества (Б) (по Т. Миллеру, 1993)
Первый тип – общество одноразового потребления
– характерен для наиболее промышленно развитых стран, которые базируются на
использовании как можно большего количества энергии и вещества и с большей
скоростью превращают высококачественную энергию в низкокачественную, вещества –
в отбросы и загрязняющие отходы.
Основой второго типа – природосберегающего общества
– является разумное использование энергии и рециркуляция вещества, вторичное
использование невозобновимых ресурсов, сокращение потребления и потерь энергии
и ресурсов.
При этом особенно важно эффективно использовать
энергию, не применяя без особой необходимости ее высококачественные виды. И
наконец, в этом обществе будущего на всех уровнях (локальном, региональном,
глобальном) не должен быть превышен порог экономической устойчивости окружающей
среды. Для ограничения потерь природных ресурсов и предотвращения загрязнения
окружающей среды необходимо учитывать информацию о воздействии на окружающую
среду на входе в нее. Например, значительно проще и дешевле предотвратить
попадание токсичного загрязнителя в подземный горизонт питьевой воды, чем
пытаться очистить уже загрязненную воду.
Масштабы
антропогенного воздействия напрямую связаны с развитием цивилизации. При этом
рост потребления человеком ресурсов биосферы сопровождается еще большим возрастанием
загрязнения окружающей среды продуктами промышленного и сельскохозяйственного
производства.
Из биосферы
ежегодно извлекается около 1 00 млрд т ископаемых ресурсов, 800 млн т металлов.
Ежегодно в
биосферу поступает 17,4 млрд т твердых отходов и 500 млрд м3 жидких
стоков. Поступления содержат 100 тыс. наименований химических веществ.
Наибольший вклад вносят:
-
диоксид углерода
– 20 млрд т;
-
диоксид серы – 150 млн
т;
-
железо – 50 млн т.
|