Природопользование

В результате антропогенной деятельности, наряду с естественно-функционирующими экосистемами, на Земле сформировались соцприродные экосистемы, сущность которых - использование природных богатств в жизни людей. Рациональное природопользование должно быть основано на неистощаемом применении возобновляемых ресурсов Земли и на сведении к минимуму использования невозобновляемых.

В 1992 г. (Рио-де-Жанейро) прошла конференция ООН с участием 178 государств, вместе с которыми Россия подписала ряд программных документов, определяющих согласованную политику по обеспечению устойчивого развития и сохранения биосферы Земли.

Указом "О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития" в 1994 г. Президент РФ поручил правительству разработать концепцию перехода России к устойчивому развитию. После проведения конкурсов, рассмотрения ряда вопросов на заседаниях правительственной комиссии по охране окружающей среды и природопользованию, конгресса "Рациональное природопользование России в переходный период" (1995 г.), ряда слушаний в Государственной Думе, съездов в 1996 году принят указ Президента № 440 "О концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию".

Переход к устойчивому развитию требует значительных усилий всего человечества на рубеже нового тысячелетия и, прежде всего, изменения стереотипов мышления, пренебрегающих возможностями биосферы и порождающих безответственное отношение к Природе. Поэтому изучение дисциплины "Природопользование" позволит студентам дать самооценку такого представления: мы не получаем окружающий мир в наследство от родителей, мы берем его взаймы у наших детей и внуков.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

1.1. Классификация природных ресурсов  по происхождению

Материальное благополучие людей основано на непосредственном использовании природно-ресурсного потенциала Земли. Важной стороной деятельности общества по вовлечению в переработку природных ресурсов должен быть анализ их предельного количества и степень применения, не наносящих ущерба биосистеме, анализ уровня развития техники, позволяющей создавать малоотходное производство с минимизацией вредных выбросов, а также комплексность использования ресурсов с глубокой рекуперацией энергозатрат при их переработке. Следовательно, задачи вовлечения в человеческую деятельность природных ресурсов могут быть в полной мере рационально решены только при освоении высоких промышленно-экологических технологий.

В классификации рассмотрены рекреационно-антропоэкологические ресурсы, позволяющие решить комплекс проблем с обеспечением отдыха и лечения людей.

В основе приведенной далее классификации лежит работа Н.Ф. Реймерса. В нашем варианте изложены только основные составляющие природных ресурсов, к применять тепло естественных выходов геотермальных вод, а также энергию нагретых в глубинных слоях воды и газов.

Гравитационная энергия и энергия давления. Этот естественный ресурс потенциальной и кинетической энергии человечество использует с древнейших времен: ветряные и водяные мельницы создавали для помола зерен, механизации подачи воды на орошение и др.

Биоэнергия. Все формы энергии, получаемые от переработки биомассы, образуемой в результате жизнедеятельности. Это дрова, тела живых организмов и др.

Перечисленные энергоресурсы постоянно участвуют в энергообороте на Земле и перспективы освоения их в деятельности людей безграничны. Вне классификации остались такие виды энергии как энергия атмосферного электричества, естественного атомного распада, земного магнетизма и химических реакций, протекающих в толще земли.

К природно-биологическим энергоресурсам относятся энергоресурсы, в создании которых были биоценозы. Образовавшись в процессе жизнедеятельности живых организмов запасы углеводородов стали основными источниками энергии в настоящее время.

Нефть. Один из главных источников энергии, используемый человечеством, а также основное сырье для нефтехимических и химических производств. Отходы переработки нефти могут быть использованы как источники производства водорода методом конверсии, в дорожно-транспортном строительстве и др. Отходы в виде серы являются сырьем для производства серной кислоты.

Потенциальный ресурс нефти 270-290 млрд. т нефтяного эквивалента (НЭ) , ежегодный расход более 3000 млн. т НЭ. Перспектива ориентации на нефтяные ресурсы - примерно 30 лет.

Природный, газ - главнейший ресурс энергетики, химической, металлургической и нефтехимической промышленности, главный компонент бытовых энергосистем. Запасы природного газа, выражаемые в НЭ, сравнимы с нефтяными - 270 млрд. т НЭ. В последние годы разведаны новые перспективные месторождения природного газа, что требует корректировки его ресурсного потенциала. В ближайшие 30-50 лет природный газ будет основой как теплоэнергетики, так и ряда других отраслей народного хозяйства.

Уголь. В настоящее время в энергетике преобладает доля природного газа, однако уголь остается главнейшим энергоносителем для будущего. Энергоресурсы угля намного превосходят энергоресурсы нефти и газа. Потенциальный запас угля - 10125 млрд. т, а ежегодная добыча - 5050 млн. т. Перспективу использования угля оценивают не менее чем в 100 лет, а это диктует ряд требований к совершенствованию технологии добычи угля, к разработке новых технологий его применения в теплоэнергетике, металлургии, химической и других отраслях промышленности.

Торф. Запасы торфа значительны - 150 млрд. т (по углероду), а ежегодное образование его в природе -210 млн. т (по углероду). Однако высокая зольность и существенные нарушения экосистем после добычи торфа требуют тщательной оценки перспектив его использования как энергоносителя.

Сланцы. Несмотря на значительные запасы сланцы в настоящее время используют мало (30-40 млн. т в год), что определяется большим объемом твердых отходов, сложностью очистки отходящих газов и низкой теплотворной способностью.

Активированные источники энергии. Этот вид энергоресурсов, основой которого стало искусственное воздействие на атомное ядро, освоен в XX веке. Атомную энергию получают в процессе расщепления атомного ядра. Термоядерная энергия генерируется при слиянии легких и тяжелых атомных ядер (энергия управляемого термоядерного синтеза).

Ресурсы атмосферы

В атмосфере Земли содержатся отдельные компоненты, ресурс которых обеспечивает потребности промышленности и последующего ее развития. Особое значение имеют кислород, азот, озон, диоксид углерода, инертные газы (аргон, криптон, ксенон, гелий и др.)

Кислород используют для проведения ряда окислительных процессов, в том числе при сжигании топлива. Основное применение азота - производство азотных минеральных удобрений, азотной кислоты. Диоксид углерода используется растениями при фотосинтезе, в результате которого образуется органическое вещество и выделяется кислород. Инертные газы нашли широкое применение в сварочном производстве, светотехнике.

Защитный озоновый слой в верхних слоях атмосферы -основа бурного развития жизни на Земле. В настоящее время он подвергается активному антропогенному воздействию, приводящему его к разрушению. Возникновение "озоновых дыр" пагубно сказывается на биоценозах, что относит озоновый слой к ресурсам Земли, требующим проведения комплекса мероприятий по его сохранению.

Кроме перечисленных, к ресурсам атмосферы могут быть отнесены фитонциды и другие биогенные летучие вещества, оказывающие положительное влияние на здоровье людей.

Водные ресурсы

Вода - источник водорода для живых организмов и кислорода для атмосферы. В результате фотосинтеза при разложении воды водород связывается с углекислым газом, образуя углеводы, а кислород поступает в атмосферу. Атмосферные осадки (дождь, снег) - главные очистители атмосферы от загрязняющих ее веществ. Вода необходима для процессов, происходящих внутри живых организмов, она входит в состав их клеток и тканей. Вода - аккумулятор и переносчик тепла на Земле, регулятор климатических процессов.

Круговорот воды в природе достигается за счет циркуляции ее через атмосферу и является основополагающим в процессе ее очистки. Без него невозможна жизнь на Земле.

Океанические (морские) воды.   Их объем составляет 1320 млн. км3, однако использование морской воды осложнено высокой стоимостью ее обессоливания, в десять раз превышающей стоимость добычи пресной воды из подземных источников. Основное применение морских вод - рекреационное, транспортное. В ряде стран из морской воды получают соль, йод, уран, другие элементы. Особо следует отметить роль океана как огромного     разбавителя     загрязняющих     веществ, поступающих с континентов с речной водой Континентальные водоемы. Объем озер, водохранилищ, прудов - 0,12 млн. км3. В настоящее время большинство из них подвергается сильному антропогенному воздействию.

Водостоки. Сток воды с поверхности земли в моря и океаны является одной из важных составляющих иодооборота. Годовое потребление пресной воды в мире -около 4000 км3. В США в 1990 году использовалась вода, жвивалентная 55 % всего речного стока этой страны. Следует отметить, что потребность в воде определяется не столько непосредственно технологическим процессом, сколько разбавлением сточных вод до величин ПДК вредных примесей в ней.

Грунтовые (подземные) воды. Объем грунтовых вод на Земле - около 9,5 млн. км3, на глубинах 1,5 - 2 км — соленые воды. В ряде стран это основной источник пресной воды (в Дании и Нидерландах - до 100 % используемой воды - артезианская, в США - около 60 %). Широко применяют артезианскую воду в России.

Почвенная влага. Содержащаяся в почве как свободная, так и связанная (молекулярная) вода оказывает серьезное влияние на все биологические процессы. Объем почвенной влаги - 0,013 млн.км3.

Влага в живых организмах. Одна из ресурсных составляющих, имеющих важное значение в аридных регионах. Объем влаги в живых организмах -0,011 млн. км3.

Во многом качество водных и атмосферно-газовых ресурсов определяется их загрязнением, что существенно сказывается на практическом их использовании.

Почвенные и земельные ресурсы

Почва. Созданная в процессе эволюции Земли сложнейшая система на ее поверхности, представляющая естественное образование, возникшее в результате взаимодействия живых организмов, атмосферного воздуха, природных вод и геологических пород, с активным участием     солнечной энергии.

Структура, состав и объемы почв отличаются для разных широт местности, климата, рельефа и состава растительного покрова.

Подпочва (грунты) и горные (материнские породы). Слои литосферы, расположенные под почвенным покровом или выходящие на земную поверхность, но лишенные явных признаков жизни. Служат субстратом для почвообразования на суше и жизненного слоя дна океанов.

Криогенные субстраты. Это ледники, многолетняя мерзлота, представляющие особый вид резервов холода и воды.

Загрязнение почв прежде всего связано с их засолением и подкислением, а также с внесением в почву тяжелых металлов, нефти и ее продуктов. Разрушительными для почвы являются процессы ветровой эрозии, смыва ее потоками вод и функционирование горнодобывающей, угольной и других отраслей промышленности.

Геоморфологические ресурсы

Изучение рельефа земной поверхности (суши, дна океанов и морей) позволяет установить его происхождение и прогнозировать пути развития, что является основой геоморфологии. Эта наука также ответственна за прогнозы рационального использования почв.

Геоморфологические структурные ресурсы - условия хозяйственной деятельности на поверхности литосферы, диктуемые геоморфологическим положением местности.

Геоморфологические пространственные ресурсы -особенности ведения хозяйства, возникающие в связи с особым географическим положением.

Геологические глубинные ресурсы учитывают особенности литосферы для ведения хозяйства, связанные с сейсмичностью, угрозой оползней и другими геологическими процессами.

Минеральные ресурсы

Этот вид ресурсов возник в литосфере при образовании Земли и, в отдельных случаях, явился порождением биопроцессов, протекающих в гидросфере (донные отложения)

Металлические руды. С использованием руд в истории человечества начался «технический» прогресс («бронзовый век»), который развился в «гипертехнический».

Неметаллическая руда. Как правило, это резервы химической промышленности и промышленности строительных материалов.

Нерудные ископаемые - полезные для деятельности людей включения, не сосредоточенные в определенной горной породе или очень рассредоточенные в ней.

Биологические ресурсы

Ресурсы растений-продуцентов. Основой жизни на Земле являются растения-продуценты, формирующие свои организмы из неорганических веществ (автотрофы) путем использования солнечной энергии (фотоавтотрофы) или энергии окислительных процессов (хемоавтотрофы) - серобактерии, железобактерии и др.

Биомасса растений. Биомасса живого вещества составляет 0,0001% от массы биосферы. Общая биомасса растений 1,8 х 1012 т.

Генетико-видовой     состав    растительности сформировавшийся за всю историю жизни на Земле состав растительного мира, обеспечивающий сохранность биосферы и облик экосистем планеты.

Первичная продуктивность - общее количество продуцируемой растениями органики в процессе фотосинтеза, включая энергию, израсходованную на дыхание растений и на генерацию летучих биогенных веществ (эфиров, фитонцидов и т.п.). От первичной продуктивности зависит состав атмосферы, она является основой питания живых организмов.