Анализ концепции ресурсного цикла

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение

Любой технологический процесс в техносфере начинается с изъятия природного ресурса из окружающей среды, а заканчивается возвращением в среду разнообразных отходов, а также тех готовых изделий, которые отслужили свой срок. Этот процесс незамкнутый, в отличие от обменных биосферных процессов, в техносфере он конечный. Эти различия создают существенные противоречия в их взаимодействии - антропогенная деятельность нарушает развитие природных циклов, выводит их из состояния устойчивого равновесия.

Развитие ПРП территории циклический во времени и ведет к формированию ресурсных циклов, отражающих жизнедеятельность потенциала природных ресурсов. Ресурсный цикл понимают как совокупность преобразований и просторов перемещений определенного вещества или группы веществ, имеющихся на всех этапах использования их человеком в рамках общественного звена общего круговорота этого вещества на Земле. Концепция ресурсных циклов была разработана в 1975 г. И.С. Комаром. Он считал, что обмен веществ между обществом и природой имеет хорошо выраженный циклический характер по типу круговорота, а суммарный поток этого обмена можно разделить на отдельные ресурсные циклы.

Концепция ресурсных циклов разработана известным географом И.В.Комаром и основана на идее круговорота веществ в природе, когда в ходе естественных преобразований природные элементы переходят из одного состояния в другое, от одного компонента природы к другому, по принципу замкнутого безотходного цикла. С возникновением человечества сложилось общественное (хозяйственное) звено круговорота веществ, которое стало взаимодействовать с природным круговоротом, оказывая на него свое влияние. Это влияние состояло в том, что из природного оборота изымалась большая масса природного вещества, а обратно в него возвращалась масса отходов, которые после технической переработки не могли ассимилироваться природой, постепенно все больше и больше загрязняя ее и нарушая природный оборот вещества.

Хозяйственное звено круговорота веществ получило название ресурсного цикла, под которым понимается совокупность превращений и пространственных перемещений веществ природы в процессе их освоения, добычи, переработки, потребления и конечного возвращения в природу после использования. Этот цикл имеет незамкнутых характер, т.е. имеет большую массу отходов на всех этапах добычи и использования природного вещества. Необходимость сохранения природных ресурсов и уменьшения образующихся в процессе их использования отходов путем более комплексного использования сырья и утилизации отходов сегодня является актуальной научной задачей.

Целью курсовой работы является анализ современных модификаций ресурсных циклов.

Для достижения этой цели в работе необходимо было выполнить следующие задачи:

• изучить становление и развитие представлений о цикличности процессов материального производства;
• охарактеризовать ресурсный цикл как техногенный круговорот веществ;
• проанализировать современные модификации ресурсного цикла.

 

 

1. Анализ концепции ресурсного цикла

1.1 Понятие ресурсного  цикла

Концепция ресурсных циклов была выдвинута и обоснована И. В. Комаром в 60 — 70-е годы. И. В. Комар исходил из того, что на Земле имеются постоянно повторяющиеся круговороты веществ, которые поддерживаются расходом энергии в ее различных формах и характеризуются определенным поступательным движением. С возникновением человеческого общества начало складываться общественное звено круговорота веществ, материальным содержанием которого служит обмен веществ (и энергии) по совокупному циклу «природа — общество — природа» [1]. Взятый в целом, этот процесс имеет исключительно сложный полициклический характер. При этом важными его компонентами являются ресурсные циклы, тесно взаимосвязанные между собой.

По И. В. Комару, ресурсный цикл – это совокупность превращений и пространственных перемещений определенного вещества природы (или группы веществ), которые происходят в процессе использования этого вещества (или группы веществ) человеком, включая их выявление, подготовку к освоению, извлечение из природной среды, переработку, потребление и конечное возвращение после использования в природу [2, с. 81].

В самом обобщенном виде И. В. Комар выделил в составе общественного звена общеземного круговорота веществ следующие шесть основных ресурсных циклов с серией подциклов [3]:

I — цикл энергоресурсов и энергии с подциклами гидроэнергетическим и энергохимическим (рис. 1.1);

II — цикл металлорудных ресурсов и металлов с коксохимическим подциклом;

III — цикл неметаллического ископаемого сырья с подциклами: горнохимическим, минеральных строительных материалов, особо ценных и редких минералов;

IV — цикл лесных ресурсов и лесоматериалов с лесохимическим подциклом;

V — цикл земельно-климатических ресурсов и сельскохозяйственного сырья;

VI — цикл ресурсов дикой фауны и флоры (за исключением охватываемых V циклом) с рядом подциклов, развивающихся на основе биологических ресурсов вод, наземных ресурсов охотничьего промысла, ресурсов полезных растений и других. При этом циклы IV, V и VI отличаются тем, что опираются в своем развитии на возобновляемые природные ресурсы [4].

Рис. 1.1. Примерная типовая схема энергоресурсного цикла (по И. В. Комару).

I фаза — добыча всего  топлива (Т), в том числе угля (У), нефти (Н), газа (Г), разного топлива и попутное извлечение породы (П) из шахт (III) и карьеров (К); II фаза — получение обогащенного топлива (ОТ) и отходов >гащения (X); III фаза А — использование веществ природы в процессе расходования (сжигания) топлива: обогащенное топливо (ОТ), атмосферный воздух (А), включая кислород (К) и воду (В); III фаза Б — трансформированные вещества и энергия: дымовые газы (ДГ), в том числе двуокись углерода (СО2) и прочие выбросы (ПВ), воды и топливные шлаки (ТШ), частично загрязненная вода (В) с учетом потерь от испарения, инфильтрации и т. п., энергия (Э), включая отводимое с водой и дымовыми I ,пами тепло; IV фаза — полезное использование вещества и энергии на (днях транспортировки энергии, ее потребления, переработки отходов и т. п. (в % от вещества и энергии, участвующих в цикле); V фаза — непосредственное возвращение в окружающую среду веществ и энергии, 1 учета используемой их части и доли, вовлекаемой из среды в повторный цикл после естественного или искусственного очищения (в % от вещества и энергии, участвующих в цикле), размеры кружков пропорциональны доле веществ, участвующих в цикле.

 

Одна из особенностей ресурсных циклов заключается в том, что они различаются по продолжительности. Часть из их относится к кратковременным — например, обеспечивающим непосредственное биологическое функционирование человека. Другие циклы носят характер долговременных, создающих предметы длительного пользования, удерживаемые длительное время в равновесном состоянии, например, в виде орудий труда, капитальных зданий и т. п.

И. В. Комар разработал также региональную структуру   ресурсных циклов, подразделив крупные районы страны на пять типологических групп. Первая из них включила высоко индустриализированные районы с наиболее развитыми средними и особенно конечными стадиями ведущих ресурсных циклов и подциклов (например — Центральный). Вторая группа объединила районы, также обладающие высокоразвитой промышленностью, но отличающиеся большей полнотой стадий ведущих ресурсных циклов, в особенности их начальных стадий, и преобладающим значением циклов, основывающихся на использовании ресурсов земных недр (например, Уральский). Третья группа объединила промышленно-аграрные районы с повышенной ролью цикла земельно-климатических ресурсов полного профиля при одновременном значительном развитии ряда других циклов и отдельных их стадий на базе минерального сырья и топлива (например, Северо-Кавказский). В четвертую группу были включены промышленно-аграрные и аграрно-промышленные районы с еще большим значением развитого цикла почвенно-климатических ресурсов и одновременным наличием других циклов и подциклов преимущественно неполного профиля (например, Среднеазиатский). Наконец, к пятой группе были отнесены малообжитые северные территории страны с распространенными на них преимущественно начальными и средними стадиями циклов, базирующихся на ресурсах биосферы [2, с. 80-84].

На теоретических разработках концепции ресурсных циклов базируется и предложенное Я. Г. Машбицем представление о ресурсно-экспортных циклах в развивающихся странах [5]. По его мнению, в этих странах сложились или находятся в стадии становления следующие шесть РЭЦ: нефтепромышленный, горнометаллургический, горнохимический, земельно-климатический, лесопромышленный и рыбопромышленный[6]. 

1.2 Ресурсный цикл как техногенный круговорот веществ

Расход энергии на одного человека (в ккал/сут.) в каменном веке был около 4 тыс., в аграрном обществе —12 тыс., в индустриальную эпоху — 70 тыс., а в передовых развитых странах конца XX в. — 230— 250 тыс., т. е. в 58—62 раза больше, чем у наших далеких предков [7].

Рост народонаселения требует увеличения продуктов питания, создания новых рабочих мест и расширения промышленного производства. Антропогенный круговорот вещества на Земле в конце XX в. по Т.А. Акимовой, В.В. Хаскину (1994) представлен на рис. 1.2 [8].

В.А. Черников и др. [9] считают, что с ростом производительных сил использование природно-ресурсного потенциала неуклонно расширяется, происходит формирование и развитие техногенеза. Техногенез — процесс изменения природных комплексов под воздействием производственной деятельности человека, проявляется в преобразовании биосферы, вызываемом совокупностью геохимических процессов, которые связаны с технической и технологической деятельностью людей по извлечению из окружающей среды, концентрации и перегруппировке целого ряда химических элементов, их минеральных и органических соединений.

По Т.А. Акимовой, В.В. Хаскину [8] общая масса вещества., которое человек перемещает на поверхности планеты в конце XX столетия достигла 4 трлн т в год. Из 120 млрд т (Гт) ископаемых материалов и биомассы, которые мобилизуются мировой экономикой за год, лишь 9 Гт (7,5%) преобразуются в материальную продукцию в процессе производства. Большая часть — около 80% — потребляется и входит в основные и оборотные материальные фонды и резервы всех отраслей мирового хозяйства, т. е. возвращается в основном в производство. Личное потребление людей составляет только 1,5 Гт, при этом более половины этой массы относится к нетто-потреблению продуктов питания. Только небольшая часть последних минует производственный цикл и не требует дополнительных затрат энергии на приготовление пищи.

 

Рис. 1.2 Глобальный антропогенный материальный (по Т. А. Акимовой, В. В. Хаскину, 1994 [8]): двойные стрелки — потоки потребления; одинарные стрелки — потоки отходов и загрязнения среды. Условные обозначения (в кружках): 1 — потребление биомассы; 2 — в химическую продукцию входят минеральные удобрения (0,18 Гт/год) и органическая синтетика (0,12 Гт/год); 3 — указаны брутто-продукты; нетто-потребление продуктов питания составляет 0,9 Гт /год; 4 — имеются в виду все товары (продукты, вещества, материалы, изделия) индивидуального пользования

Человек постоянно вовлекает природные ресурсы в ресурсный цикл (рис. 1.3).

 

Рис. 1.3. Модель ресурсного цикла (по Г. В. Стадницкому, Д. И. Родионову, 1996 [10])

 

В конце XX в. ежедневная потребность населения Земли составляет около 2 млн т пищи, 10 млн м3 питьевой воды, 2 млрд м3 кислорода для дыхания.

В общем объеме потребляемых человечеством природных ресурсов более 70% приходится на ресурсы недр. Из них производится 94% энергоносителей (моторное топливо, топливо для тепловых и атомных электростанций), свыше 90% продукции тяжелой индустрии (прокат труб, конструкционных материалов), около 75% строительных материалов, 60% удобрений и 50% товаров народного потребления непищевого значения.

Минеральные ресурсы также занимают важное место в пищевом потреблении, на их основе изготовляют лекарственные препараты. Подземные артезианские воды, значительная часть которых минерализована, широко используются как в бальнеологических целях, так и для питьевого водоснабжения. Минеральные грязи, термальные водные источники являются прекрасным средством для лечения различных заболеваний.

В современном мировом хозяйстве применяется свыше 250 разновидностей полезных ископаемых. Строительные камни, руды черных и цветных металлов, камни-самоцветы, золото, серебро, нефть, уголь используются с древнейших времен. Ежегодно в хозяйственный оборот вовлекаются новые месторождения традиционных полезных ископаемых, а также их новые разновидности, полезные свойства которых можно использовать с помощью современных технических средств и технологий.

Анализ накопленной добычи полезных ископаемых за истекший период XX в. показывает общую тенденцию прогрессирующего роста объемов добычи [11]. Если в первой половине XX в. объемы мировой добычи полезных ископаемых удваивались через 50 лет, а затем через 400 лет, то начиная с 50-х гг. отмечается быстрое наращивание темпов и объемов добычи: срок усвоения сократился до 14—18лет. В 90-х годах XX в. в мировом хозяйстве добывается ежегодно около 50 млрд т полезных ископаемых. В России в этот период добывалось около 17% нефти, 25% газа, 15% каменного угля, 14% товарной железной руды от всего обьема добычи этих ископаемых. В 2000-х годах этот показатель возрос в 2—3 раза, т.е. из недр извлекается ежегодно 100—150 млрд т минеральных ресурсов. В последние 20 лет XX в. было извлечено из недр 34% суммарной за век добычи угля, около половины всей нефти, более половины естественного газа и более 60% урана.

«Зеленая революция», интенсификация сельскохозяйственного производства стимулирует быстрый рост добычи агрохимических руд. На рубеже века произошла  выемка из недр 69% калийных солей и 55% фосфатных .