ПРИРОДНАЯ СРЕДА КАК ОСНОВА ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ. УПРАВЛЕНИЕ ПРИРОДНЫМИ РЕСУРСАМИ

Цель: Изучить основные направления и задачи охраны природы и рационального природопользования.

План:

1. Характеристика природных ресурсов Земли: литосферы, гидросферы и атмосферы.

2. Основные законы природопользования.

3. Основные принципы охраны среды жизни

4. Закономерности системы «человек-природа»

5. Рациональное природопользование, малоотходные и безотходные технологии.

6. Использование альтернативных экологически чистых источников энергии как компоненты устойчивого развития экосистем и общества.

1. Характеристика природных ресурсов Земли: литосферы, гидросферы и атмосферы. Классификация природных ресурсов

Многочисленные аспекты кризиса окружающей среды включают в себя в качестве одного из ключевых проблему ограниченности некоторых ресурсов, под которыми понимаются компоненты окружающей человечество среды, используемые для удовлетворения материальных и культурных потребностей общества (ресурсы животного мира, земельные, лесные, водные, рекреационные, эстетические и др.).

Естественные (природные) ресурсы подразделяют на две группы — неисчерпаемые и исчерпаемые; последние, в свою очередь, делят на невозобновимые и возобновимые.

Неисчерпаемые (неистощимые) ресурсы — количественно неиссякаемая часть природных ресурсов (солнечная, гравитационная, геотермальная, ветровая энергия, а также энергия океанических волн, текущей воды). Иногда сюда относят атмосферу и гидросферу, хотя при значительном загрязнении их антропогенными токсикантами они могут переходить в категорию исчерпаемых (возобновляемых).

Исчерпаемые ресурсы - ресурсы, количество которых неуклонно уменьшается по мере их добычи, или изъятия из природной среды.

Возобновимые ресурсы - чистый воздух, вода, плодородная почва, растительность, животный мир.

Невозобновимые ресурсы - ископаемое топливо, металлическое минеральное сырье (железо, медь и др.), неметаллическое минеральное сырье (глина, песок, фосфаты и др.).

Рекреационные ресурсы - ресурсы, обеспечивающие отдых и восстановление здоровья и трудоспособности человека.

Эстетические ресурсы - сочетание природных факторов, положительно воздействующих на духовные богатства людей.

Энергетические ресурсы. Важнейшим фактором, ограничивающим развитие промышленной деятельности человека, является энергетический лимит. Рост мирового потребления энергии во времени имеет экспоненциальный характер (также как и рост численности населения Земли). Промежуток времени между освоением первых 10% и разработкой последних 10% запаса невозобновимого ресурса называют полезным периодом использования сырьевого источника. Проведенные расчеты показали, что, например, для газа полезный период продлится 20 - 25 лет, для нефти - 30 - 40 лет, для угля - до 100 лет. Таким образом, в основу своей энергетической стратегии человечество положило явно не тот вариант, который мог бы обеспечить достаточно продолжительное стабильное развитие человечества. В настоящее время альтернативным и, возможно, единственным выходом из сложившейся ситуации представляется разработка неисчерпаемых (и к тому же экологически чистых) источников энергии, потенциал которых весьма значителен. Энергетические потоки у земной поверхности характеризуются следующими значениями, ТВт: солнечная энергия - 180 000, диссипация ветровой энергии - 2000, диссипация энергии океанических волн - 1000, гравитационная энергия всех осадков - 100, геотермальная энергия - 30, энергия рек - 3, энергия приливов океана - 1.

Минеральные ресурсы. Все возрастающее потребление минерально-сырьевых ресурсов не оставляет места для оптимистических оценок. В период с 1900 по 1970 г. добыча полезных ископаемых увеличилась в 12,5 раза, а в 2000 г. добыча сырья по сравнению с 1970 г. увеличилась трехкратно. Сегодня мировых запасов полиметаллических руд, содержащих никель, кобальт, вольфрам, молибден, медь, свинец, олово, цинк, остается на 30 - 60 лет и менее. Запасов угля, железной, марганцевой и хромовой руд, фосфатного сырья должно хватить на 100 - 300 лет. Запасы нефти, угля и алюминия иссякнут предположительно к 2100 г., а в 2300 г. человечество станет полным банкротом в области добычи практически всех полезных ископаемых.

Выход из положения может быть только один - более рациональное использование минеральных ресурсов. Эту задачу можно решить следующими эффективными методами:

· создание новых высокоэффективных способов геологической разведки полезных ископаемых;

· разработка ресурсосберегающих методов добычи;

· сокращение потерь сырья на всех этапах освоения и использования запасов недр, особенно на стадиях обогащения и переработки;

· комплексное использование минерального сырья;

· создание безотходных производств, работающих по замкнутому циклу, что является экологически целесообразным;

· создание новых веществ, органический синтез минерального сырья.

Водные ресурсы. Пресная вода является достаточно большой редкостью - всего лишь 3% от количества воды в гидросфере. Говоря о воде, доступной человеку для использования, необходимо учитывать следующее:

1) суммарный объем вод суши составляет примерно 900 тыс. км³ - 0,07% общего объема воды в гидросфере;

2) 75% пресной воды находится в виде льда;

3) недопустимо забирать из наземных и подземных источников воды больше, чем ее поступает на сушу ежегодно в виде осадков. Может возникнуть опасность истощения региональных запасов воды, - в результате фактический объем воды, который можно использовать, не опасаясь вредных последствий, соответствует количеству атмосферных осадков, формирующих поверхностный и подземный стоки, т.е. всего лишь около 25 тыс. км³ в год.

Проблема пресной воды заключается также и в том, что ее распределение на планете весьма неравномерно.

Во всех промышленно развитых государствах в целях экономии расхода пресной воды ее постоянно очищают, пропускают через опреснители и другие устройства водоподготовки (в известной английской шутке говорится, что та вода, которую потребляет англичанин, прошла, как минимум, через семь человек).

Запасы продуктов питания. Проблема питания - одна из острейших в современном мире, хотя кризисные явления в этой области имеют достаточно продолжительную историю. Сегодня в развивающихся странах 20% жителей недоедают, 60% страдают из-за недостатка белка в пище.

В сельскохозяйственных целях в мире используются 6 млрд. га земель, площадь сельскохозяйственных угодий составляет примерно 4,7 млрд. га, из которых на пашни приходится 1,4 млрд. га. Таким образом, на 1 человека приходится 0,39 га сельхозугодий (по экспертным данным, население мира в 1993 г. составило 5,6 млрд. человек).

2. Основные законы природопользования

Природопользование - это теория и практика использования человеком природной среды и природных ресурсов; сфера общественно-производственной деятельности, направленной на удовлетворение потребностей человека в качестве и разнообразии окружающей среды, на улучшение использования естественных ресурсов биосферы.

Выделяют два типа природопользования:

Рациональное - это система деятельности, направленная на наиболее экономную эксплуатацию природных ресурсов, их эффективное воспроизводство с учетом перспективных интересов человечества.

Нерациональное - ведет к исчерпанию природных ресурсов, подрыву восстановительных сил биосферы, снижению оздоровительных и эстетических качеств среды, т.е. это система деятельности, не обеспечивающая сохранения природно-ресурсного потенциала планеты.

1. Закон ограниченности (исчерпаемости) природных ресурсов: все природные ресурсы (и естественные условия) Земли конечны. Эта конечность возникает либо в силу прямой исчерпаемости, либо в результате возмущения среды обитания, делающейся непригодной для сложившегося хозяйства и жизни человека.

Общепринятое деление природных ресурсов на исчерпаемые и неисчерпаемые является в известном смысле формальным, т.к. основано на сравнении емкости природных ресурсов с потреблением их человечеством и не учитывает действия правил 1 и 10 процентов, согласно которым порог выхода большинства экосистем из стационарного состояния не превышает 1 % от потока энергии («нормы» потребления), а порог саморазрушения составляет около 10% от этой «нормы». Более того, как показывают наблюдения, для глобальной энергетической системы выход из стационарного состояния происходит в рамках 0,1 - 0,2% от возмущений общепланетарных процессов, т.е. значительно раньше, чем наступают момент сбоя в действии принципа Ле Шателье - Брауна и заметные природные аномалии. Таким образом, при отнесении, например, солнечной энергии к неисчерпаемым ресурсам следует помнить, что энергетику тропосферы нельзя возмущать более, чем на тысячные доли энергопотока поглощения атмосферой и земной поверхностью.

2. Ограниченность природных ресурсов, включая в это понятие и естественные условия развития человечества в историческом процессе, воздействует на производительные силы общества, а через них - на социальные отношения. Взаимосвязанность этих процессов отражена в законе соответствия между развитием производительных сил и природно-ресурсным потенциалом общественного прогресса.

Производственные отношения «производственные силы « природно-ресурсный потенциал

Кризисные ситуации возникают при дисбалансе не только в правой, но и в левой половине этой динамической системы. В конечном счете эта динамика служит внешней причиной общественного развития, которое неоднократно подвергалось испытаниям экологическими кризисами.

3. Правило интегрального ресурса, конкурирующие в сфере использования конкретных природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяют совместно эксплуатируемый экологический компонент или всю экосистему в целом.

4. Закон падения природно-ресурсного потенциала в рамках одной общественно-экономической формации, способа производства и одного типа технологий природные ресурсы делаются все менее доступными и требуют увеличения затрат труда и энергии на их извлечение, транспортировку, а также воспроизводство.

5. В рамках закона падения природно-ресурсного потенциала действует закон снижения энергетической эффективности природопользования, с ходом исторического времени при получении из природных систем полезной продукции на ее единицу затрачивается все больше энергии, а энергетические расходы на жизнь одного человека все время возрастают. Совершенно очевидно, что рост энергетических затрат не может продолжаться бесконечно, следовательно, можно рассчитать вероятный момент неизбежного перехода на новые технологии промышленного и сельскохозяйственного производства, избежав тем самым теплового (термодинамического) кризиса и ослабив ход современного экологического кризиса.

6. Из рассмотренного ранее закона оптимальности, утверждающего, что с наибольшей эффективностью система функционирует лишь в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах, вытекает правило меры преобразования природных систем. Преобразование природных систем возможно лишь в рамках, ограниченных частными закономерностями и свойствами природных образований.

7. Закон оптимальности приводит также к правилу (неизбежных) цепных реакций «жесткого» управления природой: «жесткое», как правило, техническое управление природными процессами чревато цепными реакциями, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически неприемлемыми в длительном интервале времени.

Действительно, техногенные изменения вызывают действие закона внутреннего динамического равновесия и значительное увеличение энергозатрат согласно закону снижения энергетической эффективности природопользования.

«Жесткое» техногенное управление природой вызывает действие принципа естественности, или правила старого автомобиля, с течением времени эколого-социально-экономическая эффективность технического устройства, обеспечивающего «жесткое» управление природными системами и процессами, снижается, а экономические расходы на его поддержание возрастают.

8. Правило территориального экологического равновесия: максимальный эколого-социально-экономический эффект может быть получен при оптимальном сочетании площадей, преобразованных человеком, и естественных экосистем.

Закономерности системы «человек-природа»

Рациональное природопользование, малоотходные и безотходные технологии.

Использование альтернативных экологически чистых источников энергии как компоненты устойчивого развития экосистем и общества.

3. Основные принципы охраны среды жизни

Под охраной среды жизни понимают совокупность мероприятий, направленных на сохранение природы Земли в состоянии, соответствующем эволюционным потребностям современной биосферы и ее живого вещества, включая человека. Вне эволюционно соответствующих параметров естественного окружения существование живого невозможно.

Объективная взаимосвязь природы и человека находит свое отражение в ряде принципов охраны среды жизни, из которых необходимо особо отметить следующие.

1. Закон шагреневой кожи: глобальный исходный природно-ресурсный потенциал в ходе исторического развития непрерывно истощается, что требует от человечества научно-технического совершенствования, направленного на более широкое и глубокое использование этого потенциала.

2. Закон неустранимости отходов и/или побочных воздействий хозяйствования. В любом хозяйственном цикле образующиеся отходы и возникающие побочные эффекты неустранимы, они могут быть лишь переведены из одной физико-химической формы в другую или перемещены в пространстве.

3. Правило «экологичное - экономично»: экологичное всегда экономно, а потому в конечном счете экономично. Это один из основополагающих принципов охраны природы и среды жизни, т.к. сохранение ресурсов в конечном итоге выгодно в социальном и экономическом отношениях и к тому же оставляет время для кардинального решения демографических проблем.

4. Основываясь на фундаментальных законах природы, П. Р. Эрлих сформулировал пять принципов или «железных законов» охраны природы, которые Н.Ф.Реймерс дополнил шестым. Эти принципы должны лежать в основе повседневной деятельности каждого человека.

1. В охране природы возможны только успешная оборона или отступление. Наступление невозможно: вид или экосистема, однажды уничтоженные, не могут быть восстановлены.

2. Продолжающийся рост народонаселения и охрана природы принципиально противоречат друг другу.

3. Экономическая система, охваченная манией роста, и охрана природы также принципиально противостоят друг другу.

4. Не только для всех других организмов, но и для человечества смертельно опасно представление о том, что при выработке решений об использовании Земли надо принимать во внимание одни лишь ближайшие цели и немедленное благо Homo sapiens.

5. Аргументы об эстетической ценности различных форм жизни, о том интересе, который они представляют сами по себе, или призывы к сочувствию по отношению к нашим, быть может, единственным живым спутникам в космосе попадают в уши глухих. Охрана природы должна считаться вопросом благосостояния и в более далекой перспективе - выживания человека.

6. Не повторяющееся и неповторимое заслуживает особой охраны (принцип уникальности).

4. Закономерности системы «человек-природа»

Система взаимосвязей «человек - природа» в приложении к человеку характеризуется типом «потребитель - корм» или, рассматривая человечество в целом, «потребитель - ресурсы». Разрушая природу, человек выступает в качестве «разумно-неразумного паразита»: декларируемое желание сохранить среду обитания - разумно, вместе с тем, одновременное разрушение отдельных экосистем, увеличивающаяся скорость роста человеческой популяции свидетельствуют о неразумном, чисто потребительском отношении к этой среде.

1. На предысторической стадии развития люди жили в условиях энергетической недостаточности и, занимаясь собирательством, были вынуждены охранять огромную кормовую территорию, в пределах которой кочевали. Переход от собирательства к пастбищно-кочевому скотоводству и подсечно-огневому земледелию характеризуется снижением потребности в земле (в пересчете на прокормление одного человека) и удвоением энергозатрат. Сукцессионно зрелые экосистемы, служившие основой для собирательства, постепенно исчезают и сменяются производными ценозами, которые продуктивнее климаксовых.

Следующий этап исторического развития человечества, характеризуемый переходом к пастбищным олигокультурам и земледельческим монокультурам, привел к резкому снижению потребности в земле для прокормления одного человека, очередному удвоению энергозатрат и дальнейшему сукцессионному омоложению экосистем. Агросистемы постепенно теряют свойства стабильности и устойчивости, то же происходит с домашними животными и культурными растениями. Природная среда заменяется квазиприродными образованиями.

Современная эпоха явила собой переход на эксплуатацию предельно омоложенных экосистем и закономерно от естественного к искусственному плодородию почв. Экосистемные методы допинга с помощью сукцессионного омоложения исчерпали себя. В результате энергозатраты увеличились в среднем в 20 раз. Дальнейшее увеличение вложения антропогенной энергии в земледелие с надеждой на возрастание биологической продуктивности ведет лишь к разрушению природных структур, поэтому переход к закрытым системам земледелия, индустриализации сельского хозяйства становится неизбежным.

Таким образом, если в течение длительного времени человечество пользовалось результатами действия правила исторического роста продукции за счет сукцессионного омоложения экосистем, то теперь этот путь интенсификации исчерпан. Отсюда следует возможность и необходимость сокращения размеров эксплуатируемых территорий — по мнению некоторых экологов в 10 раз, т.е. доведение полностью искаженной биоты не более чем 1% от площади суши.

2. Историческое изменение связей между природой и человеком приводило одновременно к переменам в природе и в формах хозяйства, при этом формы хозяйства менялись вследствие тех затруднений, которые вызывались переменами в природе, а перемены в хозяйстве, в свою очередь, вызывали цепные реакции перемен в природе. Эта взаимозависимость получила название закона бумеранга, или закона обратной связи взаимодействия человек — биосфера П. Дансеро, или четвертого закона Б. Коммонера: «ничто не дается даром». Закон Дансеро касается главным образом локальных процессов, законы бумеранга и Коммонера - глобальных явлений. Согласно Б. Коммонеру, «... глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может являться объектом всеобщего улучшения: все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возвращено. Платежа по этому векселю нельзя избежать, он может быть только отсрочен».

3. Неизбежность платежей подчеркивается также законом незаменимости биосферы, который формулировали многие авторы, в т.ч. и В.И. Вернадский. Одна из формулировок достаточно лаконична: «Биосфера... представляет собой единственную систему, обеспечивающую устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях». В данном случае выражение «единственную систему» подразумевает под собой единственно возможную жизнеспособную биосистему.

4. Закон П. Дансеро о необратимости взаимодействия человек - биосфера: возобновимые природные ресурсы делаются невозобновимыми в случае глубокого изменения среды, значительной переэксплуатации, доходящей до поголовного уничтожения или крайнего истощения, а потому превышения возможностей их восстановления.

5. Закон убывающей отдачи А. Тюрго - Т.Мальтуса в современной трактовке гласит: повышение удельного вложения энергии в агросистему не дает адекватного пропорционального увеличения ее продуктивности.

6. Правило демографического насыщения: в глобальном или региональном масштабе количество народонаселения всегда соответствует максимальной возможности поддержания его жизнедеятельности природными биосистемами.

7. Правило ускорения исторического развития: чем стремительнее под воздействием антропогенных причин изменяется среда обитания человека и условия ведения им хозяйства, тем скорее по принципу обратной связи происходит перемена в социально-экологических свойствах человека, экономическом и техническом развитии общества (перемена может быть как положительной, так и отрицательной).

8. Правило социально-экологического равновесия: общество развивается до тех пор и постольку, поскольку сохраняет равновесие между своим давлением на среду и восстановлением этой среды (природно-естественным и искусственным). Сегодня стало очевидным, что эпоха «независимого» от природы, экстенсивно-экспансивного развития человечества окончилась.

9. Принцип культурного управления развитием общества В.Г. Горшкова: религиозно-моральные каноны, обычаи, юридические законы, экономика, культура всегда соответствуют историческому времени и направлены в конечном итоге на поддержание равновесия между развивающимся обществом и средой его развития.

Ясно, что в современных условиях социально-экономическое развитие человечества может быть успешным только в рамках экологических ограничений, которые потребуют существенной переоценки религиозных, нравственных, юридических, культурных ценностей.

Способы охраны природы

Особо охраняемые природные территории (ООПТ) - участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, которые имеют особое природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, которые изъяты решениями органов государственной власти полностью или частично из хозяйственною использования и для которых установлен режим особой охраны. Особо охраняемые природные территории относятся к объектам общенационального достояния.

Различают следующие основные категории указанных территорий:

а) государственные природные заповедники, в том числе биосферные;

б) национальные парки;

в) природные парки;

г) государственные природные заказники;

д) памятники природы;

е) дендрологические парки и ботанические сады.

Особо охраняемые природные территории Казахстана

К настоящему моменту в Казахстане имеется 120 ООПТ республиканского значения различного типа, в том числе и так называемые "городские", представленные 5 ботаническими садами и 3 зоопарками. Реальная охрана дикой природы ведется на территориях, имеющих статус юридических лиц: в 10 заповедниках, 8 государственных национальных парках и 2 природных резерватах. Законодательство Казахстана в области ООПТ представлено большим числом документов, однако основным является Закон "Об особо охраняемых природных территориях". Наиболее характерной формой ООПТ для РК являются государственные природные заповедники (ГПЗ). Стержневая идея их создания - сохранение в первозданном виде экосистем и видов, их населяющих.

Первый заповедник в Казахстане ("Аксу-Джабаглы") был создан в 1926 г. В настоящее время их 10: Аксу-Джабаглинский, Алакольский, Алма-атинский, Барсакельмесский, Западно-Алтайский, Кургальджинский, Маркакольский, Наурзумский и Устюртский, Каратауский (2004 г.). В ближайшее время планируется создать Ерейментауский запаведник на базе одноименного государственного национального парка.

Заповедники выполняют свои функции и остаются достаточно надежными убежищами для многих редких и исчезающих видов растений и животных.

Общая площадь республиканских ООПТ в Казахстане - 13 527,1 тыс. га, ООПТ областного значения занимают 203.9 тыс. га (чуть более 5% от территории страны, должно быть 6 - 12%).

Для Казахстана наиболее актуально создание системы ООПТ в степной, пустынной и горной зонах, так как эти территории наименее устойчивы к антропогенезу. Но самая острая проблема - охрана Каспия, особенно актуально заповедание Тюленьих островов для сохранения всего комплекса биоты Каспия и в связи с угрозой со стороны корпораций, ведущих добычу углеводородов.

5. Рациональное природопользование, малоотходные

и безотходные технологии

По мере развития современного производства с его масштабностью и темпами роста все большую актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало- и безотходных технологий. Скорейшее их решение в ряде стран рассматривается как стратегическое направление рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

Безотходная технология представляет собой такой метод производства продукции, при котором все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле: сырьевые ресурсы — производство — потребление — вторичные ресурсы, и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования». Эта формулировка не должна восприниматься абсолютно, т. е. не надо думать, что производство возможно без отходов. Представить себе абсолютно безотходное производство просто невозможно, такого и в природе нет. Однако отходы не должны нарушать нормальное функционирование природных систем. Другими словами, мы должны выработать критерии ненарушенного состояния природы. Создание безотходных производств относится к весьма сложному и длительному процессу, промежуточным этапом которого является малоотходное производство.

Под малоотходным производством следует понимать такое производство, результаты которого при воздействии их на окружающую среду не превышают уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами, т. е. ПДК. При этом по техническим, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное хранение или захоронение.

В соответствии с действующим в РК законодательством предприятия, нарушающие санитарные и экологические нормы, не имеют права на существование и должны быть реконструированы или закрыты, т. е. все современные предприятия должны быть малоотходными и безотходными.

Безотходная технология — это идеальная модель производства, которая в большинстве случаев в настоящее время реализуется не в полной мере, а лишь частично (отсюда становится ясным и термин «малоотходная технология»). Однако уже сейчас имеются примеры полностью безотходных производств.

При создании безотходных производств приходится решать ряд сложнейших организационных, технических, технологических, экономических, психологических и других задач. Для разработки и внедрения безотходных производств можно выделить ряд взаимосвязанных принципов.

Основным является принцип системности. В соответствии с ним каждый отдельный процесс или производство рассматривается как элемент динамичной системы — всего промышленного производства в регионе (ТПК) и на более высоком уровне как элемент эколого-экономической системы в целом, включающей кроме материального производства и другой хозяйственно-экономической деятельности человека, природную среду (популяции живых организмов, атмосферу, гидросферу, литосферу, биогеоценозы, ландшафты), а также человека и среду его обитания. Таким образом, принцип системности, лежащий в основе создания безотходных производств, должен учитывать существующую и усиливающуюся взаимосвязь и взаимозависимость производственных, социальных и природных процессов.

Другим важнейшим принципом создания безотходного производства является комплексность использования ресурсов. Этот принцип требует максимального использования всех компонентов сырья и потенциала энергоресурсов. Как известно, практически все сырье является комплексным, и в среднем более трети его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной его переработке. Так, уже в настоящее время почти все серебро, висмут, платина и платиноиды, а также более 20% золота получают попутно при переработке комплексных руд.

Принцип комплексного экономного использования сырья в РК возведен в ранг государственной задачи и четко сформулирован в ряде постановлений правительства. Конкретные формы его реализации в первую очередь будут зависеть от уровня организации безотходного производства на стадии процесса, отдельного производства, производственного комплекса и эколого-экономической системы. Одним из общих принципов создания безотходного производства является цикличность материальных потоков. К простейшим примерам цикличных материальных потоков можно отнести замкнутые водо- и газооборотные циклы. В конечном итоге последовательное применение этого принципа должно привести к формированию сначала в отдельных регионах, а впоследствии и во всей техносфере сознательно организованного и регулируемого техногенного круговорота вещества и связанных с ним превращений энергии. В качестве эффективных путей формирования цикличных материальных потоков и рационального использования энергии можно указать на комбинирование и кооперацию производств, создание ТПК, а также разработку и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования.

К не менее важным принципам создания безотходного производства необходимо отнести требование ограничения воздействия производства на окружающую природную и социальную среду с учетом планомерного и целенаправленного роста его объемов и экологического совершенства. Этот принцип в первую очередь связан с сохранением таких природных и социальных ресурсов, как атмосферный воздух, вода, поверхность земли, рекреационные ресурсы, здоровье населения. Следует подчеркнуть, что реализация этого принципа осуществима лишь в сочетании с эффективным мониторингом, развитым экологическим нормированием и многозвенным управлением природопользованием.

Общим принципом создания безотходного производства является также рациональность его организации. Определяющими здесь являются требование разумного использования всех компонентов сырья, максимального уменьшения энерго-, материало- и трудоемкости производства и поиск новых экологически обоснованных сырьевых и энергетических технологий, с чем во многом связано снижение отрицательного воздействия на окружающую среду и нанесение ей ущерба, включая смежные отрасли народного хозяйства. Конечной целью в данном случае следует считать оптимизацию производства одновременно по энерготехнологическим, экономическим и экологическим параметрам. Основным путем достижения этой цели являются разработка новых и усовершенствование существующих технологических процессов и производств. Одним из примеров такого подхода к организации безотходного производства является утилизация пиритных огарков - отхода производства серной кислоты. В настоящее время пиритные огарки полностью идут на производство цемента. Однако ценнейшие компоненты пиритных огарков - медь, серебро, золото, не говоря уже о железе, не используются. В то же время уже предложена экономически выгодная технология переработки пиритных огарков (например, хлоридная) с получением меди, благородных металлов и последующим использованием железа.

Во всей совокупности работ, связанных с охраной окружающей среды и рациональным освоением природных ресурсов, необходимо выделить главные направления создания мало- и безотходных производств. К ним относятся комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов; усовершенствование существующих и разработки принципиально новых технологических процессов и производств и соответствующего оборудования; внедрение водо- и газооборотных циклов (на базе эффективных газо- и водоочистных методов); кооперация производства с использованием отходов одних производств в качестве сырья для других и создания безотходных ТПК.

Развитие энергетики пока в основном базируется на невозобновляемых источниках энергии – углеродсодержащем или урановом топливе. Экологические недостатки этих источников энергии приводят к разработке и все более широкому использованию нетрадиционных (альтернативных) возобновляемых источников энергии. С этой точки зрения перспективной является энергетика, основанная на использовании солнечной энергии, энергии ветра, малых рек, приливов и волн, течений, геотермальной энергии, энергии биомассы и т.п. Перечень нетрадиционных возобновляемых источников энергии с развитием науки и технологий непрерывно возрастает. Уже в 1991 г. энергия от возобновляемых источников в процентах к общему объему производства энергии составляла в Норвегии - 99%, Австрии - 70, Швейцарии - 62, Португалии - 55, Швеции - 41, Испании - 25.

В настоящее время исследования по использованию солнечной энергии ведутся на всех континентах. В США к 2020 г. предполагают удовлетворить от 10 до 30% своих энергетических потребностей страны за счет солнечных установок, в Японии в 2010 г. - 3%. Национальные программы развития солнечной энергетики приняты в 68 странах.

Поток солнечной энергии, достигающий земной поверхности, в 9 тыс. раз больше суммарной энергии, производимой в мире в настоящее время с помощью органических видов топлива и урана. Солнечная энергия обладает рядом преимуществ. Она имеется повсюду, практически неисчерпаема и доступна в одной и той же форме на бесконечно долгий период времени. Чтобы обеспечить свои энергетические потребности в 2100 г., человечеству достаточно использовать меньше 0,1 % падающей на Землю солнечной энергии или сороковую часть солнечной энергии, падающей на пустыни. Однако солнечная энергия обладает низкой плотностью потока (800 - 1000 Вт/м²), ее интенсивность меняется в течение суток, зависит от сезона и т.д. Как падающая, так и рассеянная солнечная радиация относится к прямым видам солнечной энергии Косвенными видами солнечной энергии являются энергия ветра, волн, приливов, тепловые градиенты океана, гидроэнергия и энргия, полученная благодаря фотосинтезу.

Условно можно выделить четыре направления использования солнечной энергии: теплотехническое, фотоэлектрическое, биологическое и химическое. Теплотехническое направление (солнечное теплоснабжение) основано на нагревании теплоносителей, например воды, обычными или сконцентрированными солнечными лучами в специальных устройствах-коллекторах. Этот способ уже стал находить практическое применение в США, Японии, в южных районах РФ для опреснения и получения горячей воды, обогрева зданий зимой и охлаждения их летом, для сушки различных продуктов и материалов, питания термопреобразователей и т.п. Уже при сегодняшней эффективности солнечныe коллекторы могут оказаться экономически целесообразными вплоть до районов, лежащих на 56-й широте (примерно на широте Москвы). Большое внимание во многих странах уделяется фотоэлектрическому способу использования электрической энергии. К существенному прогрессу здесь привели открытия, сделанные в последние 10 - 20 лет в физике и химии полупроводников. На их основе были созданы фотоэлектрические преобразователи - солнечные батареи, которые ныне широко используются на космических кораблях. КПД батарей составляет 12 -15%, а на лабораторных образцах достигнуты и значительно лучшие результаты (28 - 29 %).

Одним из наиболее перспективных в будущем представляется процесс разложения воды на водород и кислород под действием солнечной радиации. Дело в том, что запасы воды на Земле практически неограниченны, а водород - это ценный химический продукт, который можно использовать в виде экологически чистого топлива, не дающего вредных отходов. Водород является лучшим топливом из всех известных видов: по теплотворности на единицу массы он в 2,6 раза превосходит природный газ и в 3,3 раза нефть или бензин. Кроме того, по мнению ряда ученых, он может передаваться по трубам на большие расстояния с затратами, близкими к стоимости передачи электрической энергии. Заметим, что вследствие непостоянства потока солнечной энергии, падающей на Землю в течение дня или в разные времена года, приходится использовать аккумуляторы энергии. Таким хорошим аккумулятором может быть сам водород, получаемый при разложении воды.

Все большее внимание привлекает использование энергии ветра, поскольку в масштабах планеты энергия ветра в 1000 раз превышает гидроэнергию. В Дании в 1997 г. вращались лопасти 4000 электростанций, использующих энергию ветра. Они обеспечивают 3,7% общего объема потребления электроэнергии. Однако к 2050 г. производство электроэнергии на основе энергии ветра, солнца и биогаза должно увеличиться до 50% общего производства. В итоге планируется вдвое уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу. Разработаны ветроустановки мощностью 500 -600 кВт. Стоимость производства ветроэнергии сейчас составляет 20 центов за 1 кВт • ч, ее планируется уменьшить до 4,3 - 4,4 цента/кВт-ч, что меньше стоимости производства электроэнергии на АЭС и ТЭС (7 центов за 1 кВт • ч).

Дания является ведущей страной по применению энергии ветра. Национальные программы освоения энергии ветра развернуты также и Нидерландах, Канаде, ФРГ, Франции, Швеции, КНР и других странах.

Геотермальная энергетика на базе термальных (горячих подземных) вод развивается достаточно интенсивно в США, на Филиппинах, в Мексике, Италии, Японии, где построены геотермальные тепловые электростанции. В России большие ресурсы геотермальной энергии имеются на Камчатке, Сахалине и Курильских островах, меньшие - на Кавказе. Геотермальная энергия может применяться в сельском (обогрев теплиц) и коммунальном (горячее водоснабжение) хозяйствах. К геотермальному водоснабжению подключены некоторые населенные пункты Дагестана, Ингушетии, Краснодарского и Ставропольского краев, Камчатки.

Океаны содержат огромный потенциал в виде тепловой энергии температурного градиента по глубине толщи воды (радиации, температур верхнего и нижнего слоев воды), а также энергию океанических течений, морских волн и приливов. В мире наиболее развиты работы по приливным электростанциям (ПЭС). В 1966 г. во Франции построена ПЭС «Ранс», вырабатывающая 500 млн кВт • ч электроэнергии в год, в 1968 г. в России - Кислогубская ПЭС на Кольском полуострове, в 1984 г. - ПЭС в Канаде мощностью 20 MB.

Перспективно производство энергии биомассы, получаемой в результате переработки органических отходов. Разработаны технологии производства биогаза и этанола, которые можно использовать как топливо и компост (органические удобрения) из органических отходов животноводческих комплексов, свинокомплексов, птицефабрик, городских сточных вод, бытовых отходов, отходов деревообрабатывающей промышленности.

Ұқсас жұмыстар

Сигнализация және байланыс дистанциясы қызметінің мақсаттары мен міндеттері

СЫРДАРИЯ ӨЗЕНІ АҢҒАРЫНЫҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ЖАҒДАЙЫН ЗЕРТТЕУ

Арал ауданының жер ресурстарын басқару жүйесін жетілдіру

Ұйымның қаржылық тұрақтылығы: бағалау және басқару

Агроландшафттық жүйесінің экологиялық жағдайын бағалау

Персоналды басқарудың сызықтық ұйымдастырушылық құрылымы

Логистикалық ресурстарды басқару жүйелерін жіктеу

Қазақ мемлекеттік қыздар педагогика институттының Хабаршасына жарияланған мақалалар

Қазақстан Республикасының ұлттық қауіпсіздік контекстіндегі әлеуметтік саясат мәселелері

Қазақстан Республикасының экономикалық қауіпсіздігі ұлттық қуатты нығайтудың негізгі факторы ретінде