Основы экологии

Геологические и социально-экономические аспекты проблемы минеральных ресурсов.

В 1970-е гг., после резкого роста цен на нефть вслед за арабо-израильской войной 1973 г., активно обсуждалась тема близкого исчерпания невозобновимых ресурсов. Во многих работах этого периода утверждалось, что запасы нефти, природного газа, руд основных металлов будут исчерпаны в течение ближайших 30 -- 50 лет. Группой развивающихся стран была выдвинута идея «нового мирового экономического порядка», сводившейся в сущности к попытке шантажа западного мира со стороны поставщиков натурального сырья. Вопрос минерально-сырьевого обеспечения рассматривался, тогда как ключевой для судеб цивилизации.

Запасы полезных ископаемых по экономическому значению разделяются на две группы:

балансовые -- запасы, использование которых в настоящее время экономически целесообразно и которые должны удовлетворять кондициям для подсчета запасов в недрах;

забалансовапные -- запасы, использование которых экономически нецелесообразно вследствие малого количества, малой мощности залежей, низкого содержания полезного компонента и других причин.

Балансовые запасы в зависимости от степени изученности подразделяются на ряд категорий.

Категория А -- запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей полное выяснение условий залегания, формы и строения тела полезного ископаемого;

Категория В -- запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей выяснение основных особенностей условий залегания, формы и характера строения тела полезного ископаемого;

Категория С₁ -- запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей выяснение в общих чертах условий залегания, формы и строения тела полезного ископаемого, его природных типов, промышленных сортов, качества, технологических свойств,

Категория С₂ -- запасы, предварительно оцененные; условия залегания, форма и распространение тела полезного ископаемого определены на основании геологических и геофизических данных, подтвержденных вскрытием полезного ископаемого в отдельных точках, либо по аналогии с изученными участками.

При слабой изученности, когда конкретные месторождения не выявлены и подсчет запасов тех или иных категорий невозможен, но существуют геологические предпосылки для выявления месторождений, могут определяться прогнозные ресурсы категорий Р3,Р₂, Р_г Ресурсы категории Р₃ оцениваются для районов полезных ископаемых, категории Р₂ -- для полей качестве полезного ископаемого, ограниченной зоны экстраполяции, категории P_t - для перспективных участков (потенциальных месторождений).

Полезное ископаемое, содержащееся в недрах, никогда не извлекается полностью. Неполнота извлечения происходит, главным образом, от:

сохранения целиков во избежание обрушения кровли выработки при шахтном способе добычи;

необходимости поддержания в заданных пределах угла откоса борта карьера - при открытом способе добычи;

невозможности полного извлечения жидкого или газообразного полезного ископаемого из массива горных пород при скважинном способе добычи.

Поэтому важной характеристикой запасов полезных ископаемых является коэффициент извлечения -- отношение извлекаемых при данной технологии запасов к общим геологическим. Например, для нефтяных месторождений коэффициент извлечения лишь в редких случаях приближается к 50 %, а при неблагоприятных условиях может не превышать 10 %. Российская Федерация в целом пока значительно отстает от промышленно развитых стран по коэффициенту извлечения полезных ископаемых из недр.

Обзор обеспеченности основными видами минеральных ресурсов

Топливно-энергетическое сырье включает: нефть, каменные и бурые угли, горючий газ, уран, битуминозные сланцы.

Нефть. Мировые начальные разведанные извлекаемые запасы нефти оцениваются в 245,8 млрд. т. Их оставшаяся часть (за вычетом накопленной добычи) составляет 141 млрд. т., что соответствует обеспеченности текущей добычи на 40 -- 45 лет.

К середине 70-х гг. в мире сформировалось 5 главных регионов размещения нефтегазовой промышленности: СССР, Ближний и Средний Восток, Северная Америка и Венесуэла, Северная и Западная Африка, Северное море. Самыми большими начальными извлекаемыми запасами нефти располагает Ближний Восток. Для него характерно не только наличие огромных запасов нефти, но и концентрация их преимущественно на крупных и уникальных месторождениях с очень высокими дебитами скважин. Например, в Саудовской Аравии запасы составляют более 44 млрд. т; при годовой добыче порядка 400 млн. т их хватит более чем на 100 лет. В Саудовской Аравии находится крупнейшее месторождение Гавар с начальными запасами нефти около 12 млрд. т, крупнейшее морское нефтяное месторождение Сафания (около 5 млрд. т) и др. Начальные запасы нефти месторождения Бурган в Кувейте оцениваются в 8,5--10 млрд. т.

В недрах России заключена примерно седьмая часть мировых разведанных запасов нефти. К концу 1997 г. разведанные извлекаемые запасы нефти в России по оценкам составляли около 27,5 млрд. т. Большинство находящихся в эксплуатации российских нефтяных месторождений выработаны примерно на 50 %, а Самотлорское и Ромашкинское соответственно на 65 и 85 %. Это обостряет проблему обеспеченности добычи нефти разведанными запасами.

Эффективность разработки месторождений нефти снижают потери в недрах, так как не все запасы могут быть извлечены по технологическим причинам, таким как падение дебитов скважин (по мере снижения пластового давления), обводненность (в том числе вследствие заводнения для поддержания пластового давления), износ оборудования и общая выработанность месторождений и т. д. Для повышения добычи применяются различные методы воздействия на нефтяные пласты. Так, в 1994 г. с помощью тепловых, химических, газовых и других методов увеличения коэффициента нефтеотдачи в мире было получено дополнительно 93,4 млн. т нефти.

Прогнозные запасы нефти в мире оцениваются в 354 млрд. т. Кроме того, примерно в 800 млрд. т оцениваются запасы нефти в нефтеносных песках, сланцах и битумах.

Перспективные и прогнозные запасы нефти в России оцениваются в настоящее время (2003 г.) в 62,7 млрд.т. Основные объемы прогнозных ресурсов нефти в России находятся в Восточной Сибири, на Арктическом и Дальневосточном шельфе. Для освоения этих ресурсов потребуются огромные материальные затраты.

Горючий газ. Достоверные запасы природного газа составляют 145 трлн. м³.

При современном уровне потребления их хватит более чем на 60 лет. В 1994 г. главными газодобывающими странами мира являлись: Россия, США, Нидерланды, Великобритания, Индонезия, Алжир, Саудовская Аравия, Иран, Норвегия, Италия, Германия. Прогнозные мировые ресурсы природного газа оцениваются в 400 -- 650 трлн. м³; кроме того, в качестве потенциальных ресурсов могут рассматриваться залежи газа, приуроченные к плотным низкопроницаемым коллекторам, в 600 -- 3300 трлн. м³, ресурсы растворенных газов в пластовых водах -- в 3400 трлн. м³ и ресурсы газа в зонах гидратообра-зования -- 120000 -- 220000 трлн. м³. Для освоения потенциальных ресурсов газа потребуются отсутствующие в настоящее время технологии.

Согласно оценке, суммарные начальные разведанные запасы природного газа в России составляли на начало 1996 г. 235,6 трлн. м³ и приходится на Западную Сибирь, на Восточную Сибирь и Дальний Восток, на Урало-Поволжье, Север Европейской части России и Северный Кавказ и на континентальный шельф окраинных и внутренних морей страны. 100%.

Прогнозные ресурсы природного газа в целом по России оцениваются в 166,8 трлн. м³. Они сосредоточены, главным образом, в Западной Сибири.

Уголь. Единой системы учетов запасов угля и его классификации не существует. При сохранении объема ежегодной добычи (около 3 млрд. т каменного и 1 млрд. т бурого угля) извлекаемых запасов может хватить на 218 лет. Угленосные бассейны размещены неравномерно по территории земного шара; их основная часть приурочена к территории бывшего СССР, США, Китая и ЮАР. На их долю приходится более 80 % общих и свыше 90 % извлекаемых ресурсов каменных углей, значительными запасами обладают также Польша, Германия, Австралия, Великобритания и ряд других стран.

Уран. Наибольшая доля подтвержденных запасов приходится на Австралию, Казахстан, Канаду, Узбекистан ,ЮАР, США. Активные запасы урана в России не достигают и 100 тыс. т. Несмотря на колоссальные вложения в советское время и вопреки распространенному мнению, состояние рудной базы атомной энергетики в России оставляет желать много лучшего. Доказана принадлежность ранее выявленного месторождения Карку в Карелии к наиболее продуктивному и богатому типу месторождений и, следовательно, установлены реальные предпосылки выявления новых богатых рудных тел. Прогнозно-поисковые работы на урановые месторождения с богатыми рудами позволили конкретизировать и детализировать направления дальнейших работ в Восточно-Саянском и Северо-Забайкальском районах. Рассматриваются вопросы, связанные с возможностью использования нетрадиционного сырья для ядерной энергетики -- тория, ресурсы которого в России значительны.

Металлические руды

Железные руды. Крупнейшие, разрабатываемые в настоящее время месторождения железных руд располагаются: на полуострове Лабрадор (Канада), вблизи озера Верхнего (США и Канада), в штате Минас-Жерайс (Бразилия), в Западной Австралии, районе КМА (Россия) и Кривого Рога (Украина), в штатах Бихар и Орисса в Индии, на севере Швеции и др. [121]. Россия располагает огромными запасами железных руд, учтенными в 192 месторождениях. К активным отнесены 73 % запасов категорий А+В+С,, практически полностью сконцентрированных в освоенных промышленностью районах. Крупные запасы железных руд, разведанные в труднодоступных районах южной части Республики Саха (Якутия), оказались нерентабельными. К неактивным отнесены также запасы железных руд Нижнего Приангарья и ряда удаленных месторождений в Красноярском крае.

Марганцевые руды широко используются для производства стали. Наиболее крупными ресурсами располагают ЮАР, Украина, Габон, Австралия, Бразилия. Огромные запасы марганцевых руд сконцентрированы в железомарганцевых конкрециях дна Мирового океана. Рассматриваются как сырье будущего. В России марганец относится к остродефицитным стратегическим видам минерального сырья. Надежная сырьевая база марганцевых руд, обеспечивающая внутренние потребности страны, в России отсутствует. Имеется ряд небольших месторождений с рудой невысокого качества в Иркутской и Читинской областях, Республике Коми. Есть перспективы освоения мелких месторождений марганцевых руд в Свердловской, Оренбургской, Кемеровской областях, Красноярском крае, Республике Башкортостан и др., что позволит снизить дефицит руды. Наихудшая обеспеченность запасами отмечается по вольфрамовым и оловянным рудам. По вольфраму прогнозировалось даже исчерпание к 2000 г., но этого не произошло.

Бокситы. Общие запасы бокситов (сырье для производства алюминия) составляют 232 млрд. т, а извлекаемые при современных технико-экономических условиях -- 22 млрд. т. Наиболее крупные и качественные залежи сосредоточены в тропиках: в Гвинее, Австралии, Камеруне, Бразилии, Индии, Ямайке. Кратность запасов к добыче всего 22, но с учетом перспективных ресурсов на порядок больше. Поскольку алюминий является самым распространенным в природе металлом (кларк 8,05 %), по мере понижения кондиций по содержанию полезного компонента в руде возможно многократное увеличение ресурсов. Минерально-сырьевая база (МСБ) алюминиевой промышленности России по качеству сырья значительно уступает основным зарубежным странам-производителям. Большая часть отечественных месторождений бокситов характеризуется низкосортным сырьем. Наиболее качественные бокситы добываются на Северном Урале (77 % общей добычи бокситов в стране). Однако месторождения Северного Урала характеризуются весьма сложными гидрогеологическими условиями. В ближайшие годы предполагается освоение месторождений бокситов в Республике Коми. Россия обладает огромными ресурсами нефелина в виде отходов обогащения апатит-нефелиновых руд в Мурманской области и в разведанных запасах собственно нефелиновых месторождений Сибири. Однако возможности создания дополнительного глиноземного производства на базе нефелиновых руд ограничены, в том числе и в связи с высокими энергозатратами, которые в 2,0 -- 3,5 раза больше, чем при производстве глинозема из бокситов.

Медь имеет широкое применение, но ее руды отличаются низкой концентрацией: жилы с содержанием меди 2-3 % считаются богатыми; разрабатываются руды даже при содержании металла до 0,5 %. Основная часть запасов принадлежит США, Чили, Казахстану, Австралии, Замбии, Перу. В России минерально-сырьевая база медной промышленности вполне конкурентоспособна и по своему качеству не уступает МСБ зарубежных стран. Основу ее составляют эксплуатируемые уникальные медно-никелевые месторождения Норильского горнорудного района, многочисленные крупные и средние месторождения Урала и резервное Удоканское месторождение в Забайкалье.

Титан. Мировые запасы титана составляют 1,6 млрд. т при годовом потреблении 5 млн. т. По разведанным запасам титана Россия занимает первое место в мире. Но в сопоставлении с зарубежными отечественная минерально-сырьевая база титана является лишь средней по качеству. Основные запасы титана заключены в Ярегском месторождении в Республике Коми и Медведевском в Челябинской области.

Потребность промышленности в титановом сырье сейчас практически целиком покрывается за счет импорта из Украины.

Олово. По разведанным запасам олова Россия занимает первое место в мире, однако размещение основных месторождений в отдаленных и слабо освоенных районах Дальнего Востока и Восточной Сибири обусловило ее отставание в производстве и потреблении металла. В России разведано 215 коренных и россыпных месторождений олова. Более 2/5 запасов сосредоточено в месторождениях в Республике Саха (Якутия), Чукотском АО и Хабаровском крае. Основными действующими предприятиями остаются Депутатский ГОК (Республика Саха-Якутия), Дальневосточная горная компания, Хрустальненский ГОК (Приморский край) и комбинат «Хинганолово» (Еврейская АО).

Вольфрам. Мировые запасы превышают 20 млн. т, из них более 1/3 приходится на Китай. При этом в последние годы вольфрам в промышленном производстве все более вытесняется молибденом, что привело к двукратному падению его добычи. По разведанным запасам вольфрама Россия занимает третье-четвертое место в мире, значительно уступая основным странам-продуцентам в качестве вольфрамовых руд.

Молибден. Мировые запасы оцениваются в 25 млн. т, из них 1/3 находится в США. Значительная часть молибдена извлекается попутно, при переработке медных руд. Ресурсы молибдена в России достаточны для обеспечения внутренних потребностей, однако по качеству руд минерально-сырьевая база молибдена России существенно уступает зарубежным.

Особенности минерально-сырьевой базы России связаны с историческими условиями, в которых она формировалась: ориентацией не столько на экономические, сколько на военно-стратегические потребности, и широким использованием подневольного труда заключенных. Во многих случаях сырьевая независимость достигалась за счет включения в разработку месторождений с относительно низким содержанием полезного компонента в руде, со сложными условиями разработки, а также расположенных в отдаленных и труднодоступных районах. Поэтому значительная часть горнодобывающих предприятий в рыночных условиях оказалась нерентабельной. Следствием этого стали многочисленные, острейшие социальные проблемы северных городов и поселков, обвальный отток населения с Севера.

Минерально-сырьевая база России, имея крупный потенциал, в настоящий период оказалась во многом в критическом состоянии. Истощение сырьевых баз многих действующих предприятий, выбытие добывающих мощностей до 2000 г. и особенно в 2005 -- 2010 гг., низкие темпы ввода в эксплуатацию новых месторождений, отставание с развитием новых горнодобывающих мощностей взамен выбывающих и ряд других факторов на фоне обвального сокращения объемов геологоразведочных работ в 90-х гг. -- все это в ближайшей перспективе может привести к существенному сбою в работе минерально-сырьевого комплекса -- основы устойчивого экономического развития страны.

Проблемы глобального потепления

Внимание к проблеме было привлечено в связи с наблюдавшимся в конце XX в. стремительным ростом как глобальных температур, так и содержания в а/сфере углекис. газа и других так называемых «парниковых» газов. В целом, в наст. время преобладают более осторожные оценки, что отражает происходящее и ожидаемое в будущем замедление темпов роста глобальных выбросов, а также возможную активизацию процесса связывания углекис. газа в связи с ростом биопродуктивности. Современ. прогнозы изменений климата разрабатываются как многовариантные, применительно к разным сценариям динамики выбросов парник. газов; соот-но рез-ты представляются в широком диапазоне значений. Так, в прогнозе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) для среднего (промежуточного) сценария эмиссии парник. газов основ. харак-ки таковы:

- повышение глобальной средней температуры к середине XXI в. (2041 - 2060 гг.) в сравнении с базовым периодом 1981 - 2000 гг. на 1,3°;

- повышение глоб. сред. темп-ры к концу XXI в. (2080-2099 гг.) в сравнении с базов. периодом 1981-2000гг. на 2,1°.

При этом для тер-рии России, в особ-ти для Сибири и Дальнего Востока, масштабы ожидаемого потепления значительно больше; в т. ч. для побережья Север. Ледов. океана это 4° к середине и 7 -- 8° к концу XXI в. Значительное потепление климата Сибири и Дал. Востока повлечет за собой масштабную деградацию многолетней мерзлоты и создаст угрозу для устойчивости многих искусственных сооружений на ней.

Современные конц-ции С0₂ и СН₄ уже на 15 -- 20% превышают пики, отмечавшиеся в термические оптимумы голоцена и трех предшествующих межледниковий, когда средние температуры Земли на 1 -- 1,5° превышали современные. Тем не менее реальное потепление климата к концу XX в. составило 0,6°, т. е. не более 1/3 -- 1/4 от предсказанных теорией парник. потепления величин, что оправдывает гипотезы о глобальном потеплении вследствие парник. эффекта. Совпадение пиков концентрации углекис. газа и температур еще не означает, что первое явл-ся причиной второго, возможен и обратный вариант. Среди российских ученых, в последние годы все более распространяется скептический взгляд на традиционную трактовку проблемы глобального потепления. Рост содержания диоксида углерода и других «парниковых» газов в теплые эпохи рассматривается многими российскими учеными как следствие, а не причина потепления.

О.Г. Сорохтин считает весьма важным то обстоятельство, что тепловое излучение -- далеко не единственный процесс переноса тепла и отдачи его в космос. По крайней мере, не меньшую роль может играть перенос тепла воздушными потоками. Кроме того, при повышении температур увеличивается испаряемость и возрастает облачность, увеличивающая альбедо Земли, т. е. вступает в действие механизм обратной связи. В кач-ве альтернативных причин глобального потепления называются изменения содержания водяных паров в а/сфере и облачности, перестройки морских течений, а также изменение альбедо планеты в связи с разрушением естественных экосистем при хоз-ном освоении тер-рий. Не оценены пока и масштабы выделения метана из таежных и тундровых болот при деградации многолет. мерзлоты.

Н.А. Ясаманов обращает внимание на важную буферную роль Миров. океана. Чем выше температура и чем больше углекислоты в а/сфере, тем больше ее растворяется в водах Миров. океана.

На глобальные температуры, по мнению Н.А. Ясаманова, сильное влияние оказывает соотношение между наземным и подводным, эффузивным и эксплозивным вулканизмом. При наземных извержениях, особенно эксплозивных, выбросы углекис. газа и метана сопровождаются выделением а/сферного аэрозоля, снижающего прозрачность а/сферы.

Таким образом, среди ведущих климатологов России (как и США) ныне преобладает взгляд на глобал. потепление как на процесс преимущественно природный, в то время как деят-ть чел-ка, возможно, способна его лишь незначительно замедлить или ускорить.

Соц.-экон. и политические аспекты проблемы глоб. потепления

Вопрос о парник. эффекте и глоб. потеплении был одним из центральных на Всемирном форуме по проблемам ОС в Рио-де-Жанейро в 1992 г., где был принят документ «Рамочная конвенция по изменению климата» (РКИК). Участники этой конвенции на конференции 1995 г. в Берлине приняли решение («Берлинский мандат») о разработке общеобязательного документа, который содержал бы ограничения на выбросы диоксида углерода и других парник. газов. Это решение было реализовано в 1997 г. на III конференции сторон РКИК в Киото принятием Киотского протокола, закрепляющего обязательства развитых стран и стран с переходной экономикой по снижению поступления парник. газов, прежде всего С0₂, в а/сферу.

Глоб. потепление и Киотский протокол стали не столько ареной научных споров и дискуссий, сколько полем политических столкновений, особенно после того, как вновь избранный президент США Дж. Буш заявил в 2001 г. об отказе ратифицировать Киотский протокол. Как отмечено выше, все возрастающая часть научного сообщества высказывает сомнения по различным аспектам проблемы потепления климата. В мировом научном сообществе существуют три группы взглядов на проблему глоб. потепления. Одна -- это безусловная поддержка антропогенной причины глоб. потепления и Киотского протокола. В эту группу входят ученые и чиновники, которые начинали и продолжают работу на этом поле, удобренном значительными финансовыми вливаниями и занятом соответствующими национальными и международными структурами. Другая группа отрицает антропоген. причины глоб. потепления и даже само потепление, в частности критически оценивает рез-ты определения конц-ции С0₂ в прошлом по анализу пузырьков в кернах льда из Гренландии и Антарктиды. Наконец, есть группа ученых, которые хотели бы добросовестно разобраться в проблеме глоб. потепления, осознающие высокий уровень сложности этой проблемы и ответственности за научные выводы.

В наст. время невозможно предсказать ход развития технологий -- основного фактора, способного определить объем условий.

Проблемы ратификации Киотского протокола Россией заключаются в следующем:

1. необходим учет в Киотском процессе всей антропогенной эмиссии углерода, включая эмиссию за счет землепользования, и в связи с этим переоценка вклада государств в глобальную эмиссию;

2. после выделения стока углерода в Мировой океан должны быть определены страны-доноры, сохранившиеся экосистемы которых поглощают дополнительную массу антропогенного углерода, установлен порядок компенсации за использование их экологического пространства;

3. России надо определиться с видами квот и с перспективами их рынка, так как с выходом США из Киотского протокола рынок покупателей квот серьезно сузился и его перспективы остаются неопределенными;

4. остается неясным возможность создания коалиции стран для введения в действие Киотского протокола;

5. Россия должна до ратификации провести инвентаризацию своей полной парниковой эмиссии;

6. остается не вполне решенным вопрос о вкладе антропогенного углерода в наблюдающееся глоб. потепление.

В рамках дискуссий вокруг Киотского протокола политические и экономические аспекты все более замещают аспекты климатические. В частности, обращается внимание на заинтересованность стран Европейского союза, наиболее активных в продвижении Киотского протокола, в ограничении использования ископаемого топлива (которым страны ЕС небогаты) и максимальном развитии «альтернативной энергетики», в области которой та же группа стран лидирует. Следует также отметить возможные геополитические и социальные последствия искусственного торможения экон-кого роста в развитых странах в сочетании с отсутствием аналогичных ограничителей роста для развивающихся стран. Выравнивание уровней экон-ого развития обычно априорно оценивается как благо. Однако реальные последствия перераспределения экономической мощи, в сочетании с продолжающимся демографическим ростом в странах 3-его мира, могут оказаться весьма и весьма дестабилизирующими, причем далеко не в последнюю очередь для России.

Отдельного рассмотрения заслуживает вопрос о балансе положительных и отрицательных последствий глоб. потепления для России. К числу приобретений относят:

- ожидаемый рост биопродуктивности экосистем и, соот-но, продуктивности сел. хоз-ва, по крайней мере в северной половине Европейской части России;

- снижение затрат на отопление;

- рост транспортного значения Северного морского пути.
Отрицательные последствия включают:

- деградацию многолетней мерзлоты и нарушение устойчивости построенных на ней зданий и сооружений;

- активизацию ряда природно-очаговых заболеваний;

- возможный рост неустойчивости атмосферных процессов и повторяемости связанных с ними стихийных бедствий;

- возможное опустынивание степных ландшафтов с соответствующим снижением продуктивности сел. хоз-ва юга Европейской части России и Зауралья;

- усиление демографического давления на Россию с юга.

К сожалению, объективная оценка баланса потерь и приобретений так и не была приведена. Ускоренная ратификация Киотского протокола Россией, предпринятая осенью 2004 г., была обусловлена соображениями текущей политической конъюнктуры. Последствия этого шага покажут, насколько он был оправданным и был ли оправданным вообще.

2 вариант «Парниковый эффект»

В последние век-полтора содержание некоторых «парниковых» газов в а/сфере очень сильно возросло. Помимо углекис. газа, метана появились и новые (ранее не существовавшие) вещ-ва с «парниковым» спектром поглощении - прежде всего это хлор- и фтор углеводороды, в т.ч. фреоны.

В последней четверти ХХ века началось резкое потепление глобального климата, которое в бореальных областях сказывается уменьшением кол-ва морозных зим. Средняя температура приземного слоя воздуха за последние 25 лет возросла на 0,7?С. В экваториальной зоне потепление менее заметно. Но чем ближе к полюсам, тем оно отчетливее. Температура подледной воды в районе Северного полюса возросла почти на 2?С, вследствие чего началось подтаивание льда снизу.

Проблема глоб. потепления впервые была высказана в гипотезе шведским ученым Сванте Арейниусом в конце ХIХ века.

Не исключено, что потепление частично имеет естественный природный характер. Ведь еще А.И.Войников и В.И.Вернадский подчеркивали, что мы живем в конце последней ледниковой эпохи и только выходим из нее. Однако скорость потепления заставляет признать роль антропоген. фактора в этом явлении.

В докладе ООН прогнозируются последствия воздействия глоб. потепления:

1. повысится уровень мирового океана,

2. увеличится испарения с поверхности океанов и произойдет увлажнение климата,

3. для большой части Европы значительно повыситься угроза наводнений,

4. ледники Альп и большой области вечной мерзлоты начнут таять,

5. возникнут необратимые изменения в обороте воды,

6. по мнению ученых, глоб. потепление повлечет за собой новые эпидемии.

Парниковый (тепличный, оранжерейный) эффект - разогрев нижних слоев а/сферы, вследствие способности а/сферы пропускать коротковолновую солнеч. радиацию, но задерживать длинноволновое тепловое излучение земной поверхности. Парник. эффекту способствует поступление в а/сферу антропоген. примесей (диоксида углерода, пыли, метана, фреонов и т.д.).

Отрицательные для челов-ва последствия парник. эффекта заключаются в повышении уровня Мирового океана в рез-те таяния материковых и морских льдов, теплового расширения океана и т.п. Это приведет к затоплению приморских равнин, усилению абразионных процессов, ухудшению водоснабжения приморских городов, деградации мангровой растительности и Т.П. Увеличение сезонного протаивания грунтов в районах с вечной мерзлотой создаст угрозу дорогам, строениям, коммуникациям, активизирует процессы заболачивания, термокарста и т.д.

Положительные для челов-ва последствия парник. эффекта связаны с улучшением состояния лесных экосистем и сел. хоз-ва. Повышение температуры приведет к увеличению испарения с поверхности океана, это вызовет возрастание влажности климата, что особенно важно для аридных (сухих) зон. Повышение конц-ции углекис. газа увеличит интенсивность фотосинтеза, а значит, продуктивность диких и культурных растений.

Пути решении проблемы связываются с замедлением и остановкой роста, а затем и со снижением выбросов в а/сферу парник. газов и в 1-ую очередь диоксида углерода. Для решения проблемы парник. эффекта Комиссией ООН по ОС и развитию рекомендуются такие шаги, как увеличение эффект-ти использования энергетических ресурсов, создание безотходных технологии и передача их бесплатно или на льготных условиях странам, их не имеющим, прекращение сведения лесов, особенно тропических. Значительные резервы сокращения выбросов парник. газов заключаются в перестройке структуры топливно-энергетического баланса. При выработке электроэнергии замена угля на нефть позволяет сократить выброс углекис. газа на 15%, замена на природ. газ на 45%. Резервы энергосбережения в мире также весьма значительны.

Содержание проблемы атмосферного озона

Первые сообщения о существенном снижении концентрации озона над Антарктидой появились в английской и американской печати в 1985 г., хотя наблюдения за этим явлением велись с конца 1978 г., а теоретическое предсказание явления «озоновой дыры» Ш. Роуландом и М. Молиной относится к середине 1970-х гг. На протяжении 1980-х гг. наблюдалось прогрессирующее падение концентрации озона вместо обычного весеннего максимума. С 1982 г. в центре «дыры» начал формироваться относительный максимум озона. При этом площадь дыры доходила до 10 млн. км², минимальные концентрации озона - до 40 млн."¹ (при среднем значении 300 млн."¹) . В 1980-е гг. наблюдалось и постепенное увеличение повторяемости и продолжительности периодов снижения концентрации озона над северным полушарием. В 1997 г. появились сообщения о значительном снижении концентрации озона в северном полушарии, над территорией России. В апреле 1997 г. снижение содержания озона наблюдалось на площади 15 млн. км², в том числе в районе Тикси снижение доходило до 35 -- 37 %, в районе Архангельска и Мурманска -- до 25%. Однако устойчивых или периодически повторяющихся в определенном районе «озоновых дыр» в Северном полушарии не выявлено.

Гипотезы о причинах образования «озоновых дыр» первоначально были довольно многочисленны (до нескольких десятков). В 1980-е гг. дискутировались «фотохимические» и «динамические» гипотезы. В «фотохимических» гипотезах внимание акцентировалось на возникающих под воздействием солнечной радиации химических реакциях хлорного, азотного, бромного и других циклов, приводящих к разрушению атмосферного озона.

В «динамических» гипотезах в качестве причины рассматривались особенности атмосферной циркуляции в Южном полушарии, приводящие к концентрации озоноразрушающих веществ в южной полярной области. В 1996 г. ученые Ш. Роуланд из Калифорнийского университета (США), его соотечественник из Массачусетского технологического университета в Кембридже М. Молина и П. Крутцен из Института химии им. Макса Планка в Германии были удостоены Нобелевской премии за цикл исследований, посвященных образованию и распаду озона в земной атмосфере. Эти ученые показали, что под действием солнечных лучей синтетические галоидированные углеводороды разлагаются с выделением атомарного хлора и брома, разрушающих озоновый слой. К числу таких озоноразрушающих веществ (ОРВ), в первую очередь относятся хлорфторуглероды(ХФУ), трихлорфторметан, дихлордифторметан и бромхлорфторуглероды, называемые талонами. В группу ОРВ входят также гидрохлорфторуглероды, метилбромид, метилхлороформ (МХФ) и четырех-хлористый углерод (ЧХУ). Для характеристики разрушающей силы этих веществ используется потенциал озоноразрушения (ОРП): при ОРП > 1 эффективность уничтожения озонового слоя высокая, а при ОРП = 0 практически нулевая. В нижних слоях атмосферы эти газы практически инертны, что и обусловило их широкое применение в качестве хладагентов, пропеллентов (распылителей аэрозолей) и др.

В то же время, в связи с расположением основных источников загрязнения атмосферы в Северном полушарии, многими авторами высказывались сомнения в техногенном происхождении «озоновой дыры». В.Л. Сывороткин обратил внимание на возможность массированного выделения озоноразрушающих веществ при дегазации недр, которая особенно активно протекает в рифтовых зонах, при том, что Антарктида -- единственный материк, со всех сторон окруженный рифтами и к тому же располагающийся в области замкнутой циркуляции.

Социально-экономические и политические аспекты проблемы атмосферного озона. В 1977 г., через три года после того, как М. Молина высказал свою гипотезу о роли ХФУ, в Вашингтоне представители 32 стран выработали первый план действий по защите озонового слоя. В результате в США, а затем в Швеции, Норвегии и Канаде было запрещено использование ХФУ в аэрозольных упаковках. В 1985 г. в Вене была провозглашена концепция сохранения озонового слоя. Обязательства одобривших эту концепцию государств сформулированы в международном соглашении, получившем название Венской конвенции о защите озонового слоя. В 1986 г. к ней присоединился и СССР. Согласно Венской конвенции, национальная политика подписавших ее стран должна быть направлена на снижение отрицательных воздействий на озоновый слой. Однако Венская конвенция не предусматривала конкретных сроков для мероприятий и каких-либо санкций относительно государств, в которых такие мероприятия проводятся неэффективно. В октябре 1987 г. в Монреале 36 стран подписали Протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. Наша страна присоединилась к Монреальскому протоколу в 1988 г. Соглашение предусматривало замораживание производства пяти наиболее используемых ХФУ на уровне 1986 г. К 1993 г. их производство должно было сократиться на 20 %, а к 1998 г. -- на 30 %. К июню 1995 г. Монреальский протокол подписали около 150 стран, а на юбилейной монреальской встрече в сентябре 1997 г. таких стран было уже 163.

Согласно соглашению, все страны-участники Монреальского протокола разделены на три категории:

- развивающиеся страны, производящие не более 0,3 кг ОРВ на одного человека;

- развитые страны, уровень производства ОРВ в которых превышает 0,3 кг на одного человека;

- страны, не подписавшие Монреальский протокол (около 20 стран, включая Китай и Индию).

Такое деление имеет принципиальное значение, поскольку соглашение запрещает какие-либо торговые операции с ОРВ между подписавшими и не подписавшими Протокол странами.

Развивающиеся страны могут сокращать производство и потребление ОРВ медленнее, чем промышленно развитые страны. Так, развитые страны должны были прекратить производство основных ОРВ до 1 января 1996 г., а развивающиеся страны - на десять лет позже. Развитые страны обязаны делать взносы в специальный Многосторонний фонд, который финансирует проекты в развивающихся странах по снижению негативного воздействия на озоновый слой.

Для контроля за выполнением принятых решений учрежден так называемый Комитет по выполнению для развитых стран - сторон Монреальского протокола. Встречи участников Монреальского протокола на уровне министров проходят ежегодно. Они сопровождаются проверкой выполнения обязательств, кроме этого, на таких встречах, как правило, принимаются новые поправки к документу, повышающие обязательства сторон.

2 вариант: Разрушение «озонового слоя»

Слой атмосферы с наибольшей концентрацией озона на высоте 20-25 (22-24) км называется озоносферой. «Озоновая дыра» - значительное пространство в озоносфере планеты с заметно пониженным (до 50 % и более) содержанием озона.

Считается, что основной причиной возникновения «озоновых дыр» является значительное содержание в атмосфере фреонов. Фреоны (хлорфторуглероды, или ФХУ) - высоколетучие, химически инертные у земной поверхности вещества, широко применяемые в производстве и быту в качестве хладагентов (холодильники, кондиционеры, рефрижераторы),пенообразователей и распылителей (аэрозольные упаковки). Фреоны, поднимаясь в верхние СЛQИ атмосферы, подвергаются фотохимическому разложению с образованием окиси хлора, интенсивно разрушающей озон.

Истощение озонового слоя в атмосфере Земли приводит к увеличению потока ультрафиолетовых лучей на земную поверхность. Ультрафиолетовые лучи в небольших дозах необходимы живым организмам (стимуляция роста и развития клеток, бактерицидное действие, синтез витамина D и т.д.), в больших . дозах губительны, из-за способности вызывать раковые заболевания и мутации.

Концепция устойчивого развития, ее глобальные и региональные аспекты, сущность концепции

Понятие «устойчивое развитие» введено учеными и специалистами во главе с Г.-Х.Брундтланд (Brundtland), которые по поручению Генеральной ассамблеи ООН с 1983 г. работали в составе Международной комиссии по окружающей среде и развитию. В заключительном документе «Наше общее будущее» (1987 г.) комиссия сформулировала его как «длительное непрерывное развитие, обеспечивающее потребности ныне живущих людей без ущерба удовлетворению потребностей будущих поколений».

Устойчивое развитие, в соответствии с позицией комиссии Г.-Х.Брундтланд, включает два основных понятия:

-потребностей, необходимых, например, для существования беднейших слоев населения, которые должны быть предметом первостепенного приоритета;

-ограничений, обусловленных состоянием технологии и организацией общества, накладываемых на способность окружающей среды удовлетворять нынешние и будущие потребности.

Путь к нему каждое общество должно определить самостоятельно, поскольку он может существенно отличаться в разных странах и регионах из-за несовпадения стартовых условий, экономических, социальных, географических и культурных факторов. Общими являются положения о неразрывности экологии, экономики и социальной справедливости, некоторые условия, соблюдение которых необходимо для реализации концепции устойчивого развития. Эти условия делятся на биосфероцентрические (экологические) и антропоцентрические (неогуманистические). Первые связаны с сохранением биосферы, ее устойчивости, с тем чтобы развитие человечества не протекало в экофобной форме. Вторые понимаются как способность человечества обеспечить равные возможности ныне живущим и будущим поколениям при удовлетворении их потребностей в природных ресурсах и экологических условиях Земли и Космоса (Урсул). Важнейшим условием устойчивого развития является предвидение и ликвидация возможных антиантропных сценариев, реализация которых может привести к устранению человечества в его современном социобиологическом виде. Биосфероцентрические условия предполагают прежде всего: сохранение биоразнообразия видов. Максимальное биологическое разнообразие служит основной гарантией поддержания стабильных условий существования жизни на Земле. В связи с этим объемы выбросов и сбросов загрязняющих веществ и энергии в окружающую среду не должны превышать ее способности к их безболезненной ассимиляции.

Антропоцентрические условия включают: стабилизацию численности населения на уровне, обеспечивающем улучшение качества жизни людей. Основными показателями являются продолжительность жизни человека (ожидаемая при рождении и фактическая), состояние его здоровья, степень отклонения состояния окружающей среды от нормативов, уровень знаний и образовательных навыков, валовой внутренний продукт на душу населения, уровень занятости, полнота реализации прав человека; гарантированное обеспечение населения продуктами питания. Только человек способен к мышлению с такими его фундаментальными свойствами, как опосредственность, обобщенность и абстрактность. Только у человека развиты такие признаки, как мораль (совокупность всеобщих норм и принципов поведения, обязательная для всех) и нравственность -- мораль индивида, те нормы и правила поведения, которых он готов придерживаться в обществе. Наряду с такими признаками живого, как воспроизводство себе подобных (инстинкт продолжения рода), мышление, мораль и нравственность, вырабатываемые в течение многих поколений, направлены на сохранение человечества, обеспечивают его безопасное развитие.

Можно выделить некоторые дополнительные антропоцентрические условия концепции устойчивого развития, вытекающие из необходимости устранения возможных антиантропных сценариев. К обязательным следует отнести развитие науки, культуры, соблюдение традиционных норм морали и нравственности при их эволюционном изменении; воспитание разумных потребностей, достаточных для реализации предыдущих условий; неприятие расовой, национальной, классовой, религиозной исключительности во всех ее проявлениях; добровольное ограничение научно-технических исследований в направлениях, потенциально опасных для судеб человечества.

В целом можно полагать, что устойчивое развитие -- это неопределенно долгая эволюция материального, интеллектуального, морально-нравственного потенциалов нынешних и будущих поколений в условиях сохранения качественных и количественных характеристик окружающей среды и природных ресурсов.

Движение человечества к устойчивому развитию в конечном итоге приведет к формированию предсказанной В.И.Вернадским сферы разума (ноосферы), когда мерилом национального и индивидуального богатства станут духовные ценности и знания Человека, живущего в гармонии с окружающей средой (Концепция перехода...). Это будет бесклассовое сообщество, в котором осуществится коммунистический принцип «от каждого -- по способностям, каждому -- по потребностям». Реализовать его позволят наращенные к тому времени гигантские производительные силы общества. Однако этот эволюционный естественный процесс развития производительных сил и личности человека невозможно совершить скачкообразно, революционным путем. Как иногда говорят, нельзя бежать впереди паровоза, а для нормального внутриутробного развития ребенка требуется девять месяцев. Осознание эволюционного пути устойчивого развития общества делает исторически бессмысленным присутствие на современной политической арене партий коммунистической ориентации. В еще меньшей степени они потребуются объединенному человечеству в эпоху Ноосферы.

Технике-экологические направления реализации

Концепция устойчивого развития не сможет реализоваться, если наряду с концептуальными положениями не будут разработаны более конкретные программы действий по предотвращению загрязнения окружающей среды, решению глобальных экологических проблем, обеспечивающие устойчивость биосферы, не будет создана стабильная база ресурсообеспечения человеческой цивилизации. При решении этих вопросов должны и начинают использоваться различные методы (экономические, социальные, организационные и т.д.). В данном курсе, учитывая его специфику, предметом рассмотрения являются технологические подходы и их экономическое обеспечение. Кратко охарактеризуем основные из них.

1. Инвентаризация природных ресурсов. Создание банка натурных данных со сведениями о количестве и качестве ресурсов, динамике их изменения, реакциях экосистем на антропогенное воздействие,

2. Разработка глобальных технологических нормативов на все виды природных ресурсов. Известно, что в настоящее время эти нормативы существенно различаются. Так, энергопотребление на единицу ВВП в России больше по сравнению с Японией в 11 раз, Германией -- в 7, США и Ю. Кореей -- в 4, Индией -- в 1,6 раза.

3. Достижение максимально возможной степени использования природных ресурсов. В частности, если современные технологии позволяют извлекать из недр до 70% нефти, то в нашей стране 70% достигают ее потери при эксплуатации месторождений.

Имеется в виду также повышение комплексности использования сырья. В Японии, например, при переработке древесины она составляет 102% (2% приходится на не учитываемую обычно в балансе корневую систему, также целиком используемую в Японии). В нашей стране этот показатель зачастую не превышает 30%.

4. Широкая переработка вторичных ресурсов. Так, в Чехии утилизируют( в%): лом черных металлов -- 90; лом цветных металлов -- 15-85; бумажные отходы ~ 50; отходы текстильного производства -- 65; стекольного -- свыше 30; пласт масс -- 20; резины -- 20. В нашей стране эти показатели в 2-3 раза ниже. В эту же проблему входит утилизация вторичных энергетических ресурсов, сжигание органических отходов, получение биогаза.

5. Переход на системы «биологического» или, другими словами, «органического» земледелия, исключающие или резко сокращающие применение минеральных удобрений и пестицидов. При реализации этих систем для борьбы с вредителями используются живые организмы, не уничтожающие вредителя в целом, а лишь снижающее его численность настолько, что причиняемый им вред становится несущественным. Биологические методы успешно применяют, например, в борьбе с вредными грызунами, сорняками, насекомыми.

6. Всемерное развитие ресурсосберегающих и малоотходных технологий и производств. Что касается безотходного производства, то в точном смысле слова оно принципиально не достижимо (разд. 7.1).

7. Экономия энергии и смена ее источников на экологически чистые нетрадиционные: водород, энергию Солнца, приливов, ветра и т.д.

8. Решение экологических проблем транспорта: разработка более безопасного топлива (спирт) или другого энергоисточника; дожигание и очистка выхлопов; создание новых или усовершенствование имеющихся типов двигателей, новых транспортных средств; пассивная и активная защита от шума.

9. Установление и достижение все более жестких экономически обоснованных нормативов на промышленные выбросы и их неуклонное выполнение. Так, в энергетике ФРГ с 1988 г. осуществляют обессеривание отходящих газов (на станциях с суммарной энергетической мощностью около 36,7 млн. кВт; инвестиции порядка 3 млрд. марок) и улавливают оксиды азота (на ТЭС мощностью 47 млн. кВт; затраты около 11 млрд. марок). Это позволило сократить к 1993 г. объем выбросов оксидов серы и азота на 70-75%. В Австрии в период 1982-1986 гг. нормативы ПДК снизились, мг/м . SO2 для ТЭС - с 1150 до 200; NO_X - от 100 до 20; пыли - с 80 до 50.

10. Разработка, усовершенствование и использование средств защиты окружающей среды от промышленных и сельскохозяйственных выбросов, шумов, излучений и т.п.

11. Рациональное размещение источников загрязнения: вынесение промышленных предприятий из крупных городов в малонаселенные районы с непригодными и малопригодными для сельскохозяйственного использования землями; расположение промышленных предприятий с учетом топографии местности и розы ветров, установление санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий; оптимизация движения транспорта с целью уменьшения выбросов токсичных веществ в зонах жилой застройки и т.д.

12. Использование междисциплинарных подходов в принятии решений. Постановка перед ведомствами, использующими одну и ту же среду и ресурсы, общих целей и задач, объединяющих их в совместной работе.

13. Применение экономических рычагов, понуждающих производственников ясно представлять себе экологические последствия принимаемых ими решений.

14. Развитие рынка разрешений на загрязнение, основанное на новых экономических механизмах, например bubble-принципе, успешно применяемом в США к атмосферным загрязнениям (Гусев).

Естественно, что перечисленные выше меры по защите окружающей среды требуют существенных интеллектуальных затрат общества, прежде всего научных, и значительных финансовых вложений, рассматриваемых далее.

Стратегия устойчивого развития в 1991 г. была принята Всемирная стратегия охраны природы. Этот документ получил название: «Забота о Земле - стратегия устойчивого существования». Документ состоит из трех частей. В первой части провозглашаются принципы устойчивого развития:

- уважение и забота обо всем сущем на Земле;

- повышение кач-ва жизни;

- сохранение жизнеспособности и разнообразия экосистем;

- предотвращение истощения невозобновимых ресурсов;

- развитие в пределах потенциальной емкости экосистем;

- изменение сознания чел-ка и стереотипов его поведения;

- поощрение социальной заинтересованности общества в сохранении среды обитания;

-- выработка национальных концепций интеграции соц.-экон. развития и охраны ОС;

-достижение единства действий на мировом уровне.

Во второй и третьей частях документа даны рекомендации по претворению этих принципов в жизнь.

Цель стратегии: не заменяя национальных программ охраны ОС, дать основные ориентиры. Стратегия ставит две основ. задачи:

1.выживание челов-ва и философское определение смысла жизни чел-ка.

2.Перспектива сохранения человека как вида уже сейчас достаточно проблематична. Сейчас чел-к находится в наиболее агрессивной стадии своего развития: он пытается осознать, что, либо он впишется в биосферу, приспособится к ней, либо его постигнет судьба вымерших видов. Однако выживание не явл-ся сугубо человеческой задачей. В этом смысле чел-к мало отличается от других живых существ. Кроме этого, в Стратегии сформулировано понятие «духовности» как наличие целей, отличающихся от простого выживания.

2. Факторы экол. риска и особ-ти охраны ОС в отдельных отраслях экономики. Особ-ти технологии, экол. проблемы и пути их решения в энергетике, горнодобыв. промыш-ти, черной и цвет. металлургии, машиностроении, химической, строительной, лесной, целлюлозно-бумажной, легкой и пищевой промыш-ти, сельском хоз-ве, на транспорте. Экономические и экол. проблемы отраслей экономики Удмуртии

Тепловая энергетика

Энергетика является основой развития хозяйственного комплекса страны.