Часто потребности в природном ресурсе полностью блокируются технологической невозможностью их освоения; например, производство энергии на основе управляемого термоядерного синтеза, регулирование климатических процессов или явлений и т. д. Техническое и технологическое несовершенство многих процессов извлечения и переработки природных ресурсов, соображения экономической рентабельности и недостаток знаний об объемах и величинах природного сырья заставляют при определении природно-ресурсных запасов выделять несколько их категорий по степени технической и экономической доступности и изученности.

Доступные, или доказанные, или реальные запасы (available reserves)-это объемы природного ресурса, выявленные современными методами разведки или обследования, технически доступные и экономически рентабельные для освоения.

Потенциальные, или общие, ресурсы (англ.-potential resources)-это ресурсы, установленные на основе теоретических расчетов, рекогносцировочных обследований и включающие помимо точно установленных технически извлекаемых запасов природного сырья или резервов еще и ту их часть, которую в настоящее время освоить нельзя по техническим или экономическим соображениям (например, залежи бурого угля на больших глубинах или пресные воды, законсервированные в ледниках или глубинных слоях земной коры). Потенциальные ресурсы называют ресурсами будущего, так как их хозяйственное освоение станет возможным только в условиях качественно нового научно-технического развития общества.

Природные ресурсы являются главным объектом экономики природопользования, в процессе природопользования подвергаются эксплуатации и последующей переработке. С хозяйственным использованием природных ресурсов сопряжена деятельность, направленная на сохранение качества природной среды (решение проблем охраны природы).

Среди классификаций природных ресурсов, отражающих их экономическую значимость и хозяйственную роль, особенно часто используется классификация по направлению и видам хозяйственного использования. Основной критерий подразделения ресурсов в ней - отнесение их к различным секторам материального производства или непроизводственной сферы. По этому признаку природные ресурсы делятся на ресурсы промышленного и сельскохозяйственного производства.

Группа ресурсов промышленного производства включает все виды природного сырья, используемого промышленностью. В связи с многоотраслевым характером промышленного производства виды природных ресурсов дифференцируются следующим образом.

1. Энергетические, к которым относят разнообразные виды ресурсов, используемых на современном этапе для производства энергии:

* горючие полезные ископаемые (нефть, газ, уголь, битуминозные сланцы и др.);

* гидроэнергоресурсы (энергия речных вод, приливная энергия и т.п.);

* источники биоэнергии (топливная древесина, биогаз из отходов сельского хозяйства);

* источники ядерной энергии (уран и радиоактивные элементы).

2. Неэнергетические ресурсы, представляющие сырье для различных отраслей промышленности или участвующие в производстве согласно его техническим особенностям:

* полезные ископаемые, не относящиеся к группе каустобиолитов (рудные и нерудные);

* воды, используемые для промышленного производства;

* земли, занятые промышленными объектами и объектами инфраструктуры;

* лесные ресурсы промышленного значения;

* биологические ресурсы промышленного значения.

Ресурсы сельскохозяйственного производства объединяют те виды ресурсов, которые участвуют в создании сельскохозяйственной продукции:

1) агроклиматические - ресурсы тепла и влаги, необходимые для продуцирования культурных растений и выпаса скота;

2) почвенно-земельные - земля и ее верхний слой - почва, обладающая уникальным свойством продуцировать биомассу;

3) растительные биологические ресурсы - кормовые ресурсы;

4) водные ресурсы - воды» используемые для орошения и пр.

К ресурсам непроизводственной сферы (непроизводственного потребления - прямого или косвенного) относятся ресурсы, изымаемые из природной среды (дикие животные, представляющие объекты промысловой охоты, лекарственное сырье естественного происхождения), а также ресурсы рекреационного хозяйства, заповедных территорий и др.

В рыночных условиях хозяйства практический интерес приобретает классификация природных ресурсов, учитывающая, в частности, характер торговли природным сырьем. Например, можно выделить:

* ресурсы, имеющие стратегическое значение, торговля которыми должна быть ограничена, поскольку ведет к подрыву оборонной мощи государства (урановая руда и др. радиоактивные вещества);

* ресурсы, имеющие широкое экспортное значение и обеспечивающие основной приток валютных поступлений (нефть, алмазы, золото и др.);

* ресурсы внутреннего рынка, имеющие, как правило, повсеместное распространение, например, минеральное, строительное сырье и др.

Использование различных классификаций позволяет выявить закономерности формирования групп ресурсов и их генетические характеристики, возможности хозяйственного использования, сделать выводы о степени их изученности, а также направлениях рационального использования и охраны.

Так, например, при вовлечении в сферу производства невозобновимых ресурсов первоочередными задачами становятся более полное их извлечение и комплексная переработка. Для возобновимых ресурсов на первый план выступают задачи предотвращения различного рода загрязнений и обеспечение условий их восстановления.

Соединение природной и экономической классификаций позволяет выявить возможность разнонаправленного использования различных природных групп ресурсов, а также их заменяемость, сделать выводы о задачах рационального использования и охраны их отдельных видов.

8.3 Экономические аспекты отдельных видов природопользования

Лесные ресурсы и лесопользование

Леса выполняют ряд важнейших эколого-экономических функций.

Ш играют существенную роль в глобальных круговоротах углерода и кислорода, во многом «отвечая» за состав атмосферы и ее очищение;

Ш оказывают важное влияние на состояние водных экосистем, регулируя водообмен;

Ш предотвращают эрозию почвы, препятствуют образованию оврагов, оползней и наводнений;

Ш являются местом обитания для большинства видов растений и животных, т.е. служат естественным условием сохранения биоразнообразия на планете;

Ш выполняют рекреационные и эстетические функции;

Ш активно используются для хозяйственных целей.

В целом, в мире наблюдается рост абсолютного объема потребления промышленной древесины при замедлении его темпов. Структура использования мирового объема промышленной древесины такова: около 1/2 идет на производство пиломатериалов, 1/4 - на производство целлюлозы, 1/8 - на производство панелей, древесных плит и т.д.

Почти половина территории России занимают леса. Площадь российских лесов составляет примерно пятую часть лесов мира.

В 1-ю группу включаются леса, выполняющие защитные, водоохранные или рекреационные функции (леса зеленых зон городов, противоэрозионные леса, лесозащитные полосы и т.п.). На их долю приходится 20% площади лесного фонда. В лесах 1-й группы лесоэксплуатация не осуществляется.

Ко 2-й группе (около 10% лесного фонда) принадлежат леса, имеющие ограниченную эксплутационную ценность из-за истощения вследствие рубок в предшествующие годы. Расположены они, как правило, вблизи промышленных центров и имеют также защитное значение. В этих лесах допускается проведение лесозаготовок, однако, в масштабах, не подрывающих возможности их непрерывного воспроизводства.

70% лесного фонда занимают леса 3-й группы. Они являются основным источником получения древесного сырья для нужд экономики. Процесс исчерпания затронул и эти ресурсы, но носит он преимущественно структурный характер:

1. Леса распределены по территории страны неравномерно. Большая их часть (более 80%) сосредоточена к востоку от Урала, т.е. в азиатских районах России. основные регионы лесодобычи в течение десятилетий были сосредоточены в Европейской части. запасы древесины в этих местах истощились настолько, что лесозаготовительным предприятиям требуется передислокация, осуществляемая в труднодоступные и неосвоенные районы. Аналогичная ситуация кстати, складывается в Сибири и на Дальнем Востоке.

2. Проблема состоит в структуре лесных ресурсов. Объем запасов наиболее ценных в технологическом отношении пород - ели и сосны сокращается и абсолютно и относительно. Это происходит, во-первых, потому, что в целом сокращаются запасы древесины в хвойных лесах. Во-вторых, меняется с течением времени породовый состав, в нем за счет более быстрого роста увеличивается доля мягколиственных пород деревьев.

Сокращение запасов наиболее ценной древесины обусловлено тремя причинами: природными, антропогенными и хозяйственными.

Природный фактор гибели лесов проявляется в погодных аномалиях, оползнях, затоплении при наводнениях, засухе, лесных пожарах (5% лесных пожаров происходит независимо от человека), болезнях, повреждениях дикими животными и насекомыми. Удельный вес природного фактора не столь значителен и уменьшается в последнее время.

Более существенной причиной сокращения лесных запасов является действие антропогенного фактора - на его долю приходится почти 90% площадей погибших лесов. И главную роль играютлесные пожары, 95% которых происходит по вине человека. Гибнет лес также из-за загрязнения окружающей среды, радиоактивного загрязнения лесов

Хозяйственные причины сокращения запасов лесных ресурсов обусловлены объемами и методами заготовки древесины, а также последующими этапами ее доведения до конечного потребителя. В этом же ряду следует отметить процессы хозяйственного освоения территорий (строительство, прокладку дорог, нефте- и газопроводов), сопряженные с вырубкой древесины.

Россия занимает четвертое место по вывозке деловой древесины после США (400 млн. м³), Канады (около 200 млн. м³) и Китая (более 60 млн. м³). в последние годы произошло довольно значительное сокращение объемов заготовок древесины Причины: во-первых, это связано с общеэкономической ситуацией в стране, сокращением производства в лесопотребляющих отраслях и соответственного уменьшения спроса на древесину и изделия из нее; во-вторых, в тех отраслях, где уменьшения производства не происходило на ситуацию повлияло усиление спросовых ограничений из-за резко возраставших цен на дерево и деревянные конструкции; в-третьих, на уменьшении заготовки древесины сказались процессы исчерпания запасов леса в основных (традиционных) лесозаготавливающих регионах страны.

Водные ресурсы и водопользование

Водная оболочка Земли - гидросфера покрывает 71% ее поверхности. 96,5% воды сосредоточено в морях и океанах, 1,7% в ледниках и только 0,45% приходится на пресную воду рек и озер.

За последние 80 лет общее водопотребление увеличилось в мире в 10 раз, а промышленное - в 20 раз.

Вода - сырье особого рода, без которого невозможна реализация никаких технологий. Вода используется на всех этапах и она же является одним из конечных продуктов, необходимых каждому человеку. Поэтому потребляемая в процессах хозяйственной деятельности вода по массе на порядок превышает все остальное сырье в совокупности.

Основой водных ресурсов России является речной сток. По объему речного стока Россия занимает второе место в мире после Бразилии. Потенциальные ресурсы подземных вод - 230 км³ в год, эксплуатационные запасы -- 28 км³, готовые к промышленному освоению - 19 км³.

Распределение водных ресурсов по территории страны неравномерно. 90% стока приходится на бассейн Северного Ледовитого и Тихого океанов. В то же время на бассейн Каспийского и Азовского морей, где проживает 80% населения, приходится 8% общего годового стока. Таким образом, регионы страны можно разделить на водоизбыточные и водонедостаточные.

Забор воды, т.е. ее извлечение и транспортировка к местам использования, ежегодно составляет около 3% водных запасов или примерно 90 км³.

По отдельным бассейнам соотношение забора к запасам существенно дифференцировано. В бассейне Дона ежегодно забирается 38% годового стока, в бассейне Урала - 35%, в бассейне Кубани - 30%, а в бассейне Терека - 50%. Треть всего водозабора в России дает бассейн Волги.

В последние годы и забор свежей воды, и показатели ее использования уменьшаются, что объясняется падением уровня производства, а также экономией воды за счет внедрения соответствующих технологий.

Основным водопотребителем является промышленность. Внутри этого сектора главной водопотребляющей отраслью служит энергетика (70% от всего промышленного водопотребления), далее следуют машиностроение (7%), черная и цветная металлургия (6,5%), целлюлозно-бумажная (5%), химическая и пищевая промышленность.

Абсолютное водопотребление во всех отраслях снижается. Это происходит, во-первых, как уже говорилось, из-за сокращения (а иногда и остановки) некоторых производств, и во-вторых, за счет оборотного водоснабжения. Оборотным водоснабжением называется такое водоснабжение, когда вода, забираемая из природного источника, рециркулирует затем в рамках применяемых технологий (охлаждаясь или очищаясь) без сброса в водоем или канализацию.

В настоящее время объем оборотной (многократно используемой) воды в процентном отношении к общему объему водопотребления на промышленные нужды составляет 75%.

Основным резервом повышения эффективности использования водных ресурсов является сокращение ее потребления в основных водопотребляющих отраслях, в особенности это относится к свежей воде - прежде всего за счет внедрения водосберегающих технологий и уменьшения ее использования на хозяйственные нужды. Второе направление - ликвидация многочисленных потерь воды на всех этапах ее использования: при доведении воды от источников до потребителей, также непосредственно у водопотребителей, в частности, в орошении. Из-за применения устаревших технологий коэффициент полезного действия оросительных систем составляет 0,5, что означает практически пятидесятипроцентные потери. 20% от потребляемой воды теряется в коммунальном хозяйстве, а в отдельных городах этот показатель доходит до 40%. из-за состояния водопроводных систем (всевозможных испарений, утечек, протечек и т.п. нерациональное потребление воды в быту.

Обостряется и проблема ее качества. Вследствие общего загрязнения водоемов, нехватки современных технологий очистки и недостатка средств на нее качество воды по своему физико-химическому составу ухудшается в целом ряде городов России.

Минеральные ресурсы и недропользование

Минерал - твердое неметаллическое или металлическое вещество, образующееся в земной коре под воздействием природных процессов. Металлические минералы как правило представляют собой соединения, содержащие различные элементы - железо, медь, золото и т.п. Руда является минеральным сырьем, содержащим достаточное количество (концентрацию) металлов для их извлечения и переработки в полезный продукт.

Россия является практически единственной страной в мире, которая обеспечивает себя почти всеми видами минеральных ресурсов.

Важнейшим из них является железная руда - самый распространенный элемент земной коры. Запасы железной руды в России достаточно велики. Однако и здесь прослеживается тенденция к их исчерпанию, в особенности в традиционных центрах добычи и переработки металлов. Поэтому при анализе сырьевой базы металлургического комплекса правильнее говорить не о физическом исчерпании ресурсов в масштабах страны, а об исчерпании экономическом, ставящем пределы использованию железных руд в том или ином регионе. вынужденный переход к извлечению металла из так называемых бедных месторождений с низкой концентрацией полезных веществ, а иногда и из отработанных отвалов предприятий. Расчеты показывают, что этот вариант часто бывает выгодней, чем перевозка руды на большие расстояния.

На сырьевом металлическом потенциале России сказалось прекращение доступа к месторождениям железной руды, оказавшимся после распада СССР за границей около 50%.

Топливно-энергетические ресурсы

Энергетический фактор играет существенную роль в экономике. В истории человечества обеспеченность топливно-энергетическими ресурсами или их дефицит всегда значительно влияли на темпы экономического развития. Общая потребность в топливно-энергетических ресурсах для отдельных стран может быть представлена следующей формулой:

D = Q + R + Im = M + Ex

где D - общая потребность в топливно-энергетических ресурсах в стране; Q - производство топливно-энергетических ресурсов в стране; R - резервы экономии топливно-энергетических ресурсов; Im - топливно-энергетические ресурсы из внешних источников; M - внутренняя потребность экономики страны; Ex- топливно-энергетические ресурсы для экспорта.

Производство топливно-энергетических ресурсов определяют природные запасы страны, ее технико-экономический потенциал, уровень развития инфраструктуры. Сейчас наблюдается сокращение производства в развитых странах при сохранении значительных объемов добычи на Ближнем Востоке, Латинской Америке, России.

Резервы энергосбережения во многом зависят от цен на первичные энергетические ресурсы, от имеющихся технологий энергосбережения. Мировой опыт показывает, что экономить энергию дешевле по сравнению с добычей энергоресурсов в 2-4 раза.

Величина импорта топливно-энергетических ресурсов определяется наличием собственных энергоресурсов, издержками на их производство, экологической ситуацией, транспортным фактором

Внутренняя потребность экономики страны в топливно-энергетических ресурсах «скачкообразно» растет во время индустриальных подъемов, затем происходит замедление ее роста и стабилизация.

Для экспорта топливно-энергетических ресурсов важную роль играет его сравнительная эффективность по отношению к другим отраслям, величина издержек на их добычу, возможности энергосберегающих технологий и научно-технического прогресса. Если развитие других отраслей более эффективно, издержки на добычу чрезмерно велики, то выгоднее импортировать энергоресурсы..

Россия обладает крупнейшими в мире запасами топливно-энергетических ресурсов: 12% мировых запасов нефти, 35% газа, 12% угля сосредоточены на ее территории. В структуре полезных ископаемых страны более 70% приходится на ресурсы для ТЭК

Россия также является крупнейшим в мире производителем и экспортером топливно-энергетических ресурсов. На ее долю приходится примерно 10% мировой добычи нефти, 30% газа, около 6% каменного угля. Однако, продолжая обладать огромным сырьевым потенциалом, наша страна все в большей степени начинает ощущать тенденцию сокращения запасов энергоносителей.

В принципе этот процесс характерен для всего мира. По оценкам специалистов, при современном потреблении запасы сырой нефти могут быть исчерпаны немногим более чем через 30-40 лет, природного газа - через 50-60, а каменного угля - через 200. в России в сторону уменьшения запасов действуют и специфические причины, связанные с историческими, природно-климатическими условиями, а также с тем хозяйственным механизмом, который существовал в нашей стране в течение десятилетий.

Вопросы для повторения

1. Какова роль природных ресурсов в современной экономике?

2. Перечислите основные подходы к классификации природных ресурсов.

3. Каковы основные экономические особенности лесопользования, водопользования, землепользования и недропользования?

Резюме

Природные ресурсы являются главным объектом экономики природопользования, в процессе природопользования подвергаются эксплуатации и последующей переработке. С хозяйственным использованием природных ресурсов сопряжена деятельность, направленная на сохранение качества природной среды (решение проблем охраны природы).

ТЕМА 9. ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ И ЕГО СПЕЦИФИКА

Цели и задачи изучения темы:

Цель: Выявить специфику основных видов современного промышленного природопользования

Задачи:

1. Изучить основные виды и специфику отраслей современного промышленного производства

2. Проанализировать основные направления промышленного природопользования.

3. Изучить основные экологические проблемы отдельных отраслей промышленного производства

Результат освоения темы

Индекс компетенции	Индекс образовательного результата	Образовательный результат
ПК-6	3-1	Знает экологические принципы рационального природопользования

9.1 Промышленность и ее виды

Промымшленность (от рус. промышлять, промысел) - совокупность предприятий (заводов, фабрик, рудников, шахт, электростанций), занятых производством орудий труда (как для других отраслей народного хозяйства, так и для самой промышленности), добычей сырья, материалов, топлива, производством энергии и дальнейшей обработкой продуктов, полученных в промышленности или произведённых в сельском хозяйстве - производством потребительских товаров.

Промышленность - важнейшая отрасль народного хозяйства, оказывающая решающее воздействие на уровень развития производительных сил общества. Отраслевая структура промышленности - состав и долевое соотношение различных отраслей и видов производства, входящих в неё, а также динамика изменения этих долей.

Промышленность состоит из двух больших групп отраслей:

· Добывающей

· Обрабатывающей

Добывающая промышленность

К добывающей промышленности относятся предприятия по добыче горно-химического сырья, руд чёрных и цветных металлов и нерудного сырья для металлургии, неметаллических руд, нефти, газа, угля, торфа, сланцев, соли, нерудных строительных материалов, лёгких природных заполнителей и известняка, а также гидроэлектростанции, водопроводы, предприятия лесоэксплуатации, по лову рыбы и добыче морепродуктов.

К обрабатывающей промышленности относятся предприятия машиностроения, предприятия по производству чёрных и цветных металлов, проката, химических и нефтехимических продуктов, машин и оборудования, продуктов деревообработки и целлюлозно-бумажной промышленности, цемента и др. строительных материалов, продуктов лёгкой и пищевой промышленности, местная промышленность, а также предприятия по ремонту промышленных изделий (паровозоремонтная, локомотиворемонтная) и теплоэлектростанции, кинопромышленность (киноиндустрия).

Отрасли промышленности

Отрасль промышленности объективно обособившаяся часть промышленности, объединяющая предприятия, производящие однородную, специфическую продукцию, имеющую однотипные технологии и ограниченный круг потребителей.

Выделяются следующие укрупнённые отрасли промышленности:

· Электроэнергетика

· Топливная промышленность

· Горно-рудная

· Чёрная металлургия

· Цветная металлургия

· Химическая и нефтехимическая промышленность

· Машиностроение и металлообработка

· Лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность

· Промышленность строительных материалов

· Стекольная и фарфоро-фаянсовая промышленность

· Лёгкая промышленность

· Пищевая промышленность

· Микробиологическая промышленность

· Мукомольно-крупяная и комбикормовая промышленность

· Полиграфическая промышленность

и др. промышленные производства

9.2 Горнопромышленный комплекс и окружающая среда

Добыча и переработка полезных ископаемых как один из основных аспектов деятельности человека сопровождается широкомасштабным воздействием на окружающую среду. Среди современных разрушающих биосферу технологий добыча полезных ископаемых по многоплановости и необратимости воздействий вышла в нежелательные лидеры. Наибольшее влияние оказывается на атмосферу и гидросферу.

Кризисные экологические ситуации более всего приурочены именно к местам добычи и обогащения полезных ископаемых (отвалы, хвостохранилища, карьеры, терриконы, отвалы угледобывающих предприятий и т.д.). Рациональное ведение технологических процессов, обеспечивающих щадящее отношение к окружающей среде, приобретает принципиально важное значение. На долю разработки и освоения минерального сырья (угля, нефти, горючих сланцев, попутного и природноготаза, металлов, неметаллических твердых полезных ископаемых, минеральных удобрений, строительных материалов) приходится свыше 80 % общего антропогенного воздействия на литосферу. Предполагается, что в течение -50 лет за счет процессов рассеяния полученных человечеством металлов в поверхностных отложениях земной коры содержание мышьяка повысится в 250, ртути в 100, свинца в 10 и оксидов железа в 2 раза.

Добыча и переработка минерального сырья производится в рамках совокупности органических и неорганических компонентов, в которой осуществляется круговорот веществ, или экосистемы, устойчивой во времени и открытой в отношении притока и оттока материальных компонентов. Любое воздействие на экосистему вызывает ответную реакцию, энергия которой зависит от степени вмешательства в природные процессы окружающей среды.

В связи с интенсивным ростом промышленного производства, обусловливающим постоянно возрастающую потребность в различных видах минерального сырья, добыча полезных ископаемых в мире удваивается каждые 10-15 лет. Следствием этого является то, что за последние 25-30 лет из недр было извлечено около 15 млрд т железной руды, 70 млрд т угля, 25 млрд т нефти, 12 трлн м³ природного газа, миллиарды тонн минеральных удобрений, строительных материалов, десятки миллионов тонн меди, свинца, цинка, алюминия, сотни тысяч тонн остальных цветных и редких металлов, сотни тонн золота и многих других полезных ископаемых.

Открытый способ разработки наносит наибольший экологический ущерб, но в настоящее время он является основным в горнодобывающей промышленности. Наибольший удельный вес открытых горных работ при добыче железной руды приходится на европейскую часть России. Изъятие горных масс из карьеров сопровождается их накоплением в отвалах, занимающих большие площади. Они выводят из хозяйственного использования значительные территории и создают новые неравновесные системы в геологической и окружающей средах.

Горнодобывающие предприятия, ежегодно выбрасывая более 20 млн т пылегазовых веществ, являются крупнейшими загрязнителями атмосферы. Так, рыхлые вскрышные породы являются источником пыли для воздушного бассейна, водотоков и почв прилегающих территорий.

Например, в угольной промышленности России (при добыче ~ 337 млн т угля в год) атмосферные выбросы ориентировочно составляют 394 тыс. т, а сброс загрязненных вод равен 0,6 млрд м³ (или 84 % их общего количества). В газовой промышленности при добыче 640 млрд м³ природного газа вредные выбросы в атмосферу составляют 2138 тыс. т (около 20 % общих выбросов в стране H2S, SO2, N02 и др.), а в гидросферу -- примерно 21 млн т неочищенных сточных вод. Нефтедобывающая промышленность дает 2,5 млн т атмосферных выбросов (10 % от общих), 21 млн м³ загрязненных сточных вод и нарушает приблизительно 12,7 тыс. га земель. Нефтеперерабатывающей промышленностью в атмосферу выбрасывается более 1,5 млн т загрязняющих веществ (3,83 кг на 1 т перерабатываемой нефти), а сброс сточных вод достиг 16,5 млн м³ (из них 3 млн м³ -- без очистки).

Воздействие нефтедобывающей промышленности на окружающую среду характеризуется:

* загрязнением атмосферы выбросами вредных веществ;

* потреблением воды для буровых установок и компрессорных станций;

* сбросом загрязняющих веществ в поверхностные и подземные воды;

* извлечением с нефтью высокоминерализованных попутных вод;

* изменение ландшафта (земляные работы, изъятие земель для строительства объектов нефтегазодобычи, застройка, перемещение грузов волоком), вырубкой лесов, загрязнением почвы нефтепродуктами, разрушением пластов недр и др.;

* захоронением отходов бурения;

* аварийными разливами нефти.

В настоящее время в России неудовлетворительно используется попутный нефтяной газ: его сжигание в факелах составляет около 11 млрдм³ (столько же, сколько потребляется для нужд всего населения России). На этих предприятиях возникает значительное количество и других (твердых или жидких) отходов. Например, только обогатительные фабрики ежегодно направляют в хвостохранилища и очистные сооружения до 10 км³ твердых и жидких отходов. Твердые минеральные отходы горного производства под действием температурно-влажностных факторов и химических процессов с течением времени трансформируются и в виде пылевидных фракций или аэрозолей попадают в атмо- и гидросферу, а также загрязняют почвы.

Важное значение имеет вид добываемого полезного ископаемого. Например, в отличие от горнодобывающих предприятий цветной металлургии, в которых главная доля (до 85 %) загрязнения биосферы связана с воздействием тяжелых металлов, сульфатов, нитратов, хлоридов и других соединений, в уранодобывающей промышленности основная доля (90 %) загрязнения связана со слаборадиоактивными твердыми отходами. При этом особую опасность представляют отходы, накапливаемые в хвостохранили-щах, где радоновыделение (учитывая высокую степень измельчения хвостов и длительный срок их хранения) в 4-5 раз превышает радоновыделение из подземных выработок. Влияние хвостохранилищ на радиационное загрязнение окружающей среды соизмеримо с действием АЭС и во много раз превышает влияние собственно горных работ.

В основе отрицательного влияния технологий на биосферу также лежит изменение и путей фильтрации газов и жидкостей при структурных нарушениях литосферы, взаимного расположения элементов различных оболочек относительно друг друга, трансформация природного и техногенного баланса твердой, жидкой и газообразной компоненты природной среды. В частности, деятельность рудников, карьеров, обогатительных фабрик и перерабатывающих заводов вызывает необратимые изменения в виде:

* разрушения земной коры;

* перераспределения в литосфере напряжения или горного давления;

* изъятия из оборота почв над обрушенными участками;

* загромождения отвалами поверхности;

* заболачивания или, наоборот, обезвоживания почв;

* изменения химического, биохимического и физического состояния пород, почв, вод, воздуха и растительности;

* изменения характера атмосферных явлений и запыленности;

* увеличения радиоактивного уровня в регионах;

* изменения видов и количества флоры и фауны в окрестностях;

* возникновения биогенных мутаций и др.

Подобная разноплановая трансформация биосферы требует не менее разностороннего подхода при ее охране. Поэтому технические и технологические решения по охране биосферы весьма разнообразны и зависят от:

* типа месторождения (масштаб, геологические и гидрогеологические условия залегания);

* вида полезного ископаемого;

* системы отработки месторождения (открытая, подземная или геотехнология) и переработки минерального сырья (обогащение, гидро- или пирометаллургия);

* технологической схемы разработки месторождения и переработки минерального сырья;

* ландшафтно-геохимических характеристик территории (особенностей климата, рельефа местности, состава почв и других факторов.

9.3 Природопользование в энергетике

Энергетика как система включает пять относительно независимых стадий:

1) добычу природных топливно-энергетических ресурсов (ТЭР);

2) транспортировку ТЭР;

3) переработку ТЭР;

4) производство преобразованных видов энергии и их транспортировку;

5) использование энергии.

Влияние энергетики на окружающую среду проявляется, во-первых, в изъятии и потреблении природных ресурсов (земельных, водных и др.); во-вторых, в воздействии отходов энергетического производства; в-третьих, в физическом загрязнении среды (радиационном, электромагнитном, тепловом).

В процессе освоения топливно-энергетических ресурсов происходит изменение рельефа, нарушение почвенного, растительного покрова, поверхностного и подземного стока. Длительная эксплуатация, например, нефтяных месторождений сопровождается опусканием земной поверхности. В Калифорнии при освоении месторождения Лонг-Бич величина оседания достигала 8,8 м. В отдельных случаях, при наличии в недрах пустот, могут происходить внезапные глубокие оседания, которые по характеру протекания и вызываемому эффекту мало отличаются от землетрясений. Опускания земной поверхности могут вызывать оползневые явления.

В процессе горных работ в локальных масштабах меняется распределение подземных и поверхностных вод, нарушается водообмен. Вследствие увеличения темпов водообмена уменьшается концентрация в природных водах микроэлементов. В ряде случаев нарушение баланса водных ресурсов приводит к затоплению прилегающих территорий, изменению русел рек. Формирование отвалов угольной промышленности площадью более 200 га вызывает подъем уровня грунтовых вод и появление в окружающей местности озер и болот.

В результате добычи, например, угля водоемы загрязняются сточными водами. Большие объемы сточных вод связаны с высокой водообильностью разрабатываемых угольных месторождений: 12 м³/т - на шахтах Подмосковного бассейна, 3 м³/т - Донецкого бассейна. Сточные воды характеризуются повышенной кислотностью или щелочностью, жесткостью и минерализацией. Благодаря наличию минеральных и органических загрязняющих веществ они вызывают химическое загрязнение водоемов.

Загрязнение воздушной среды происходит в результате выделения пыли и газообразных веществ при открытой и подземной добыче полезных ископаемых (рудничный газ), при взрывных работах, при эксплуатации горнодобывающей техники, при погрузке и транспортировке твердого топлива, на терриконах, при самовозгорании отвалов. В угледобывающих районах в воздух попадает пыль, сернистый ангидрид, окись углерода, сероводород, окислы азота и другие соединения.

Небезопасна для окружающей среды и транспортировка энергоресурсов. При железнодорожных перевозках жидких углеводородов наибольшую опасность с точки зрения загрязнения природной среды представляет их способность к испарению и утечка при погрузке.

Основной формой воздействия нефтепроводов является загрязнение нефтью и продуктами ее испарения почв, водоемов и приземного слоя атмосферы, а на участках многолетнемерзлых грунтов - протаивание грунта при всех видах прокладки трубопровода, кроме надземной, и его эксплуатации в случае отсутствия тепловой изоляции трубопровода. При удалении растительного покрова глубина протаивания в среднем увеличивается в 1,5 - 3 раза. При загрязнении нефтепродуктами природной среды даже через 15 лет растительность восстанавливается лишь наполовину.

Транспортировка жидких углеводородов морским путем приводит к загрязнению водоемов нефтью и нефтепродуктами при сливе танкерами балластной воды, а также при их авариях. Воздействие газопроводов на природу менее заметно.

Влияние энергетики на окружающую среду в большей мере зависит от вида используемых энергоносителей. Наиболее чистым топливом является природный газ, далее следует нефть (мазут), каменные угли, бурые угли, сланцы, торф. При функционировании ТЭС, АЭС образуется, во-первых, большое количество низкопотенциального тепла, во-вторых, значительное количество твердых, жидких и газообразных отходов. Неизбежность тепловых выбросов обусловлена низким КПД использования потенциальной тепловой энергии энергетических ресурсов, применяемых на ТЭС и АЭС: не выше 40 % для ТЭС и 33 % для АЭС.

Количественный и качественный состав выбросов ТЭС в атмосферу зависит от свойств топлива, способа и совершенства технологии его сжигания. Свойства топлива в значительной степени определяются его химическим составом, горючей массой и балластом. Основными горючими составляющими являются углеводород, водород и сера. Угольные ТЭЦ выбрасывают 1230 т углекислого газа на 1 млн кВт/ч произведенной энергии, газовые - 510 т. Одним из наиболее токсичных газообразных выбросов энергоустановок является сернистый ангидрид.

Выбросы ТЭС отличаются значительным количеством металлов и их соединений. При пересчете на смертельные дозы в годовых выбросах ТЭС мощностью 1 млн кВт содержится алюминия и его соединений свыше 100 млн доз, железа - 400 млн доз, магния - 1,5 млн доз. Летальный эффект этих загрязнителей не проявляется только потому, что они попадают в организмы в незначительных количествах.

Выбросы ТЭС являются существенным источником такого сильного канцерогенного вещества, как бензопирен. С его действием связано увеличение онкологических заболеваний. В выбросах угольных ТЭС содержатся также окислы кремния и алюминия. Эти абразивные материалы способны разрушать легочную ткань и вызывать такое заболевание, как силикоз, которым раньше болели шахтеры.

Серьезные экологические проблемы связаны с твердыми отходами ТЭС - шламами, золой, хвостами углеобогащения. Для складирования твердых отходов из народнохозяйственного оборота отчуждаются значительные территории. Если сама ТЭС средней мощности занимает 200 - 300 га, то площадь золоотвала через 10 лет эксплуатации ТЭС достигает 800 - 1500 га. Зола и шлаки по составу близки к металлургическим. В отходах углеобогатительных фабрик содержатся 55 - 60 % оксида кремния, 22 - 26 % оксида алюминия, 5 - 12 % оксида железа, 0,5 - 1 % оксида кальция, 4-4,5 % оксида натрия, 5 % углерода.

Ежегодно в атмосферу в виде выбросов ТЭС поступает около 250 млн т. мелкодисперсных аэрозолей. Последние влияют на поступление солнечной радиации к земной поверхности. Они, являясь ядрами конденсации водяных паров, способствуют формированию осадков, а попадая в организм человека, вызывают респираторные заболевания.

Используемая на ТЭС вода образует сточные воды, содержащие различные химические вещества и большое количество тепла. Эти воды обусловливают тепловое и химическое загрязнение водоемов и сопутствующее ему изменение (размножение водорослей, потеря кислорода, гибель гидробионтов, превращение типичных водных экосистем в болотные и т. п.). Наряду с тепловым загрязнением происходит шумовое, которое распространяется на расстоянии 3 - 4 км от ТЭС.

Имеются данные, что тепловые электростанции в 2 - 4 раза сильнее загрязняют среду радиоактивными веществами, чем АЭС такой же мощности.

Воздействие АЭС на окружающую среду проявляется в следующем:

1. Разрушение экосистем в местах добычи руд (особенно открытым способом).

2. Изъятие земель под строительство АЭС, особенно под строительство сооружений для подачи, отвода и охлаждения подогретых вод. Для электростанций мощностью 1 тыс. МВт требуется пруд-охладитель площадью около 800 - 900 га.

3. Изъятие значительных объемов вод из различных источников и сброс подогретых вод. Выработка одного млн кВт электроэнергии на ТЭС дает 1,5 км³ подогретых вод, на АЭС такой же мощности - 3 - 3,5 км³.

4. Радиоактивное загрязнение природных компонентов в процессе добычи и транспортировки сырья, при работе АЭС, складировании и переработке отходов, их захоронениях. В процессе ядерных реакций используется 0,5 - 1,5 % ядерного топлива. Ядерный реактор мощностью 1000 МВт за год работы дает около 60 т радиоактивных отходов. В природную среду поступает Cs¹³⁴, Cs¹³⁷, Sr⁹⁰, Sr⁸⁹, I³¹, Co⁶⁰, Co⁵⁸, Mn⁵⁴ и др.

Наиболее опасны по воздействию на живые организмы близкие по химическим свойствам с калием и кальцием цезий 137 и стронций 90. Эти радионуклиды вызывают генетические изменения в клетках живых организмов и человека. В Беларуси в результате взрыва на Чернобыльской АЭС распространены у людей раковые заболевания различных органов. Накоплению радионуклидов способствует дисбаланс в питании, т. е. дефицит белка животного происхождения, витаминов А, С, В, солей кальция и железа. В связи с этим огромное значение приобретает полноценное белково-витаминное питание для лиц, подвергшихся радиоактивному загрязнению.

Гидроэнергетика не оказывает глобального влияния на состояние воздушного бассейна, но строительство ГЭС имеет разнообразные экологические последствия.

Вырабатываемая на электростанциях энергия передается по линиям электропередач. Источниками воздействия на окружающую среду воздушных линий являются: электрические провода, опоры, подстанции и открытые распределительные устройства.

По характеру воздействия на окружающую среду влияние высоковольтных линий целесообразно делить на механическое и специфическое - электромагнитное. Одновременно происходит химическое загрязнение воздуха продуктами, возникающими при коронных разрядах (истечение газа), а также шумовое. Высокие дозы электромагнитного излучения отрицательно влияют прежде всего на нервную и кровеносную систему человека, приводят к сердечно-сосудистым заболеваниям. Шум, генерируемый линиями электропередач, нарушает частоту радиопередач и различных видов связи, а также неблагоприятно воздействует на человека. Уровни шума в 140 - 150 дБ вызывали у людей головную боль, кашель, нарушение зрения, утомление. Эффекты акустического воздействия на человека аналогичны влиянию, вызываемому электрическим полем на подстанциях 500 кВ и выше.

Для решения экологических проблем в энергетике целесообразно:

1) использование и совершенствование очистных устройств, например фильтров;

2) экономия электроэнергии, например, за счет снижения энергоемкости продукции. Например, в США на единицу получаемой продукции расходовалось в среднем в 2 раза меньше энергии, чем в бывшем СССР. Перспективно энергосбережение за счет уменьшения металлоемкости продукции, повышения ее качества, увеличения продолжительности жизни изделий. Экономия энергии в быту и на производстве возможна за счет совершенствования изоляционных свойств зданий. Например, экономию дает замена ламп накаливания с КПД около 5 % флуоресцентными, КПД которых в несколько раз выше. Крайне расточительно использование электрической энергии для получения тепла. Производство электроэнергии на ТЭС связано с потерей примерно 60 - 65 % тепловой энергии, на АЭС - не менее 70 % энергии. Энергия теряется при передаче ее по проводам на расстояние. Поэтому прямое сжигание топлива для получения тепла, особенно газа, намного рациональнее, чем через превращение его в электричество, а затем вновь в тепло. Заметно повышается также КПД топлива при его использовании вместо ТЭС на ТЭЦ;

3) использование отходов энергетики в народном хозяйстве. Масштабы возможного использования золы определяются ее составом, свойствами и потребностью в ней. Например, зола с высоким содержанием окиси кальция используется в качестве удобрений и для известкования кислых почв. Зола и шлаки применяются для производства строительных материалов, сооружения дорог. Зола отдельных видов энергетических топлив может быть использована для получения некоторых редких и рассеянных элементов;

4) для уменьшения влияния линий электропередач на окружающую среду разрабатываются организационно-технические мероприятия, направленные на ограничение времени пребывания людей в зоне электромагнитного поля (первая цель) и на ограничение напряженности поля (вторая цель). Первой цели служат различные нормы напряженности, разрабатываемые для конкретных пространственных и временных условий воздействия электро-магнитного поля на человека. Для решения второй задачи до допускаемых уровней применяются специальные заземленные экраны: металлические навесы, перегородки для открытых распределительных устройств, металлические тросы биозащиты, натянутые на заземленные стойки; а также используется экранирующий эффект, которым обладает древесно-кустарниковый массив;

5) наиболее радикальным способом борьбы с шумом является акустическое совершенствование самого источника шума, установка акустических уловителей;

6) использование альтернативных источников энергии: солнечной, приливной, ветровой и др. Например, известно два пути преобразования солнечной энергии в электрическую. Первый путь связан с использованием фотоэлементов для индуцирования электрического тока из солнечной энергии без всяких дополнительных устройств. Второй путь преобразования солнечной энергии связан с превращением воды в пар, который приводит в движение турбогенераторы.

В районах с интенсивным движением воздуха для получения электрической энергии может использоваться ветер. В США, например, сооружена ветроэлектростанция на базе объединения большого числа мелких ветротурбин мощностью около 1500 МВт (примерно 1,5 АЭС). Кроме неисчерпаемости ресурса и высокой экологичности производства, к достоинствам ветротурбин относится невысокая стоимость получаемой на них энергии. Она здесь в 2 - 3 раза ниже, чем на ТЭС и АЭС.

Вопросы для повторения

1. Какие виды промышленности вы знаете?

2. Что понимается пол отраслью промышленного производства.

3. Какие отрасли промышленности испытывают основные экологические проблемы и почему?

4. В чем специфика природопользования в горно-рудной промышленности и энергетике?

Резюме

Промышленность - основа экономики многих стран современного мира. Промышленность РФ носит ресурсный характер. Ведущими отраслями экономики страны является топливная и горно-рудная промышленность. В настоящие время это отрасли испытывают значительное число экологических проблем, требующих решения.

ТЕМА 10. ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННОГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Цели и задачи изучения темы:

Цель: Изучить особенности современного сельскохозяйственного природопользования

Задачи:

1. Выявить специфику сельского хозяйства как отрасли биологического природопользования

2. Изучить основные виды сельскохозяйственного природопользования.

3. Выявить экологические проблемы сельского хозяйства

Результат освоения темы

Индекс компетенции	Индекс образовательного результата	Образовательный результат
ПК-6	3-1	Знает экологические принципы рационального природопользования

10.1 Сельское хозяйство как отрасль биологического природопользования

При характеристике отраслей биологического природопользования мы не стремимся представить их производственные показатели и выявить роль в природохозяйственном комплексе страны. Главное - экологические последствия деятельности отрасли и методы ее экологической оптимизации.

Сельское хозяйство - комплексная отрасль биологического природопользования, в задачи которой входит рациональная эксплуатация и воспроизводство сельскохозяйственных объектов - растительных и животных. К числу объектов отрасли не относятся лесные растения и дикие животные, которыми занимаются лесное и охотничье хозяйства.

Первичная ресурсная база сельского хозяйства - естественное плодородие почв, биологическая продуктивность сельскохозяйственных растений и животных. Площади земель, преобразованных сельскохозяйственной деятельностью, называются агробиоценозами или агрофитоценозами. Сходства-отличия от коренных биогеоценозов определяются характером и глубиной преобразования.

Сельское хозяйство имеет сложнейшую структуру, распадается на множество отраслей и подотраслей с различными объектами, технологиями и, следовательно, экологическими последствиями производства. Особенно велики различия между земледелием (растениеводством) и животноводством.

Растениеводство: зерноводство, овощеводство, садоводство, хлопководство и т.д. Возможна дальнейшая дифференциация, например, в овощеводстве выделяется картофелеводство как очень специфическая форма деятельности. Зерноводство делится на яровое и озимое. Все земледелие подразделяется на поливное и неполивное. И т.д., и т.п. У каждой формы свои технологии, по-разному сказывающиеся на агробиоценозах.

Обычные формы животноводства - разведение крупного рогатого скота, лошадей, свиней, овец, птиц; более редкие, региональные формы - верблюдоводство, яководство, разведение ослов и др.; звероводство клеточное; северное оленеводство; ранчеводство; пчеловодство. При работе с одними и теми же видами могут применяться различные технологии, например, стационарное и отгонное овцеводство, резко различные по экологическим последствиям.

Сельское хозяйство обладает мощным научным обеспечением. В него входит целый конгломерат сельскохозяйственных наук и научных дисциплин: почвоведение, общая и частная агрономия, общая и частная зоотехния, ветеринария, генетика и селекция, основы мелиорации сельхозугодий, организация и экономика сельского хозяйства и его отраслей и т.д. Этот конгломерат опирается на фундаментальные науки - биологию, физиологию, генетику, географию, экономику и другие науки. Важную роль в оптимальном функционировании сельскохозяйственного комплекса имеют экология, экономика природопользования, социология.

На протяжении 1990-х годов в аграрном секторе происходил спад производства. В 1999 г. по сравнекнию с 1990 г. объем продукции сельского хозяйства снизился на 41,7 процента (Петраков и Галлас, 2001). В частности, уменьшились уборочные площади, урожайность и производство зерновых культур. Если в 1993 г. на площади 60,9 млн. га было произведено 99,I млн. т зерновых (по 16,3 ц/га), то в 1994 г. эти показатели составили соответственно 56,2 млн. га, 81,3 млн. т, 14,5 ц/га. В неурожайные 1998 и особенно в 1999 годы урожаи понизились еще больше, и в последнем году ориентировочно составили по зерновым около 50-60 млн. т. Понизилась урожайность пшеницы, ячменя, овса, проса, кукурузы (особенно сильно, почти в два раза), зернобобовых; осталась на прежнем уровне или чуть выросла урожайность ржи, гречихи, риса. В животноводстве наблюдался резкий сброс поголовья большинства видов животных.

Лишь в 1999-2000 гг. достигнута некоторая стабильность и отмечен небольшой рост продукции сельского хозяйства: в 1999 г. на 4,1, в 2000 г, на 4,5 процента (Петраков, Галлас, 2001). Хороший урожай зерновых культур на значительной части территории России в 2001 году, возможно, объясняется благоприятными погодными условиями.

Жан Дорст (1968) писал: "Рациональное использование земель - это одна из основных проблем, от разрешения которых зависит будущее человечества. На протяжении многих тысячелетий человек трудился над изменением естественных местообитаний, стремился полностью преобразовать их, руководствуясь только своей выгодой. Такое воздействие человека на природу повлекло за собой немалое число тяжелых ошибок... Преобразование природного местообитания в целях возделывания земель или хотя бы создания пастбищ всегда вызывает упрощение экосистемы и сокращение цепей питания со всеми вытекающими отсюда последствиями".

Влияние сельскохозяйственных технологий на окружающую природную и полуприродную среду можно иллюстрировать на тысячах примеров. Каждая из технологий или ее разновидностей имеет свои экологические последствия. Здесь мы приводим эту информацию в очень обобщенном виде.

Растениеводство является одним из важнейших источников продовольствия для человека и кормов для скота. За обозримое время биологическая продуктивность растениеводства увеличилась в среднем в 10 раз. Польза и эффективность этой формы человеческой деятельности несомненны. Экологические последствия растениеводства заключаются прежде всего в глубокой трансформации огромных площадей естественных, первичных экосистем в искусственные и полуприродные системы, агробиоценозы. Вследствие этого резко уменьшилась площадь лесных земель и степей, вплоть до полного уничтожения их на обширных площадях .