Техногенные ресурсы. Классификация техногенных ресурсов

Техногенные ресурсы. Классификация техногенных ресурсов

Человеческое общество в результате своей производственной деятельности производит в конце концов только отходы. В связи с истощением природных ресурсов будущее цивилизации будет зависеть от того как человек сможет распоряжаться этими, им же произведенными материалами: останутся ли они в категории бесполезных отходов загрязняющих, окружающую природную среду или перейдут в разряд техногенных ресурсов.

Классификация техногенных ресурсов.

Все техногенные ресурсы можно разделить на две группы:

- техногенные материалы.

- техногенные энергоносители или вторичные энергоресурсы (ВЭР);

В свою очередь техногенные материалы подразделяются на:

-техногенные месторождения горных, металлургических, энергетических, химических и др. индустриальных комплексов

-техногенное сырье. Техногенное сырье это такой вид техногенных месторождений, переработка которого технологически обеспечена и экономически приемлема.

-вторичные материалы. В основном представлены готовой продукцией, вышедшей из употребления. Являются аналогом полуфабрикатов промышленной продукции. Типичным представителем вторичных материалов является лом черных, цветных, редких и драгоценных металлов;

-твердые бытовые отходы (ТБО); -осадки сточных вод;

-перемещенные грунты; -вскрышные породы.

Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) включают широкий спектр энергетических промышленных газов, газообразных и жидких агентов покидающих промышленные агрегаты с избыточным давлением. Особенностью использования подавляющего большинства ВЭР является необходимость их утилизации в «темпе» с процессом, поскольку аккумулирование, например, тепла или избыточного давления продуктов процесса будет приводить к большим потерям энергии. Удобнее в использовании и эффективнее других ВЭР оказываются энергетические газы (например, коксохимического или металлургического производства) химическая энергия которых может быть востребована в течении длительного времени после их производства ( при условии, конечно, экономической целесообразности их хранения в специальных сооружениях – накопителях).

Ранее остальных техногенных ресурсов человек начал использовать в своей деятельности вторичные материалы.

Вторичные материалы и металлы представляют собой продукты техногенной деятельности человека, которые в ходе эксплуатации в незначительной степени утрачивают свои потребительские качественные характеристики и могут быть восстановлены в форме товарного продукта или преоб-разованы в новую форму товарного продукта в результате применения простых экономически целесообразных и экологически чистых технологий. К вторичным металлам можно отнести практически все утратившие в какой-то момент времени свои эксплуатационные свойства драгоценные (золото, серебро, платиноиды), многие редкие и рассеянные металлы..

Другими примерами вторичных материалов могут служить:

-жидкости и газы, работающие в качестве рабочих тел в системах давления, напорных и хладоагрегатах и т.п.,

-аккумуляторные жидкости и электролиты,

-травильные растворы,

-некоторые виды пластмасс (особенно жидкие термопласты),

-некоторые многократно используемые (после соответствующей восстановительной обработки) отделочные и декоративные материалы и т.п.

Техногенные месторождения. Формирование техногенных месторождений

За время существования АО " Северсталь" на его собственной и прилегающих к нему территориях сформировалось новое антропогенное образование, сравнимое по мощности с крупным месторождение полиметаллического сырья. Подобное образование может быть названо " техногенным месторождением". Череповецкое техногенное месторождение содержит более 200 тыс. т цветных и редких металлов, около 18 тыс. т мышьяка и до 3, 5 тыс. т фтора.

Техногенные месторождения в отличие от природных месторождений возникли как " непланируемая" продукция и их запасы формировались стихийно. Отраслям народного хозяйства было выгодно использовать первичное сырье, и анализом техногенных месторождений практически никто не занимался. Можно сказать, что техногенные отходы - это «сырье неизвестно для чего», сырье " без дальнейшей судьбы". Поэтому выделим основные особенности техногенного сырья, отличающие его от природных ископаемых.

1. Техногенные месторождения - продукт " быстрого созревания", время их жизни -десятки лет вместо миллионов лет, характерных для природных месторождений. При этом запасы техногенных месторождений постоянно пополняются за счет " свежих" отходов.

2. Малый срок жизни техногенного месторождения определяет более низкий уровень его однородности, большой разброс свойств по площади и глубине залегания.

3. " Созревание" техногенного месторождения означает изменение свойств техногенного сырья во времени и сильную зависимость свойств и скорости их изменений от параметров окружающей среды (климат, роза ветров, изменение влажности и др.).

4. В техногенных отходах могут находиться опасные компоненты, на " дезактивацию" которых природе потребуется миллионы лет. Их в запасе у нас нет.

5. Техногенное сырье имеет, как правило, повышенную концентрацию большинства таких элементов, содержание которых в земной коре мало. С этой точки зрения техногенные материалы ~ это первичное сырье, прошедшее стадию обогащения.

6. Для определения качества (стандартов) техногенного сырья методы, применяемые для контроля свойств природного сырья, неприменимы. Нужно определить заново набор свойств, характеризующих качество техногенного сырья, из которых ряд представлен совершенно новыми (скорость изменения свойств, участие в катализе природных, например, окислительных процессов, однородность свойств, доля окисленных компонентов и др.). Эти показатели качества должны контролироваться во всех видах техногенного сырья. Наряду с этим следует оценивать те свойства техногенного сырья, которые имеют значение для избранного способа их переработки.

7. В итоге можно считать, что техногенное сырье не лучше и не хуже природного сырья. Оно – другое сырье.

Требование к сырью и восстановителю при производстве губчатого железа.

Выбор сырья для металлизации проводят в соответствии с требованиями, предъявляемыми к качеству металлизованкого продукта со стороны его дальнейшего передела (доменное или сталеплавильное производство), а также с учетом физико-химических изменений, которым оно подвергается в процессе металлизации.

Железорудные материалы для производства губчатого железа должны удовлетворять следующим основным требованиям: по возможности высокому содержанию железа при низком содержании серы, фосфора, щелочей и примесей цветных металлов (медь, никель, хром, цинк, свинец и др.), оказывающих большое влияние на качество стали и технико-экономические показатели выплавки ее в электропечах; высокой газопроницаемости шихты в восстановительном агрегате; высокой восстановимости; отсутствию склонности шихты к слипанию при достаточно высоких температурах восстановления; высокой прочности при восстановлении!

Химический состав. В связи с тем, что процессы металлизации при получении губчатого железа протекают при умеренных температурах (без расплавления), пустая порода и примеси в исходном сырье полностью переходят в металлизованный продукт. Известно, что содержание железа и кислой пустой породы в губчатом железе существенно влияет на: стоимость выплавки стали, так как они влияют на расход металлизованного продукта для выплавки 1 т стали, расход электроэнергии для расплавления образующегося шлака, расход извести, потери железа со шлаком. С этих позиций содержание железа должно быть максимальным, а содержание кремнезема— минимальным.

Расчет и практика производства показали, что содержание железа в железорудных материалах желательно иметь в пределах 68—69 %, а количество кислых оксидов не должно превышать 3% (в металлизованном 5%), так как в противном случае использование методов бездоменного получения металла становится экономически невыгодным. Однако очень низкое содержание кремнезема может привести к разрушению, разбуханию и слипанию шихты при восстановлении, что снижает эффективность процесса.

В связи с этим возникает проблема использования в качестве шихты для металлизации офлюсованных железорудных материалов. Присутствие в шихтовых материалах оксидов кальция и магния повышает их восстановимость и прочность при восстановительно-тепловой обработке, уменьшает разрушение при низких и склонность к слипанию при высоких температурах,, улучшает условия науглероживания окатышей в процессе их металлизации. Требования к основности различаются в зависимости от свойств исходных железорудных материалов и типа процесса металлизации. Так, если для установок Мидрекс значение основности специально не оговаривается (обычно оно составляет 0, 5—0, 8).

Учитывая тот факт, что в процессе восстановления вредные примеси практически из шихты не удаляются, следует восстанавливать железорудные материалы с минимальным содержанием вредных примесей (серы, фосфора, меди, мышьяка и др.). Верхний предел их содержания определяется маркой выплавляемой стали и типом сталеплавильного процесса, однако, в любом случае содержание серы и фосфора не должно превышать 0, 015-0, 02%. Серу в большей степени можно удалить при производстве окисленных окатышей из железорудного концентрата. Фосфор при окислительном обжиге не удаляется, поэтому для металлизации можно применять лишь руду с низким содержанием фосфора.

Наличие оксидов щелочноземельных металлов (Na2O; K2O) нежелательно, так как они способствуют разбуханию и разрушению материалов в процессе восстановления и тем самым к ухудшению газопроницаемости столба шихты и показателей процесса металлизации.

Физические свойства. Эффективность процесса восстановления в движущемся слое в значительной степени зависит от высокой проницаемости столба шихты, способствующей хорошему контакту газовой и твердой фаз. Высокая газопроницаемость достигается при применении материалов с узким фракционным составом и высокой прочностью на сжатие и истирание. Требования к физическим свойствам железорудного сырья (прочности, фракционному составу, истираемости и др.) в значительной мере различаются в зависимости от специфики процесса металлизации. Например, для процессов металлизации с использованием газообразных восстановителей (в шахтных печах, ретортах) крупность окатышей должна находиться в пределах 10—30 мм, содержание мелочи (< 5 мм) не должно превышать 5 %, механическая прочность в исходном состоянии— не ниже 2000 Н/окатыш, доля окатышей фракции 9, 5—16 мм должна составлять 85-95%; доля фракции > 6, 35 мм при испытании в барабане — не менее 95 %; дояя фракции < 0, 6 мм — не более 4 %. Как видно, требования к содержанию мелочи в шихте для шахтных печей металлизации железа жестче, чем для доменных, так как в первых отсутствует кокс, разрыхляющий шихту и служащий опорным каркасом столба шихты.

Для вращающихся печей, в которых слой восстанавливаемого материала невелик и его газопроницаемость не влияет значительно на скорость процесса и производительность установки, требования к фракционному составу и прочности железорудного сырья не являются такими жесткими, как для шахтных печей. Это расширяет возможность более широкого выбора сырья для металлизации во вращающихся печах.

В процессах производства губчатого железа в агрегатах с использованием газообразного восстановителя в качестве железорудного сырья применяют как окатыши, так и кусковые руды, при этом доля окатышей на установках этого типа составила 80%.

Основная масса окисленных окатышей для процессов металлизации производится на обжиговых конвейерных машинах. Это связано с получением на них окатышей более однородных по форме и крупности, образующих меньше мелочи.

В процессах металлизации в качестве технологического топлива возможно применение различных видов топлива — газообразного (природный и попутный газ), жидкого (продуктов нефтепереработки) и твердого (некоксующиеся угли различных видов). Использование этих видов топлива в качестве восстановителя без специальной подготовки в большинстве случаев невозможно.

Выбор способа производства восстановительного газа определяется экономическими факторами (наличие и стои-

мость того или иного вида сырья, капитальные затраты на строительство установки, эксплуатационные расходы и др.),

а также требованиями к его химическому составу, главными которых являются максимальная доля в нем восстановителей СО и Н2 и минимальная СО2, Н2О, СН4, сажистого угля. Для оценки восстановительной способности газа

используют выражение степени его окисленности:

 

Вдувание угля в горн печи.

Большим преимуществом пылевидного угля по сравнению с другими видами топлива является его низкая стоимость. При вдувании измельченного твердого топлива затраты и тепла на процессы термического его разложения небольшие, что обеспечивает сравнительно высокий (особенно по отношению к при родному и коксовому газам) приход тепла в горн доменной печи.

Основным следствием воздействия измельченного угля на процесс является непосредственная замена углерода кокса углеродом угля. В отличие от газообразных и жидких восстановителей уголь практически не содержит водорода (кроме содержащегося в летучих и водяном паре), поэтому вдувание угля в горн оказывает слабое влияние на ход восстановительных процессов. Зола угля несколько увеличивает выход шлака в печи, что снижает экономию кокса при вводе угля в печь. Сера, вносимая углем, может частично переходить в чугун, что требует ограничения используемых углей по их сернистости. При вдувании угля газодинамические условия плавки практически не меняются. В связи с этим лимитирующим фактором количества используемого твердого топлива является нагрев горна. Уменьшение прихода тепла в горн из-за меньшей по сравнению с коксом теплоты сгорания угля и наличия водяных паров, претерпевающих в горне диссоциацию, приводит к снижению температуры горна. Поэтому в доменной плавке следует использовать высушенные угли. На основе результатов многочисленных исследований на горячих стендах и на доменных печах в настоя-щее время хорошо известны условия, которые обеспечивают замену до 40—45% кокса вдуваемым пылеугольным топливом. К ним относятся: 1. Высокое качество кокса, применяемого в доменной плавке. 2. Высокое качество угля, используемого для вдувания в доменную печь. 3. Применение специальной техники вдувания, обеспечивающей полноту сжигания угля в фурменной зоне. 4. Обогащение дутья кислородом и вдувание кислорода совместно с углем.

В связи со снижением газопроницаемости столба шихты при вдувании значительных количеств ПУТ и для поддержания производи-тельности печей на необходимом уровне расход дутья сокращают, обогащая его кислородом.

Кризисы ресурсов

Кризис - переломный момент, острое состояние, обострение противоречий, ранее не проявлявшихся. Кризис отнюдь не является катастрофой.

Экологический кризис - это состояние нарушения устойчивости биосферы, в результате которого происходят быстрые (за время жизни одного поколения людей) изменения характеристик окружающей среды.

Кризис №1 (около 50 тыс. лет до н.э.). Нехватка естественных продуктов питания живой природы. Первое подтверждение “Мальтусовской проблемы” в реальности.

“Революция” №1. Биотехническая революция, выжигание растительности (например, для увеличения территорий для животных), организация массовой охоты.

Кризис №2 (10-50 тыс. лет до н.э.). Перепромысел крупных животных (истребление мамонтов). Истощение ресурсов собирательства.

“Революция” №2. Аграрная революция, переход к производящему хозяйству примитивное орошаемое земледелие и скотоводство.

Кризис №3 (2 тыс. лет до н.э.). Орошаемое земледелие не справляется с производством пищи.

“Революция” №3. Вторая аграрная революция. Широкое освоение неполивных земель.

Кризис №4 (Первое тысячелетие до н.э.). Истощение растительности как энергоисточника. Нехватка трудовых ресурсов.

“Революция” №4. Начало использование минерального горючего. Широкое распространение примитивных машин, в том числе с участием мускульной силы животных.

Кризис №5 (XVIII-XIX вв.). Примитивные машины и способы получения энергии не справляются с удовлетворением потребностей общества

“Революция” №5. Промышленная революция. Изобретение паровой машины. Начало машинного производства.

Кризис №6 (начало XХ-го века). Нехватка продукции и энергии для удовлетворения резко выросших потребностей общества.

“Революция” №6. Научно-техническая революция.

Кризис №7 (вторая половина ХХ-го века). Затруднения в функционировании экосистем. Демографический кризис. Социальный кризис. Энергетический кризис.

“Революция” №7. Разработка и начало использования концепции устойчивого развития “Третья революция”. Ресурсо-экологическое регулирование общественного прогресса. Первые шаги в решении демографических проблем.

Во-первых, кризисы в развитии человеческого общества базируются на основной проблеме - нехватке ресурсов. При всем разнообразии ресурсов на начальной стадии развития человеческого общества лимитирующим (ограничивающим) ресурсом был ресурс продовольствия. По мере движения человеческого общества к зрелости к продовольствию прибавляется энергетика, а затем наличие или нехватка трудовых ресурсов.

Во-вторых, кризис ресурсов - это закономерный этап развития цивилизации.

В-третьих, до ХХ-го века устойчивость окружающей среды полностью обеспечивала условия развития цивилизации. Экологические кризисы на всем предыдущем отрезке развития общества не возникали. Эти общие соображения взяты авторами за основу последующего анализа.

Основные понятия экологии

Экология (по Б. Небелу) - наука о взаимоотношении всего живого между собой и окружающей средой.

По мере становления экологии как самостоятельной науки стала проявляться необходимость поиска базовой единицы, «размерности». У других, оформившихся наук такая единица существовала. В физике это был атом, в физиологии – орган, в цитологии – клетка. Такая единица была найдена, когда в 1935 г. английский зоолог Артур Тенсли ввел одно из центральных понятий современной экологической науки - «экосистема», под которым понимают совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом в ограниченном пространстве.

В 1877 г. немецкий зоолог Карл Мёбиус вводит понятие «биоценоз», понимая под ней эволюционно сложившуюся форму организации живого населения биосферы, многовидовую биологическую систему. Термин «биоценоз» получил распространение в научной литературе на немецком и на русском языках. В англоязычных странах ему соответствует понятие «сообщество» («community»).

В1907 г. Э. Раковицэ предлагает понятие “биота”, как исторически сложившуюся совокупность живых организмов (растений, животных, микроорганизмов), населяющих какую-либо определенную территорию. В отличие от биоценоза, эти организмы могут быть экологически не связаны.

Понятие “экосистема” применяется к единицам разной протяженности - от пня с его живым населением (“микроэкоситема”) до мирового океана (“макроэкоситема”). Эта размытость в определении порождает многие неясности в количственной трактовке экологических проблем. Искусственная экосистема - это совокупность живых организмов, живущих в условиях, которые создал человек и которые ранее природной среде известны не были

Абиотические факторы - компоненты и явления неживой, неорганической природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы (климатические - световой режим, солнечная радиация, температура, влажность, атмосферные осадки и т. д., почвенные факторы водной среды и т. д., структура и состав, кислотность (рН), содержание гумуса и т. д.

Антропогенные факторы - факторы, обязанные своим происхождением деятельности человека.

. Биогенное вещество - осадочные породы, состоящие из продуктов жизнедеятельности живых организмов или представляющие их разложившиеся остатки (известняки, горючие сланцы, ископаемые угли, нефть и т.д.).

Биогеохимический круговорот веществ - повторяющийся обмен химических элементов и их природных соединений между живым веществом и неорганической средой. Термин введен В.И. Вернадским.

Биокосное вещество - вещество, возникающее в результате совместной деятельности живых организмов и косных процессов (кора выветривания, почвы, природные воды и т. д.).

Биомасса - выраженное в единицах массы количество живого вещества, приходящееся на единицу площади или объема. На суше преобладает фитомасса (масса зеленых растений) - 99%, а в океане - животные и микроорганизмы (93, 7%).

Биом – крупная региональная или субконтинентальная биосистема (крупное сочетание экосистем), характеризующаяся каким-либо основным типом ландшафта, например, биом лиственных лесов умеренного пояса.

Биотоп – участок с однородными экологическими условиями, совокупность неживых компонентов, однородное по абиотическим факторам среды пространство. Иногда биотоп отождествляют с местообитанием. Однако последнее – это территория, биотоп же – это абиотическая среда.

Гелиоэнергетика - использование солнечной энергии с применением различных способов.

Голоцен - современная экологическая эпоха, последняя фаза четвертичного периода (плейстоцена). На протяжении голоцена отличалось чередование теплых и холодных эпох с различной степенью увлажнения климата. Продолжительность голоцена составляет 10-12 тысяч лет назад.

Гомеостаз - способность организма или системы организмов поддерживать динамически устойчивое равновесие в изменяющихся условиях среды.

Гумус, перегной - темноокрашенное вещество почвы, образующееся в результате биохимического разложения растительных и животных остатков в верхнем почвенном горизонте. От его количества зависит плодородие почвы.

Живое вещество - совокупность и биомасса живых организмов в атмосфере.

Консументы - организмы, потребляющие готовые органические вещества, создаваемые фотосинтезирующими или хемосинтезирующими видами (продуцентами). К ним относятся все животные, включая человека, часть микроорганизмов, паразитирующие насекомоядные растения. Отличают консументы первичные, питающиеся растительной пищей (травоядные) и вторичные (второго, третьего и последующих порядков), питающиеся животной пищей, т. е. и первичными консументами.

Мониторинг - отслеживание, комплексная система наблюдений, оценки и прогноза изменений окружающей среды.

Сукцессия - последовательная необратимая смена биоценозов, преемственно возникающих на одной и той же территории в результате влияния природных или антропогенных факторов.

Тропосфера - нижняя часть атмосферы, в которой сосредоточено более 80% массы всей атмосферы.

Трофические цепи (пищевые цепи) - это перенос энергии и питательных веществ от основного источника - зеленых растений - через ряд организмов. На каждом уровне потребленная пища ассимилируется не полностью, т. к. значительная часть ее теряется, тратится на обмен веществ, поэтому продукция каждого последующего вида организмов всегда меньше, чем предыдущего.

Экосфера – область, доступная для человека (биосфера, околоземное пространство – освоенный космос, глубины Земли т.д.)

Окружающая среда

Окружающая среда - это находящаяся рядом с человеком, доступная ему, находящаяся в компактных местах проживания, сфера. Согласно документам ЮНЕП (специализированная структура ООН по окружающей среде) окружающая среда представляет собой «все внешние факторы, условия и воздействия, оказывающие влияние на организмы и общество, т.е. все что окружает организмы, включая созданное природой и человеком».

Окружающая среда состоит из четырех неразрывно связанных компонентов: собственно природной среды; порожденной агротехникой «второй природы»; искусственной среды - «третьей природы» и социальной среды. Характеристика этих элементов окружающей среды приводится далее по Н.Ф. Реймерсу:

1. Природная среда, окружающая человека, - факторы чисто естественного или природно-антропогенного происхождения (т.е. имеющие свойства самоподдержания и саморегуляции без постоянного корректирующего воздействия со стороны человека), прямо или косвенно, осознанно или неосознанно (регистрируемые или нерегистрируемые органами чувств, измеряемые или неизмеряемые), воздействующие на человека. К числу этих факторов относятся энергетическое состояние среды (тепловое и волновое, включая магнитные и гравитационные поля); химический и динамический характер биосферы; водный компонент (влажность воздуха, химический состав воды и др.); физический, химический и механический характер поверхности Земли; облик и состав биологической части природных систем (растительности, животного и микробного населения) и их ландшафтных сочетаний (в том числе сочетаний некоторых сельскохозяйственных и лесохозяйственных земель с естественными экосистемами), степень сбалансированности и стационарности компонентов, создающих климатические и пейзажные условия и обеспечивающих определенный ритм природных явлений, в том числе стихийно-разрушительного характера (землетрясения, наводнения, ураганы).

2. «Вторая природа» или квазиприродная среда - все модификации природной среды, искусственно преобразованные людьми и характеризующиеся свойством отсутствия системного самоподдержания (т.е. постепенно разрушающиеся без постоянного регулирующего воздействия человека): пахотные и иные преобразованные человеком угодья («культурные ландшафты»), грунтовые дороги, внешнее пространство населенных мест с его природными физико-химическими характеристиками и внутренней структурой (разграничение заборами, различные постройки, изменяющие тепловой и ветровой режимы, зеленые полосы, пруды и т.д.), зеленые насаждения (газоны, бульвары, сады, ландшафтные парки и лесопарки). Все эти образования имеют природное происхождение, представляют собой видоизмененную среду и не являются чисто искусственными, не существующими в природе (здания рассматриваются как целое, подобное скалам, и вообще пересеченной местности, энергетика лишь как преобразованный естественный поток солнечного тепла и т.п.). К «второй природе» относятся также домашние животные и культурные растения, включая домашнее растениеводство. Расширение территории «второй природы» требует все больше усилий на ее поддержание. Это - одна из причин роста абсолютных и относительных энергетических затрат в развитии общества.

3. «Третья природа» или артеприродная среда - весь искусственный мир, созданный человеком, не имеющий аналогов в естественной природе и без непрерывного ухода немедленно начинающий разрушаться. Это уже не «очеловеченная» природа, а в корне преобразованное человеком вещество. К «третьей природе» можно отнести асфальт и бетон современных городов, внутреннее пространство мест жизни и работы, транспорт и предприяти сферы обслуживания (физико-химические характеристики, размерность, эстетика помещений и т.д.), технологическое оборудование, транспортные объекты, мебель и другие вещи («среда вещей»).

Современного человека главным образом окружает именно среда «второй» и «третьей» природы. В одних случаях она смягчает воздействие природной среды (улучшает, например, микроклимат), в других заменяет своими элементами природную среду (архитектура, кондиционеры и т.д.). Артеприродная среда оказывается ухудшенным вариантом природной среды (загрязнения всех видов, однообразие архитектуры и т.д.).

4. Социальная среда - культурно-психологический (информационный, в том числе политический) климат, намеренно или непреднамеренно, сознательно или бессознательно создаваемый для личности, социальных групп и слагающийся из влияния людей, как социально-биологических существ друг на друга и пр. Воздействие включает экономическую обеспеченность в соответствии с выработанным обществом эталоном, гражданские свободы, моральные нормы общества, свободу самовыражения, возможности свободного общения, пользования культурными ценностями, сферой услуг.

Социальная среда интегрируется с природной, квазиприродной и артеприродной средами в общую совокупность окружающей человека среды. Все факторы каждой из рассматриваемых сред тесно взаимосвязаны между собой. Нельзя при этом думать, что какая-то из этих сред может заменить другую или быть безболезненно выброшенной. Эти среды способны лишь усиливать или ослаблять действие друг друга, но не снимать эти воздействия. Так природный климатический дискомфорт может быть ослаблен лучшей организацией “третьей природы” и социальным комфортом, но это не означает, что среда жизни человека станет идеальной.

Развитие естественной экосистемы подчиняется законам эволюции. Поэтому естественные экосистемы - это как отношения между живыми организмами, так и условия окружающей среды. При этом те и другие находятся в состоянии динамического равновесия двух основных факторов: биотический потенциал (масса популяции, скорость роста и др.) и сопротивление окружающей среды (климат, болезни, катастрофы, опасность со стороны хищников и др.). Любая естественная экосистема является замкнутой и равновесной.

Биосферный ресурс

Важнейшим практическим вопросом, вытекающим из ресурсо-экологической концепции, является количественная оценка биосферного ресурса

наиболее полно отражает состояние окружающей среды “степень устойчивости биосферы”. мы подчеркиваем иное понимание биосферного ресурса как степени устойчивости биосферы

Большинство специалистов полагает, что состояние окружающей среды, которое, как мы полагаем, удобнее выразить в наиболее полном объеме в виде определенного запаса степени устойчивости природных процессов или понятия «биосферный ресурс», наиболее надежно оценивается значениями следующих составных частей в таком иерархическом ряду (убывание по степени значимости при глобальной оценке):

- уровень сохранения видового разнообразия и естественных экосистем;

- состояние лесов, водоемов, земель;

- глобальное изменение климата;

- выбросы и загрязнения.

С точки зрения методологии ресурсного подхода удобнее подразделить эти направления следующим образом:

- биологический подресурс (биота, вода, воздух, земля);

- химический подресурс (изменение климата, формирование выбросов и загрязнений);

- физический подресурс (воздействие на окружающую среду нехимическим воздействием, радиоактивность, ионизация, электромагнитное излучение и др.).

Парниковый эффект

Деформация окружающей среды чаще и прежде всего обосновывается увеличением концентраций микрокомпонентных (иначе «следовых» или «малых») газов. Темпы ежегодного прироста «малых» газов составляют: диоксид углерода 0, 5 %, метана 0, 9 %, оксидов азота 0, 25 %, хлор- и хлорфторуглеродов – 4 %.

Источниками малых газов наряду с природными являются антропогенные. Источник диоксида углерода – биота и сжигание ископаемого топлива. Выделение метана происходит в результате сельскохозяйственной деятельности (животноводство, выращивание риса), а также из-за нарушения естественного метанового фильтра (из бактерий). Галогенуглеводороды имеют исключительно антропогенное происхождение.

Парниковый эффект – это увеличение количества тепловой энергии Солнца, удерживаемой у Земной поверхности. Понятие парникового эффекта сформулировано в 1863 г. Тиндаллом. В 1886 г. Аррениус показал, что углекислый газ (диоксид углерода), составляющий ничтожную часть атмосферы (около 0, 03 %), поддерживает температуру у поверхности Земли на 5-6 % выше, чем если бы этот газ отсутствовал. В 1938 г. Каллендер впервые высказал предположение о возможности влияния антропогенных выбросов углекислого газа на климат.

Диоксид углерода - естественный компонент атмосферы, содержащийся в небольшой концентрации. В пробе обычного воздуха при нормальных условиях присутствует примерно 0, 03% СО2 (по массе). СО2 не ядовит и не относится к токсикантам. Растения используют СО2 в процессе фотосинтеза, выделяя кислород. Большинство животных потребляют кислород при дыхании. При дыхании же они выделяют СО2 как конечный продукт обмена. СО2 не только потребляется при фотосинтезе, но и растворяется в Мировом океане. Угольная кислота реагирует с соединениями кальция и магния, попадающими в воду вследствие выветривания пород, с образованием карбонатов. Карбонаты, выпадая в осадок, удаляются из воды, что делает возможным дальнейшее растворение СО2 в воде. Итак, существует два механизма для удаления диоксида углерода из атмосферы: 1). Поглощение и усвоение зелеными растениями в процессе фотосинтеза; 2). Растворение в океане с последующим осаждением из воды.

Увеличение выбросов СО2 и некоторых других газов в атмосферу, вызванное производственной деятельностью человека и незапланированное природой, связывают с изменениями в климате. Эти изменения объясняют «парниковым эффектом». Бернард Небел в своем знаменитом учебнике «Наука об окружающей среде» следующим образом наглядно объясняет этот эффект: «Вам знакомо, как нагревается внутри автомобиль, когда он стоит на солнце с закрытыми окнами. Причина в том, что солнечный свет (световая энергия) проникает сквозь окна и поглощается сидениями и другими предметами в салоне. При этом световая энергия переходит в тепловую, предметы нагреваются и выделяют тепло в виде инфракрасного или теплового излучения. В отличие от света оно не проникает сквозь стекла наружу, т.е. улавливается внутри автомобиля. За счет этого повышается температура. То же происходит в парниках, откуда и произошел термин «парниковый эффект». В глобальном масштабе содержащийся в воздухе углекислый газ играет ту же роль, что и стекло. Световая энергия проникает сквозь атмосферу, поглощается поверхностью Земли преобразуется в ее тепловую энергию и выделяется в виде инфракрасного излучения. Однако углекислый газ в отличие от других природных компонентов атмосферы его поглощает. При этом он нагревается и в свою очередь нагревает атмосферу в целом. Значит, чем больше в ней углекислого газа, тем больше инфракрасных лучей будет поглощено, тем теплее она станет».

1) Происходит постоянное и нарастающее увеличение выбросов в атмосферу парниковых газов, прежде всего диоксида углерода. Источники последнего – сжигание ископаемого топлива и производных продуктов, прежде всего бензина в тепловых электростанциях, двигателях автомобилей и т.д.

Выбросы диоксида углерода особенно резко увеличились за последние 30-40 лет в промышленно развитых странах.

2) Еще более быстрыми темпами увеличились выбросы других газов, усиливающих парниковый эффект – метана, оксидов азота, галогеноуглеводородов. По некоторым оценкам, на последние годы приходится 15-20  парникового эффекта. Только в 1998 году вследствие уничтожения тропического леса в атмосферу попало 5, 5 млрд. т углерода. Если такая нагрузка будет сохраняться, то с 2010 года в атмосферу будет ежегодно поступать не менее 10 млрд. т углерода.

В результате этих процессов среднегодовая температура на планете выросла и продолжает расти. Изменения температуры происходят неравномерно в различные временные периоды. 4) Последствия потепления для населения и экономики развитых стран могут оказаться различными и иметь как положительные, так и отрицательные стороны.

123456Следующая ⇒

Поделиться: