Невозобновимые ресурсы планеты

НОУ ВПО  «Липецкий эколого-гуманитарный институт» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа №1 по экологии 
 

«Невозобновимые ресурсы планеты»

(реферат) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент гр. ПЗ-10    

Бабкин  Василий Владимирович 
 
 
 
 
 
 
 

Липецк

2010 

Природные ресурсы и их классификация.

     Природные ресурсы (естественные ресурсы) –  элементы природы, часть всей совокупности природных условий и важнейшие компоненты природной среды, которые используются (либо могут быть использованы), при данном уровне развития производительных сил, для удовлетворения разнообразных потребностей общества и общественного производства.

     Природные ресурсы являются главным объектом природопользования, в процессе которого они подвергаются эксплуатации и  последующей переработке. Главные виды природных ресурсов:

• солнечная энергия
• внутриземное тепло
• водные, земельные и минеральные ресурсы

- являются  средствами труда.

 Растительные  ресурсы:

• животный мир
• питьевая вода
• дикорастущие растения

- являются предметами потребления.

     В связи с огромным объемом используемых природных веществ и энергии, проблема обеспеченности человечества природными ресурсами является глобальной. Для предотвращения истощения природных ресурсов необходимо рациональное и комплексное использование природных ресурсов, поиски новых источников сырья, топлива и энергии.

     Под классификацией природных ресурсов понимается разделение совокупности предметов, объектов и явлений природной  среды на группы по функционально  значимым признакам.

     Существует  несколько классификаций природных  ресурсов. Одна из них – по назначению.

     По  назначению ресурсы делятся на четыре группы:

1. Пищевые
2. Энергетические
3. Сырьевые
4. Экологические

     Наиболее  интересна классификация ресурсов по исчерпаемости. По исчерпаемости  ресурсы делятся на исчерпаемые  и неисчерпаемые.

     К неисчерпаемым ресурсам относятся три группы ресурсов:

1. Космические
2. Климатические
3. Водные

     Космические ресурсы – это солнечное излучение, энергия приливов и отливов и т.д.

     Климатические ресурсы – это атмосферный воздух, энергия ветра, атмосферные осадки и т.д.

     Водные ресурсы – это все запасы воды на Земле.

     Исчерпаемые ресурсы делятся на невозобновимые, относительно возобновимые, и возобновимые.

     Невозобновимые  ресурсы – это ресурсы, скорость расходования которых на много порядков больше скорости возобновления (например, полезные ископаемые).

     Невозобновимые  ресурсы планеты можно разделить  на две большие группы - невозобновимые минеральные ресурсы и невозобновимые энергетические ресурсы. Оба вида этих ресурсов одинаково важны для  нас, но разделение введено потому, что эти две большие группы ресурсов сильно отличаются друг от друга.

     Невозобновимые минеральные ресурсы.

       Более сотни негорючих материалов добываются из земной коры в настоящее время. Минералы образуются и видоизменяются в результате процессов, происходящих в ходе образования земных горных пород на протяжении многих миллионов лет. Использование минерального ресурса включает в себя несколько этапов. Первый из них - это обнаружение достаточно богатого месторождения. Затем - извлечение минерала путем организации некоторой формы его добычи. Третий этап - обработка руды для удаления примесей и превращение его в нужную химическую форму. Последнее - использование минерала для производства различных изделий.

     Разработка  месторождений полезных ископаемых, залежи которых находятся недалеко от земной поверхности, производится путем поверхностной добычи, устраивая открытые карьеры, открытую добычу методом создания горизонтальных полос, или добыча при помощи землечерпательного оборудования. При расположении полезных ископаемых далеко под землей они извлекаются методом подземной добычи.

     Добыча, обработка и использование любого негорючего минерального ресурса вызывает нарушение почвенного покрова и  эрозию, загрязняет воздух и воду. Подземная  добыча - более опасный и дорогостоящий  процесс, чем поверхностная добыча, но он в гораздо меньшей степени нарушает почвенный покров. При подземной добыче может происходить загрязнение воды в силу шахтного кислотного дренажа. В большинстве случаев территории, на которых осуществляется добыча, удается восстановить, но это дорогостоящий процесс. Добыча полезных ископаемых и расточительный подход к использованию продуктов, изготавливаемых из ископаемых и древесины, также приводят к созданию большого количества твердых отходов.

     Оценить количество реально доступного в смысле добычи полезного минерального ресурса - процесс очень дорогостоящий и сложный. И к тому же, нельзя это определить с большой точностью. Запасы минеральных ресурсов подразделяются на выявленные ресурсы и необнаруженные ресурсы. В свою очередь каждая из этих категорий делится на резервы, то есть те ископаемые, которые можно извлечь с получением прибыли по существующим ценам при существующей технологии добычи, и ресурсы - все обнаруженные и необнаруженные ресурсы, включая те, которые не могут быть извлечены с получением прибыли при существующих ценах и существующей технологии. Большинство опубликованных оценок конкретных невозобновимых ресурсов относится к резервам.

     Когда 80% резервов или оцененных ресурсов материала оказываются извлеченными и использованными, ресурс считается исчерпанным, так как извлечение оставшихся 20% обычно не приносит прибыли. Количество извлеченного ресурса и тем самым время исчерпания можно увеличить путем увеличения оцененных резервов, если высокие цены вынудят пойти на поиск новых месторождений, разработку новых технологий добычи, увеличения доли рециркуляции и вторичного использования или на снижение уровня потребления ресурса. Некоторым экономически исчерпанным ресурсам удается найти замену.

     Для увеличения запасов сторонники защиты окружающей среды предлагают увеличить долю рециркуляции и повторного использования невозобновимых минеральных ресурсов и снизить неоправданные потери таких ресурсов. Рециркуляция, вторичное использование и снижение количества отходов требует для своей реализации меньше энергетических затрат и в меньшей степени разрушают почву и загрязняют воду и воздух, чем использование первичных ресурсов.

     Сторонники  защиты окружающей среды призывают  индустриальные страны совершить переход  от одноразового использования с большим количеством отходов к хозяйству, производящему незначительное количество отходов. Это потребует, кроме рециркуляции и вторичного использования, также привлечения экономических стимулов, определенных действий правительств и людей, а также изменения в поведении и образе жизни населения Земли. 

     Невозобновимые  энергетические ресурсы.

       Основными факторами, определяющими  степень использования любого  источника энергии, являются его  оценочные запасы, чистый выход  полезной энергии, стоимость, потенциальные опасные воздействия на окружающую вреду, а также социальные последствия и влияние на безопасность государства. Каждый источник энергии обладает преимуществами и недостатками.

     Обычную сырую нефть можно легко транспортировать, она является относительно дешевым и имеющим широкое применение видом топлива, обладает высоким значением чистого выхода полезной энергии. Однако доступные запасы нефти могут быть исчерпаны через 40-80 лет, при сжигании нефти в атмосферу выделяется большое количество углекислого газа, что может привести к глобальному изменению климата планеты.

     Нетрадиционная  тяжелая нефть, остаток обычной  нефти, а также добываемая из нефтеносных  сланцев и песка, может увеличить  запасы нефти. Но она является дорогостоящей, обладает низким значением чистого выхода полезной энергии, требует для переработки большого количества воды и оказывает более вредное воздействие на окружающую среду, чем обычная нефть.

     Обычный природный газ дает больше тепла  и сгорает более полно, чем  другие ископаемые виды топлива, является многосторонним и относительно дешевым видом топлива и обладает высоким значением чистого выхода полезной энергии. Но его запасы могут быть исчерпаны через 40-100 лет, и при его сжигании образуется углекислый газ.

     Уголь - самый распространенный в мире вид ископаемого топлива. Он обладает высоким значением чистого выхода полезной энергии при производстве электричества и выработке высокотемпературного тепла для производственных процессов, и относительно дешев. Но уголь чрезвычайно грязен, его добыча опасна и наносит вред окружающей среде, так же как и сжигание, если отсутствуют дорогостоящие специальные устройства контроля над уровнем загрязнения воздуха; выделяет больше углекислого газа на единицу полученной энергии, чем другие ископаемые виды топлива, и неудобно его использовать для движения транспорта и отопления домов, если предварительно не перевести его в газообразную или жидкую форму. Значительное нарушение почвенного покрова при добыче. 
 
 
 
 

     Рис. 1 

     Общие инженерные принципы природопользования. 

     I принцип:

     Системный подход к проблемам  природопользования и окружающей среды.

     Природа, как объект деятельности человека, представляет собой чрезвычайно  сложную систему. В общем случае, под системой понимается множество  элементов, находящихся во взаимосвязи друг с другом в совокупности образующих определённую целостность, единство. Любая система связана с окружающей средой, любую систему можно представить как элемент системы более высокого уровня или как совокупность систем более низкого уровня.

     Биологическая система – это выполняющая некоторую функцию структура, которая взаимодействует с окружающей средой и другими системами как единое целое, состоит из подсистем более низкого уровня, непрерывно приспособительно перестраивает свою деятельность по каналам обратной связи и проявляет свойство самоорганизации.

     Системный подход предусматривает комплексную  оценку воздействия промышленно-технической  деятельности общества на природу с  обязательным прогнозированием реакции  природы на это воздействие.

     II принцип:

     Принцип оптимизации биосферы.

     При оптимизации биосферы главным вопросом является выявление комплексных  критериев оптимизации. В общем  случае, оптимизация как функция  управления должна стремиться к тому, чтобы научно-техническое развитие не вывело биосферу за рамки экологической ниши человека.

     III принцип:

     Оптимизация природопользования.

     Оптимизация природопользования – это принятие наиболее целесообразных решений при  использовании ресурсов и природных  систем.

     IV принцип:

     Темпы роста производства должны быть выше, чем  темпы роста добычи сырья.

     V принцип:

     Гармонизация  отношений природы  и техники.

     Эта проблема решается путём создания так  называемых геотехнических или природно-технических  систем.

       Геотехническая система – это совокупность технических устройств и взаимодействующих с ними элементов природной среды, которые в ходе совместного функционирования обеспечивают с одной стороны – высокие производительные и прочие целевые показатели, а с другой стороны поддерживают в зоне своего влияния благоприятную экологическую обстановку.

     Сырьевые  ресурсы, экономическое  и комплексное  их использование. 

     Современная индустрия, в особенности такие  ее отрасли, как химический синтез, выплавка легких металлов, отличается повышенной потребностью в энергии, воде и сырье. Чтобы выплавить 1 т алюминия, необходимо затратить в десятки раз больше воды, чем для производства 1 т стали, а для получения 1 т искусственного волокна приходится использовать в сотни раз больше воды, чем для выработки такого же количества хлопчатобумажной ткани. Нефть и газ стали главными источниками энергии и вместе с тем важными сырьевыми ресурсами химической промышленности. Этими обстоятельствами объясняется все возрастающая эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. Производство каждого нового синтетического продукта влечет за собой «цепные реакции» в технологии - например, для синтеза пластических масс требуется большое количество хлора, получение хлора предполагает использование в качестве катализатора ртути, а все вместе — огромных затрат энергии, воды и кислорода. В современную индустрию вовлекаются почти все химические элементы, существующие на Земле.

     Перед человечеством встал вопрос: надолго ли хватит ему необходимых природных ресурсов? Прошли те времена, когда казалось, что ресурсы Земли неисчерпаемы. Само деление природных ресурсов на неисчерпаемые и исчерпаемые становится все более условным. Все больше видов ресурсов переходит из первой категории во вторую, Сейчас мы уже задумываемся о возможности исчерпания запасов атмосферного кислорода, а в перспективе такой же вопрос может возникнуть даже о ресурсах солнечной энергии, хотя пока еще поток ее кажется нам практически неисчерпаемым.

     Существуют  разные прогнозы, касающиеся будущего наших природных ресурсов. Конечно, их следует рассматривать как очень ориентировочные. Разрабатывая такие прогнозы, надо исходить, с одной стороны, из оценки перспектив роста населения и производства и соответственно потребностей общества, а с другой - из наличия запасов каждого ресурса. Однако пролонгировать современную тенденцию роста населения и производства далеко в будущее было бы рискованно. Так, надо полагать, что по мере повышения жизненного уровня в развивающихся странах, дающих основной процент прироста населения, общий рост должен замедлиться. Кроме того, научно-технический прогресс, несомненно, будет продолжаться в направлении поисков более экономных, ресурсосберегагощих технологий, что позволит постепенно сокращать потребность во многих природных источниках производства.

     Исходя из сказанного, следует ожидать, по крайней мере, в ближайшие десятилетия, дальнейшего роста потребностей в самых разнообразных природных ресурсах. При оценке их запасов важно различать две большие группы ресурсов — невозобновимые и возобновимые. Первые, практически не восполняются, и их количество неуклонно уменьшается по мере использования. Сюда относятся минеральные ресурсы, а также земельные ресурсы, ограниченные размерами площади земной поверхности. Возобновимые ресурсы либо способны к самовосстановлению (биологические), либо непрерывно поступают к Земле извне (солнечная энергия), либо, находясь в непрерывном круговороте, могут использоваться повторно (вода). Разумеется, возобновимые ресурсы, как и невозобновимые, не бесконечны, но их возобновимая часть (ежегодный приход или прирост) может постоянно использоваться.

     Если  обратиться к главным типам мировых  природных ресурсов, то в самом  общем виде мы получим следующую  картину. Основным видом энергоресурсов пока еще остается минеральное топливо — нефть, газ, уголь. Эти источники энергии невозобновимы, и при нынешних темпах роста их добычи они могут быть исчерпаны через 80—140 лет. Правда, доля этих источников должна снижаться за счет развития атомной энергетики, основанной на использовании «тяжелого» ядерного топлива — расщепляющихся изотопов урана и тория. Но и эти ресурсы невозобновимы: по некоторым данным, урана хватит всего лишь на несколько десятилетий.

     Значение  природных ресурсов для жизни  общества никак не может уменьшиться  по той простой причине, что они остаются единственным источником материального производства. При этом, чем меньше производство связано с местными ресурсами, тем более возрастает его зависимость от удаленных источников и тем шире радиус действия таких источников, многие из которых приобретают не только общегосударственное, но и глобальное значение. Напомним о роли нефтяных и газовых месторождений Тюменского Севера в хозяйстве нашей страны или нефти Персидского залива в мировой экономике. Добавим, что есть такие отрасли народного хозяйства, и прежде всего сельское, которые вообще не могут «эмансипироваться» от местной природной среды и всегда будут к ней привязаны.

     Все виды природных ресурсов - тепловые, водные, минеральные, биологические, почвенные - связаны с определенными компонентами природного комплекса (геосистемы) и составляют расходуемую часть этих компонентов. Возможность быть израсходованными - специфическое свойство природных ресурсов, отличающее их от природных условий. К последним относятся постоянно действующие свойства природных комплексов, не используемые для получения полезного продукта, но оказывающие существенное положительное или отрицательное влияние на развитие и размещение производства (например, температурный и водный режим, ветры, рельеф, несущая способность грунтов, многолетняя мерзлота, сейсмичность).

     Альтернативные  методы решения проблемы невозобновимых ресурсов.

     Как видно из всего выше сказанного, проблемы связанные с сырьевыми  ресурсами очень остры в наше время. Запасы ресурсов истощены. В  основном это энергетические ресурсы. Как следствие необходимо обратить внимание к возобновимым источникам энергии. Среди них сейчас наибольшее практическое значение имеет «белый уголь» — энергия водных потоков, однако полное использование гидроэнергоресурсов мира могло бы обеспечить только половину современных потребностей в электроэнергии. Крупнейший возобновимый энергоресурс — лучи Солнца. Теоретически можно ежегодно «перехватывать» почти столько солнечного тепла, сколько содержится во всем ископаемом топливе. Однако практически это неосуществимо из-за малой плотности потока солнечных лучей: солнечные энергетические установки требуют больших площадей. Аналогичным образом дело обстоит с энергией приливов, ветра и внутриземного тепла. Использование этих источников эффективно только в отдельных благоприятных локальных условиях (на побережьях с особо высокими приливами, в районах с устойчивыми сильными ветрами, в местах скопления горячих источников и т. п.). Наибольшие потенциальные возможности таит в себе использование «легкого» ядерного топлива — изотопа водорода дейтерия (путем синтеза из него ядер гелия). Хотя этот источник также в сущности невозобновимый, но практически он неисчерпаем, так как полное использование термоядерной энергии в миллионы раз превысило бы эффект всех других реальных энергических ресурсов. Применение «легкого» ядерного топлива станет возможным, когда будут найдены способы управления термоядер¬ной реакцией.

     Теплота, скрытая в земной коре, или геотермальная  энергия, преобразуется в невозобновимые подземные месторождения сухого пара, водяного пара и горячей воды в различных местах планеты. Если эти месторождения расположены достаточно близко к земной поверхности, полученное при их разработке тепло можно использовать для отопления помещений и выработки электроэнергии. Они могут обеспечить энергией на 100-200 лет области, расположенные вблизи месторождений, причем по умеренной цене. Они обладают средним значением чистого выхода полезной энергии и не выделяют углекислый газ. Хотя и этот вид источника энергии приносит много неудобств при добыче и немалое загрязнение окружающей среды.

     Реакция ядерного деления - также источник энергии, причем очень перспективный. Основными  преимуществами этого источника  энергии за-ключаются в том, что  ядерные реакторы не выделяют углекислого газа и иных веществ, вредных для окружающей среды, и степень загрязнения воды и почвенного покрова находится в допустимых пределах, при условии, что весь цикл ядерного топлива протекает нормально. К недостаткам можно отнести то, что очень велики затраты на оборудование для обслуживания этого источника энергии; обычные атомные электростанции могут использоваться только для производства электроэнергии; существует риск крупной аварии; чистый выход полезной энергии низок; не разработаны хранилища для радиоактивных отходов. В силу вышеперечисленных недостатков этот источник энергии в настоящее время мало распространен.

     Также существует опасность растраты неэнергетических ресурсов: биологических, минеральных, пресной воды, свободного кислорода. Выходом из этой проблемы может быть вторичное использование отходов, экономичное использование воды, переход к более долговечным и легким материалам (углепластикам).

     Главное чтобы люди знали об этой проблеме и старались её решить, а не сидели «сложа руки». 

       Поэтому экологически чистое будущее - за альтернативными источниками энергии. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  используемой литературы: 

     1. А.Г. Исаченко, «География в современном мире». /1998 г.

     2. Государственный доклад о состоянии окружающей среды в г. Москве/1992г.

     3. Г. В. Стадницкий, А. И. Родионов. «Экология».

     4. Газета «География». №3, №5 ,№6 /1999 г.

     5. В. В. Плотников «Введение в экологическую химию», 1989.