Природные ресурсы и их использование

 

Жизнь человека на Земле обеспечивается пищевыми, минеральными и энергетическими ресурсами планеты. Природные ресурсы делятся на две группы: исчерпаемые и неисчерпаемые ресурсы.

Неисчерпаемые ресурсы

 

Неисчерпаемых природных ресурсов не так уж много. К ним относятся энергия солнечной радиации, морских волн, ветра. Условно неисчерпаемыми считаются воздух и вода.

Атмосфера нашей планеты очень велика – ее вес составляет около 5000 трлн т. На каждого жителя нашей планеты приходится по 2,5 млн т воздуха. Но особую важность для человека имеет кислород, который очень активно расходуется в последнее время. Считается, что за последние сто лет уничтожено 245 млрд т кислорода, а вместо него в атмосферу поступило 3000 млрд т углекислого газа. Это не удивительно, ведь кислород используется не только для дыхания (каждый человек за сутки потребляет около 300 л кислорода), но и в промышленности, сгорая в фабричных печах, двигателях кораблей, автомобилей, самолетов и т.д. Так, для перелета через Атлантику один самолет использует до 150 т кислорода.

Поэтому все большую опасность представляет загрязнение воздуха, от которого больше всего страдают жители больших городов и промышленных центров. Смог над ними может держаться на высоте до 2,5 км. Если за минуту житель села вдыхает около 40 млн частиц пыли, то житель города за то же время – миллиарды пылинок, вызывающих болезни и смерть.

Сегодня развитые страны потребляют больше кислорода, чем его производят растения на их территории. И тем не менее, доля кислорода в атмосфере не снижается. Считается, что помимо фотосинтеза, еще одним источником кислорода на Земле является водяной пар, разлагающийся в верхних слоях атмосферы на кислород и водород под действием ультрафиолетовых лучей.

Серьезной проблемой становится повышение содержания углекислого газа в атмосфере, приводящее к «парниковому эффекту». Атмосфера пропускает солнечную радиацию и удерживает тепло у Земли, действуя как стекло или пленка в теплице. Углекислый газ при этом повышает отражающую способность атмосферы. Если содержание углекислого газа в атмосфере увеличится до 0,04%, этого будет достаточно для повышения температуры на всей планете. Глобальное потепление вызовет таяние льдов и изменение климата на Земле. Как считают эксперты, уже к середине века потепление климата сделается вполне ощутимым. Расчеты показывают, что в экваториальной зоне заметного потепления не произойдет, но в полярных областях температура вырастет весьма существенно. Это заметно скажется на состоянии ледового покрова, особенно в Арктике (там он может даже исчезнуть), на положении границы тундры и вечной мерзлоты.

Но самое главное следствие уменьшения разности температур между полярными и экваториальными зонами изменение структуры атмосферной циркуляции. Сейчас нагретый на экваторе воздух поднимается вверх, движется к полярным зонам и, охлаждаясь, опускается в приземные слои. Затем вдоль поверхности Земли воздух возвращается к экватору. За счет этого происходит основной перенос влаги, испаряющейся над океанами, на континентальную часть планеты. Изменение теплового баланса приведет к уменьшению интенсивности этого переноса, количество влаги, переносимой в глубину континента, может заметно уменьшиться, что резко расширит область пустынь и полупустынь. Уменьшится также и область засушливых земель, дающих сегодня основное количество зерна, что снизит общую продуктивность растительного покрова на континентах. И такой эффект может произойти даже несмотря на значительное увеличение содержания углекислоты в атмосфере, являющейся пищей растений.

Но и это еще не все. Если рост поступления в атмосферу парниковых газов сохранится, то уже в ближайшие десятилетия из-за таяния полярных льдов и теплового расширения воды на десятки сантиметров поднимется уровень Мирового океана, в результате чего окажутся затопленными Япония, Нидерланды, север Евразии и другие прибрежные территории. Это тоже внесет немалые осложнения в жизнь планетарного сообщества. Изменится положение границ, разделяющих природные зоны «степь – тайга» и «тайга – тундра». Потребуется перестройка всей структуры сельскохозяйственного производства.

Очень важной частью атмосферы Земли является озоновый экран, который находится в полосе от 25 до 60 км над Землей. 5 млрд т озона окружают Землю и защищают ее от губительной ультрафиолетовой радиации Солнца. Но в последнее время интенсивная техническая деятельность человека, в том числе, использование хлорфторуглеводородов и других газов, содержащих хлор, в аэрозолях, холодильниках, кондиционерах, в химической промышленности, ведет к разрушению озонового экрана. Это очень опасно, так как сильное ультрафиолетовое излучение вызывает увеличение количества заболеваний раком кожи, наносит серьезный ущерб растительности, планктону в морях и океанах. Считается, что уменьшение озонового экрана всего на 1% ведет к росту числа раковых заболеваний кожи на 5–7%. К концу XX в. в Северном полушарии содержание озона в стратосфере уменьшилось в среднем на 3% над территориями Северной Америки и Европы.

Серьезные изменения деятельность человека вызвала и в гидросфере. Напомним, что поверхность Мирового океана составляет 71% всей площади земного шара. Океан – огромная фильтрующая система Земли, а также крупнейший носитель энергии. Он определяет направления ветров, количество кислорода, поступающего в атмосферу, и многие другие явления.

Масштабы использования водных ресурсов быстро увеличиваются. Это связано с ростом населения и улучшением санитарно-гигиенических условий жизни человека, развитием промышленности и орошаемого земледелия. Суточное потребление воды на хозяйственно-бытовые нужды в городах составляет 150 л на человека. Огромное количество воды используется в промышленности. Так, для выплавки 1 т стали требуется 200 м³ воды, для производства 1 т бумаги – 100 м³ и т.д. Промышленность поглощает 85% всей воды, расходуемой в городах, оставляя на хозяйственно-бытовые нужды всего 15%. Постоянное увеличение водопотребления на планете ведет к опасности «водного голода».

Поэтому большую тревогу вызывает загрязнение Мирового океана, которое происходит в огромных масштабах. В реки, озера, моря и океаны планеты ежегодно сбрасывается до 7000 млрд м³ неочищенных сточных вод, которые содержат около 300 млн т железа, 6,5 тыс. т фосфора, 2,3 млн т свинца, 7 тыс. т ртути и множество других токсичных веществ. Попадание в воду химических соединений калия, фосфора, азота способствует бурному размножению некоторых бактерий и водорослей, приводящих к истощению запасов кислорода.

Огромный вред наносят кислотные дожди, впервые обнаруженные в 50-е годы XX в. после создания Европейской системы контроля химического состава атмосферы. Их появление связано с увеличением использования минерального топлива. Дожди по своей природе уже обладают кислотностью, так как впитывают углекислоту из углекислого газа, содержащегося в атмосфере. Соответственно, увеличение содержания углекислого газа в атмосфере ведет к росту кислотности осадков. В некоторых районах уровень кислотности достигает 3 рН при норме 5,6 рН, а уровень рН чистой воды равен 7. Иными словами, дождь при таком уровне рН представляет собой разбавленный уксус. В результате 70% озер Южной Норвегии, где показатель ниже 4,3 рН, стали непригодными для обитания рыб, в 25 обследованных регионах Европы обнаружены заболевания леса, причем было повреждено до 30–50% общей площади лесов.

Кислотные дожди также разрушают плодородие почв, которые приобретают кислую реакцию, из нее вымывается перегной (гумус), снижается содержание солей кальция, магния, калия. В кислых почвах также уменьшается число обитающих видов животных, замедлена скорость разложения опада. Все это создает неблагоприятные условия для роста растений.

К этому добавляется загрязнение окружающей среды отходами индустриального производства и индустриальной цивилизации. Естественное загрязнение окружающей среды, вызываемое извержением вулканов, лесными пожарами и т.д., не наносило существенного ущерба биосфере, так как она обладает восстановительными функциями. Но у биосферы нет механизмов для утилизации отходов промышленного производства. Так, каждый средний гражданин США выбрасывает за год 82 кг бумаги, 250 металлических банок, 388 бутылок – всего 1 тонну отбросов. Если в XIX в. люди использовали в хозяйстве около 50 видов различных минеральных ресурсов, то сегодня – более 100 видов.

Нельзя не сказать и о загрязнении окружающей среды радиоактивными отходами, количество которых постоянно растет. Возникла эта проблема в 1945 г. после взрыва атомных бомб, сброшенных на японские города Хиросиму и Нагасаки. При ядерном взрыве радиоактивные частицы рассеиваются на большие расстояния, заражая почву, водоемы, живые организмы. Многие радиоактивные изотопы имеют длительный период полураспада, оставаясь опасными в течение всего времени своего существования. Количество радиоактивных частиц в мире постоянно растет. Это связано с тем, что до 1962 г. в мире проводились испытания ядерного оружия в атмосфере, а подземные ядерные взрывы идут и сейчас. Нельзя также исключить возможность аварий на атомных электростанциях, последствия которых, как показал Чернобыль, могут быть очень серьезными. Большой проблемой также является утилизация отработанного ядерного топлива с атомных электростанций и тех радиоактивных веществ, которые используются в промышленности.