Антропогенний ресурсний цикл

Для задоволення життєвих потреб, як-то енергія, продукти харчування, одяг, світло, вода для пиття і повітря для дихання, та здійснення виробничих процесів люди використовують природні ресурси. Система діяльності, покликана забезпечити економну експлуатацію природних ресурсів та найсприятливіший режим їх відтворення при одночасному забезпеченні здоров’я людей, характеризує раціональне природокористування.

Отже, раціональне природокористування – це високоефективне господарювання, яке не призводить до різних порушень природно-ресурсного потенціалу або змін у навколишньому природному середовищі, що можуть завдати значної шкоди здоров’ю людей і навіть загрожувати їх існуванню. Для здійснення ефективного господарювання використовують природно-ресурсний потенціал. Під останнім розуміють ту частину природних ресурсів Землі й ближнього космосу, що може бути залучена в господарську діяльність людського суспільства за даних технічних і соціально-економічних можливостей за умови збереження середовища проживання людства. Теоретично – це гранична кількість природних ресурсів, яка може бути використана людством в умовах кінцевого цілого планети та її найближчого оточення, тобто без підриву умов, за яких може існувати і розвиватися людина як біологічний вид і соціальний організм. Природно-ресурсний потенціал визначається рівнем екологічної рівноваги біосфери та її великих складових, які є лімітами для такого існування і розвитку. Перехід за межі використання природно-ресурсного потенціалу відповідає стану колапсу.

Таким чином, під раціональним природокористуванням розуміють мінімальні витрати відновних і невідновних природних ресурсів для задоволення обґрунтованих життєвих потреб людського суспільства при мінімальній шкоді природному середовищу. Отже, йдеться насамперед про задоволення потреб людського суспільства. У біосфері ж, як відомо, впродовж тривалого часу склалася відносна рівновага в екосистемах, що ґрунтується на колообігу речовин та енергії. З появою в біосфері людства і значним зростанням його потреб виникла необхідність у використанні зростаючої кількості природних ресурсів. Так виник і склався антропогенний циклічний колообіг речовин та енергії, оснований на споживанні відновних і невідновних природних ресурсів (див. схему на с. 216).

Цей колообіг, так само як і природні біогеохімічні цикли, незамкнений. У ньому значна частина використаних природних ресурсів (первинної матеріальної сировини), як і в природних біогеохімічних циклах, розсіюється в навколишнє середовище. Однак істотна відмінність між антропогенним і біохімічними циклами полягає в тому, що в останніх розсіювані відходи не забруднюють біосферу. Частково вона надходить у Космос, а більша частина – на самовідтворення в запасники, не порушуючи динамічної рівноваги природного середовища.

Разом з тим розсіювані відходи антропогенного ресурсного циклу, кількість яких невпинно зростає, переважно надходять у біосферу та частково в Космос як забрудники, і тільки незначна їх частина використовується для самовідтворення. Лише 2-6 % природних ресурсів використовується для виробництва готової продукції, а 94-98 % накопичується в навколишньому природному середовищі у вигляді відходів. Така значна кількість відходів пояснюється недосконалістю використовуваних технологій переробки матеріальних ресурсів. У результаті відходи антропогенного ресурсного циклу утворюються дуже швидко, а трансформуються і включаються в біогеохімічні цикли значно повільніше. Це призводить до накопичення їх у біосфері. Відходи виступають основними забрудниками довкілля, проте водночас вони є важливими резервами ресурсозбереження.

Зображений на схемі антропогенний ресурсний цикл характерний для промислових екосистем. У ньому в результаті переробки первинної матеріальної сировини крім основної продукції на всіх етапах виробництва, починаючи з розвідки, заготівлі та видобутку і закінчуючи споживанням готової продукції, утворюється п’ять видів розсіюваних відходів. Перші два види – на стадії заготівлі, видобутку та переробки первинної матеріальної сировини, якою є відновні й невідновні природні ресурси. До них належать газові викиди в атмосферу, стічні води, що надходять у гідросферу, та тверді й рідкі відходи виробництва, що потрапляють у літосферу. Третій вид відходів утворюється на стадії споживання продуктів виробництва. До них належать відходи життєдіяльності людей (екскременти, побутові газові викиди та стічні води, використані одяг, взуття, предмети побуту тощо), які також потрапляють у всі три середовища біосфери. Четвертий вид розсіюваних відходів є наслідком переробки вторинних матеріальних ресурсів на стадії збирання та перероблення утилізовуваних відходів 2 і З, що утворились внаслідок переробки первинної сировини і споживання виробленої продукції. Утилізовувані відходи 2 і З становлять вторинні матеріальні ресурси, які після збирання та оброблення разом з відходами 4, утвореними в цих процесах, у вигляді вторинної матеріальної сировини знову повертаються у виробництво. У процесі збирання та оброблення вторинних матеріальних ресурсів утворюються також неутилізовувані відходи 5, які після знешкодження та захоронення утворюють вторинні розсіювані відходи. В процесі перероблення вторинної сировини утворюється два види розсіюваних відходів – 4 і 5.

 

 

Таким чином, залежно від джерела утворення відходи поділяють на дві групи: відходи виробництва та відходи споживання. Відходи виробництва – це залишки сировини, матеріалів, напівфабрикатів, що утворилися під час виробництва і частково або повністю втратили свої початкові споживні якості. Відходи споживання – це продукція і вироби, що вже споживалися, або супутні їм вироби, що втратили свої споживні якості. Виходячи з можливості утилізації, розрізняють утилізовувані й неутилізовувані відходи. Для перших існує технологія переробки, для других на даному етапі розвитку техніки – не існує.

Для безперервного функціонування антропогенного ресурсного циклу необхідно постійно використовувати первинні матеріальні ресурси у зростаючій кількості відповідно до втрат з розсіюваними відходами 1 -5 згідно із законами збереження матерії та енергії.

Виходячи з визначення раціонального природокористування, антропогенний ресурсний цикл буде тим ефективнішим, чим менше утворюватиметься розсіюваних відходів і споживатиметься природних ресурсів. Коефіцієнт корисної дії цього циклу визначається різницею між кількістю спожитих первинних матеріальних ресурсів (ПМР) і кількістю розсіюваних відходів (РВ), тобто ККД = (ПМР – РВ)100/ПМР, %. В ідеальному випадку ККД =100 %, якщо кількість розсіюваних відходів дорівнює нулю, однак це з погляду термодинаміки неможливо, що підтверджує наслідок закону розвитку довкілля. Отже, чим менше утворюється розсіюваних відходів, тим менше безповоротно забиратиметься від природи первинних матеріальних ресурсів і менше забруднюватиметься природне середовище.

Зменшення кількості розсіюваних відходів та споживання первинних природних матеріальних ресурсів можна досягти, застосовуючи в господарюванні раціональне природокористування. Стосовно технологічних процесів це здійснюють шляхом ресурсозбереження, тобто виробництва продукції за мінімальних витрат сировини, палива та інших енергетичних ресурсів і різних допоміжних матеріалів. До основних напрямів ресурсозбереження належать:

† застосування безвідходних та маловідходних технологій з одночасною комплексною переробкою сировини;

† комплексна переробка газодимових викидів та стічних вод з використанням продуктів газо- і водоочищення;

† рекуперація та утилізація відходів виробництва;

† застосування замкнених водооборотних циклів;

† раціональне використання енергоресурсів та енергозбереження;

† розробка нових ефективних технологічних процесів, у тому числі й мікробіологічних;

† організація територіально-виробничих комплексів.

З метою зменшення кількості розсіюваних відходів та споживання первинних природних матеріальних ресурсів розробляються ефективні безвідходні й маловідходні технології. На промислових підприємствах будують дедалі складніші й дорожчі очисні споруди для газодимових викидів і стічних вод. Розробляють технології комплексної раціональної переробки сировини з мінімальним використанням енергетичних ресурсів та інших допоміжних матеріалів. Незважаючи на те що кількість розсіюваних відходів на одиницю виготовленої продукції стає все меншою, загальний обсяг шкідливих викидів зростає. Це пояснюється невпинним зростанням чисельності населення на планеті, а отже, і його потреб. Найефективнішим шляхом вирішення проблеми зменшення кількості розсіюваних відходів є використання безвідходних технологій. Крім того, використання безвідходних технологій зумовлюється ще й зростаючими світовими цінами на сировину. Таким чином, для забезпечення раціонального природокористування потрібно використовувати екологічно чисті безвідходні та маловідходні технології.