Тема 3. Изменение природной среды и эволюция «человечества».

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ

Совокупность наук о природе. Комплекс естественнонаучных и социально-экономических знаний как методологическая база природопользования

 

 

1. Исходные понятия: природа, окружающаясреда, охрана природы, охрана окружающей среды.

2. Комплекс естественнонаучных и социально-экономических знаний как методологическая база природопользования

3. Совокупность наук о природе.

 

В наиболее полном отечественном терминологическом словаре Н.Ф.Реймерса Понятие “Природа” трактуется весьма неоднозначно, в зависимости от того, употребляется ли оно в философском (весь материально-энергетический и информационный мир Вселенной), естественнонаучном (всеобщая система, состоящая из естественных предметов и явлений, технических сооружений, рассматриваемых с точки зрения их свойств, влияющих на внешнюю среду, но не их внутреннего устройства, и из самих людей, но не их общественных отношений [З], совокупность естественных условий существования человеческого общества, общий предмет изучения естественных наук), или житейском смысле (все, что непосредственно не относится к человеку и его деятельности, либо воспринимается [101] приводится 4 различных определения, смысл которых приведен выше. Кроме того, различают “первую” или дикую природу, “вторую” (квазиприроду) и “третью” (артеприроду). К первой относят участки, не нарушенные деятельностью человека, на которые человек влияет лишь как биологический вид, или опосредованно (через глобальные изменения). Важнейшие свойства “первой” природы - устойчивость при отсутствии антропогенного воздействия или способность к самовосстановлению при прекращении такого влияния. “Вторая” природа-это преобразованные человеком экосистемы ‑ поля, сады и т. п., не способные к самоподдержанию в течение длительного времени. “Третья” природа - искусственно созданные системы окружающей человека среды: города, производственные и транспортные системы и т. д., не способные к самоподдержанию даже в течение короткого времени, и существующие лишь за счет потребления поступающих извне материально-энергетических ресурсов.

Окружающая среда - термин, пришедший в русский язык во 2-й половине XX века, и представляющий собой перевод англоязычного слова Environment (дословно: среда, окружающая что-то, непосредственное окружение чего-то). В том, что касается соотношений понятий “природа” и “окружающая среда”, существует 2 подхода. С одной точки зрения, человека окружает природная физическая среда, искусственно созданная физическая среда (различные сооружения, искусственно созданные предметы, физические поля) и социально-экономическая среда "(экономика, культура, здравоохранение, политика, и т.д.) [1-03]. При такой" трактовке природа может рассматриваться как часть окружающей среды. Согласно другой точки зрения, под окружающей средой поднимают ту часть природы, которая взаимодействует с человеческим обществом и изменяется в результате этого взаимодействия. В самом "деле: отдаленные небесные тела - несомненно, природа, но никак не окружающая среда. Видимо, для того чтобы не усугублять и без того запутанный вопрос о терминах, разработчики официальных документов, таких как законы, ГОСТы “обогатили” русский язык словосочетанием - “окружающая природная среда”.

Охрана природы и охрана окружающей среды в обыденном сознании воспринимаются как синонимы и при практической деятельности, как правило, не разграничиваются. В то же время в теоретическом и методологическом отношении эти понятия не идентичны. Согласно официально установленному (на уровне государственного стандарта [32]) определению, под охраной природы понимается система мер, направленных на поддержание взаимодействия между деятельностью человека и окружающей природной средой, обеспечивающих сохранение и восстановление природных ресурсов, предупреждающих прямое и косвенное влияние результатов деятельности общества на природу и здоровье человека. В научной и учебной литературе употребляются более реалистичные по содержанию определения, такие как: 1) совокупность международных, государственных, региональных, административно-хозяйственных, политических и общественных мероприятий, направленных на рациональное использование, воспроизводство и сохранение природных ресурсов Земли и ближайшего к ней космического пространства в интересах существующих и будущих поколений людей, 2) комплексная дисциплина, разрабатывающая общие принципы и методы сохранения и восстановления природных ресурсов [101]. Т.о., понятие охраны природы (и ряд родственных) включает в себя как область практической деятельности, так и научную дисциплину. Терминологической ясности это не способствует, но подобная ситуация распространена достаточно широко: например, термины “металлургия”, “горное дело” и др. традиционно тоже обозначают как области практической деятельности, так и соответствующие научные и учебные дисциплины. Для обозначения науки об охране природы иногда также употребляется термин созология.

Охрана природы как научное направление и область практической деятельности возникла во 2-й половине XIX века, хотя имеет исторические корни, уходящие в глубокую древность. Охрана природы традиционно рассматривалась, а нередко рассматривается и ныне как охрана, прежде всего, растительного и животного мира, основным средством чего является создание заповедников и других особо охраняемых природных территорий. Такой подход трансформировался ныне в концепцию “глубокой экологии” - систему взглядов, отрицающую особую ценность человека по сравнению с другими биологическими видами и наличие у человека преимущественных прав на природные ресурсы [102]. Соответственно, под охраной природы иногда подразумевается более узкая область: сохранение и восстановление ландшафтов в их первозданном виде, всяческое ограничение вмешательства человека.

Охрана окружающей среды ‑ термин более молодой и менее регламентированный официально принятыми определениями. Согласно Н.Ф.Реймерсу [101], под ней подразумевается совокупность охраны природной и социально-экономической сред, окружающих человека, с помощью комплекса международных, государственных, региональных, и локальных административно-хозяйственных, технологических, политических, юридических и общественных мероприятий, направленных на обеспечение социально-экономического, культурно-исторического, физического, химического и биологического комфорта, необходимого для сохранения здоровья человека. Т.е. различие между охраной природы и охраной окружающей среды заключается в направленности мероприятий соответственно интересам самой природы (вероятно, так, как их понимает осуществляющий мероприятия человек), либо в интересах человека. Поскольку интересы человека не исчерпываются в рамках взаимодействия с природными объектами, охрана окружающей среды включает в себя (по крайней мере, теоретически) также создание благоприятных для человека условий внутри искусственных сооружений, благоприятного морально-психологического “микроклимата” в обществе и т.п. Поскольку интересы человека и природных объектов совпадают далеко не всегда, задачи охраны природы и охраны окружающей среды могут входить в противоречие. Например, изменение микрорельефа и растительного покрова при благоустройстве территории, уничтожение вредных для человека организмов, таких как опасные хищники или переносчики болезнетворных микроорганизмов, может рассматриваться как охрана окружающей среды, но отнюдь не как охрана природы. Однако, поскольку благополучие (и тем более комфортное существование) человека неотделимо от благополучия биосферы в целом, охрана окружающей среды в ущерб охране природы если и возможна, то лишь на ограниченных территориях и в течение непродолжительного времени.

 

Тема 2. 2. Предмет природопользования и его основные дефиниции: объект, субъект. Принципы и методы рационального использования и воспроизводства природных ресурсов

1. Предмет и задачи природопользования.

2. Структура и свойства природных систем.

3. Общие представления о природных системах.

 

Природопользование, так же, как и охрана природы, включает в себя и научную дисциплину, и область практической деятельности. В первом случае природопользование - это учение об общих принципах и методах использования природных ресурсов и условий, включая анализ воздействия человека на природу и последствий этого воздействия для человека. Во втором случае природопользование ‑ деятельность по использованию природно-ресурсного потенциала, т.е. вся система отношений между человеческим обществом и природной средой. Частными видами природопользования являются водопользование, землепользование, недропользование.

Природопользование подразумевает наличие как объекта пользования (им является природная среда), так и субъекта, извлекающего пользу ‑ человека. Практически пользу из взаимодействия с природой извлекает не абстрактный человек, а государство, предприятие, хозяйство и т.п. [39]. Это означает неизбежность противоречий между интересами разных субъектов природопользования. Анализ этих противоречий и поиск путей их разрешения - одна из задач науки природопользования. Взаимодействие субъекта природопользования, в свою очередь, осуществляется также не с абстрактной природой, а с конкретными ландшафтами. Характер деятельности человека трансформируется местными условиями, а результаты этой деятельности сказываются на ландшафтах [92]. История человечества - в то же время - история взаимоотношений человека и природы. Человеческое общество могло развиваться только в рамках природопользования, т.е. системы взаимоотношений человека с природой, складывающихся в соответствии с характером исторических, социальных и географических условий. Каждому историческому этапу соответствует определенный исторический тип природопользования, в то же время природные условия на каждом этапе дифференцируют его на географические типы и подтипы. Поскольку на Земле одновременно существуют общества, находящиеся на разных стадиях развития, одновременно существуют и разные исторические типы природопользования. Таким образом, существующая на Земле система природопользования представляет собой сложную мозаику исторических и географических типов (см. ниже).

Природопользование обычно принято разделять на рациональное и нерациональное. Под рациональным природопользованием подразумевается деятельность, направленная на экономное использование природных ресурсов, эффективный режим их воспроизводства, предотвращение или ослабление возможных отрицательных последствий. Нерациональное природопользование - это одностороннее потребительское отношение к природе, стремление взять у нее как можно больше, не заботясь о последствиях [39]. Однако критерии рационального и нерационального, эффективного и неэффективного, и даже экономного и неэкономного, достаточно субъективны и потому подвержены пересмотру. Так, еще в 1950-60-е годы считалось вполне рациональным осушать болота, создавать гигантские водохранилища и т.п.

Главная задача природопользования как науки - поиск и разработка путей оптимизации взаимоотношений общества с природной средой, что должно способствовать сохранению и воспроизводству благоприятных условий жизни и хозяйственной деятельности человека. Эта сложная и многогранная задача требует интеграции естественнонаучных, социально-экономических и технических знаний. Этим природопользование (как и “большая” экология, мегаэкология, в отличие от традиционной, биологической экологии) отличается от традиционных наук, выполняющих функцию анализа, и потому в процессе своего развития все более дифференцирующихся, и приобретает черты мировоззрения, призванного интегрировать.

Природопользование как практическая деятельность включает в себя различные аспекты:

‑ экологические аспекты природопользования ‑ учет при принятии решений, рассматриваемых в факториальной и популяционной экологии внутренних закономерностей функционирования экосистем: характера и направленности происходящих сукцессий, трофической структуры биоценозов, состояния составляющих их популяций;

‑ географические аспекты природопользования ‑ учет при принятии решений внутренней неоднородности и географических особенностей территорий, которые они затрагивают: ландшафтов и образующих их геокомпонентов, а также природно-хозяйственных территориальных систем;

‑ экономические аспекты природопользования ‑ учет при принятии решений экономических отношений, действующих в природно-хозяйственных территориальных системах, прогноз экологических последствий хозяйственных решений, а также использование экономических рычагов для оптимизации природопользования;

‑ юридические аспекты природопользования ‑ анализ влияния законодательства и возникающих вследствие него юридических отношений в обществе на состояние природной среды, а также использование юридических рычагов для оптимизации природопользования.

Природная среда как объект природопользования занимает в настоящее время большую часть географической оболочки Земли (биосферы в понимании В.И. Вернадского). Географическая оболочка является самой крупной природной системой в пределах нашей планеты. Она представляет собой область взаимопроникновения и взаимодействия геосфер: литосферы, атмосферы, гидросферы, педосферы, фитосферы и зоосферы, которые тесно связаны между собой в процессе обмена веществом и энергией. Только в ней существует жизнь, возникло и развивается человеческое общество. Географическая оболочка (биосфера) обладает очень сложной пространственной структурой. Она состоит из множества иерархически соподчинённых природных комплексов более низких рангов- геосистем (согласно представлениям, принятым в географии) и экосистем (согласно представлениям, которые сложились в экологии).

В процессе пространственной дифференциации географической оболочки (биосферы) формируются природные системы, различные по размерам и сложности. Обычно выделяют три уровня размерности:

а) планетарный - географическая оболочка (биосфера) в целом и её самые крупные части (материки, океаны, климатические пояса); б) региональный - крупные регионы, обособление которых связано с действием геодинамических и макроклиматических факторов (физико-географические страны, природные зоны или зоноэкосистемы, ландшафтные области или мегаэкосистемы и др.); в) локальный - небольшие территории, обособленные влиянием мезорельефа и гидроклиматических различий (местности, урочища, фации или биогеоценозы). В сфере хозяйственной деятельности человека оказываются прежде всего системы регионального и локального уровней. Они испытывают наиболее сильные антропогенные нагрузки и связанные с ними изменения природной среды.

С позиции природопользования природные системы выполняют две главные функции: а) жизненную - как среда для жизни и деятельности человека; б) хозяйственную - как пространственный базис для экономической активности людей и источник природных ресурсов. В связи с этим понятие "экосистема" целесообразнее употреблять в тех случаях, когда основное внимание обращается на охрану биоты и экологические факторы среды.

 

 

Рис. 6.1. Экономическое и естественное плодородие

 

Как видно на рисунке 6.1, резкий рост искусственного плодородия за счет увеличения применения минеральных удобрений, пестицидов, техники может привести к увеличению экономического плодородия (на рисунке 6.1 временной период Оto). Однако в случае продолжения тенденции падения естественного плодородия, после его снижения ниже уровня “экологического порога” (точка, соответствующая времени t1) происходит падение и экономического плодородия, несмотря на возможное резкое увеличение затрат в увеличение искусственного плодородия.

Значение простого и расширенного воспроизводства естественного плодородия в динамике для максимизации производства сельскохозяйственной продукции можно показать на примере простой модели:

max Пэ (К, t) (6.2)

Пэ(К, t) = Пе(К, t) + Пи(К, t) (6.3)

Пе(K, t) <= Пе(K, t+1) (6.4)

где К - инвестиции, t - время (t = 1... n) Формула (6.3) является модификацией соотношения (6.1) с учетом фактора времени и инвестиций.

Смысл приведенной модели является следующим: для максимизации экономического плодородия распределение инвестиций в увеличение естественного и искусственного видов плодородия должно быть таким, чтобы естественное плодородие не уменьшалось во времени. Тем самым соотношение (6.4) является важнейшим и необходимым условием УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (но не достаточным условием).

Примером взаимодействия трех видов плодородия, влияния снижения естественного плодородия на экономическое может служить ситуация в сельском хозяйстве нашей страны в 70-80-х гг. В этот период произошло резкое обострение продовольственной ситуации. Среднегодовое производство большинства видов продукции растениеводства в 8О-е и начале 9О-х гг. сократилось или стабилизировалось на уровне 7О-х гг. Характерен пример важнейшей сельскохозяйственной культуры - зерна. За одиннадцать лет в 1979-1989 гг. валовые сборы зерна не смогли превзойти урожаи 10-15-летней давности 1973 и 1978 гг. Дальнейшее падение производства зерна происходило и после 1991 г. Однако здесь эколого-экономический анализ осложняется экономическим кризисом, резким сокращением использования средств производства в сельском хозяйстве и пр. факторами.

Использование земельных ресурсов, их деградация.

Земельный фонд России один из крупнейших в мире и насчитывает 1710 млн. га. Распределение и структура земельных угодий представлена в таблице 6.1. Почти половину территории покрывают леса и древесно-кустарниковые насаждения - 46%. Пятая часть страны занята оленьими пастбищами. На урбанизированные территории, где расположены города, поселки, дороги и пр., приходится всего 1% территории.

Таблица 6.1. Распределение и структура земельного фонда России

(на 1 января 1996 г.) (млн. га)

Вид земельных угодий	Площадь	В % к общей площади
Сельскохозяйственные угодья	222, 0
- в том числе пашня	130, 2
Леса и древесно-кустарниковые насаждения	785, 5
Болота	107, 6
Под водой	72, 0
Под постройками, дорогами, улицами	12, 5
Оленьи пастбища	328, 1
Нарушенные земли	1, 1	0,1
Прочие земли	180,9
ВСЕГО	1709,8

 

Ценнейшей частью фонда являются сельскохозяйственные угодья, их площадь составляет 222 млн. га (13 процентов земельного фонда России), в том числе пашня - 130 млн. га. Страна обладает огромными территориями плодороднейшей в мире почвы - черноземами, которые являются, может быть, самым ценным природным ресурсом, который имеет Россия.

Большое влияние на спад в сельском хозяйстве оказала постоянно ухудшающаяся экологическая ситуация в аграрном секторе. Сохраняющиеся тенденции формирования техногенного природоразрушающего типа развития агро-промышленного комплекса (АПК) ведет к экологическому кризису в сельском хозяйстве. Внешними проявлениями этого кризиса стали крупномасштабная деградация и потери сельскохозяйственных угодий из-за эрозии, уменьшение содержания в почве гумуса и питательных веществ, засоление, заболачивание, перегрузка тяжелой техникой, падение естественного плодородия, загрязнение водных ресурсов химическими продуктами и отходами животноводства.

Быстрое нарастание темпов и масштабов деградации земельных ресурсов явно недооценивается. В России только за период с 1990 г. выбыло из сельскохозяйственного оборота 25, 6 млн. га сельхозугодий, в том числе пашни - 8, 2 млн. га. Основными причинами сокращения аграрных площадей стало развитие эрозионных процессов, зарастание лесом и кустарником небольших и отдаленных участков, подтопление и заболачивание земель, отчуждение земель на несельскохозяйственные нужды. В некоторых регионах эти процессы происходили на фоне попытки компенсировать сокращение ценных аграрных земель за счет вовлечения в сельскохозяйственный оборот новых участков. Причем подавляющая часть вновь осваиваемых земель являются маргинальными и малоплодородными. Поэтому можно говорить не только об уменьшении площадей сельскохозяйственных угодий, но и об ухудшении их качества в целом.

Сохранение техногенных подходов может привести к масштабному экологическому кризису в большинстве аграрных районов России в ближайшие два десятилетия. Может начаться массовая деградация десятков миллионов гектаров земель, порождающая падение урожайности, что крайне отрицательно скажется на продовольственном балансе страны. По оценкам специалистов только в результате переуплотнения почвы из-за тяжелой сельскохозяйственной техники в ближайшие годы может быть утрачено до 10-15 процентов пашни и 5-10 процентов пастбищ. Истощительное сельскохозяйственное землепользование является ведущим фактором деградации почвенного покрова и представляет реальную угрозу национальной безопасности России.

Уменьшение естественного плодородия, выражающееся прежде всего в сокращении самого плодородного, гумусного горизонта почвы и уменьшении содержания гумуса в почве, является довольно известным процессом. Сейчас в стране и в большинстве регионов мира наблюдается природоемкий тип ведения сельского хозяйства, определяемый суженным воспроизводством естественного плодородия. О значительной деградации земельного потенциала говорят данные о быстром качественном ухудшении пашни. Так, с 197О г. в России площадь пашни с эродированными, засоленными и кислыми почвами увеличилась примерно в 2 раза, с переувлажненными и каменистыми - в 3, супесчаными - в 8 раз. Потери органического вещества восполняются лишь на одну треть.

Особенно заметно снижение естественного плодородия в Центрально-Черноземном, Волго-Вятском, Восточно-Сибирском регионах. В этом отношении показателен пример Центрально-Черноземного района, где находятся плодороднейшие земли - черноземы. Еще В.В. Докучаев в начале века писал, что русский чернозем - самая плодородная земля в мире, гораздо лучшая по качеству, чем черноземы Европы и Америки. В настоящее время на этих землях сложилась катастрофическая экологическая ситуация. За последние 3О-4О богатые черноземы русской равнины потеряли треть своего гумуса (перегноя), их плодородный слой уменьшился на 1О-15 см. Допущенное за последнее время снижение естественного плодородия почв соответствует недобору зерна в среднем по 1О ц / га. Если взять за основу среднегодовую урожайность зерновых культур, то обеспечение только простого воспроизводства естественного плодородия почв позволило бы увеличить выход продукции с единицы площади более чем в 1, 5 раза.

Природоразрушающий, ресурсоемкий тип развития АПК требует пересмотра сложившейся в теории и на практике техногенной концепции его развития. Необходим переход к устойчивому развитию аграрного сектора. Главным принципом развития АПК должна стать экологизация всех мероприятий по развитию сельского хозяйства, учет природных особенностей функционирования земельных ресурсов. И уже в соответствии с этим принципом, с ориентацией на него следует осуществлять мероприятия по механизации, химизации, мелиорации, по внедрению достижений научно-технического прогресса. В связи с этим необходимо создать соответствующую систему рыночных регуляторов (льготы, кредиты, налоги и пр.) для изменения приоритетов в распределении ресурсов, капитальных вложений в АПК, усилить природоохранную роль затрат. Для преодоления негативных тенденций в развитии АПК, скорейшего решения продовольственной проблемы целесообразно иметь КОМПЛЕКСНУЮ ПРОГРАММУ ЭКОЛОГИЗАЦИИ АПК, включающую две подпрограммы:

1. Экологизация сельского хозяйства,

2. Ускоренное развитие производственно-сбытовой сферы АПК (инфраструктура и перерабатывающая промышленность). Важнейшее направление в решении задачи устойчивого развития сельского хозяйства и всего АПК - обеспечение простого и расширенного воспроизводства естественного плодородия почв. Пути реализации этого направления надо предусматривать при разработке подпрограмма ЭКОЛОГИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА. К ним относятся прежде всего борьба с эрозией почв, применение органических удобрений, агролесомелиорация, культуртехническая мелиорация, травосеяние, известкование кислых почв, минимизация техногенного воздействия на почвы, почвозащитные технологии, биологические методы защиты растений, оптимальные севообороты, чистые пары и т.д. Эти мероприятия по улучшению качества почв являются “мягкими”, они не вносят резких изменений в экологический баланс агроэкосистем, а наоборот, способствуют повышению плодородия почв. Данные мероприятия должны пользоваться приоритетом по отношению к “глубоким” мелиорациям (прежде всего гидротехническим), широкому применению химических средств производства - минеральных удобрений и пестицидов, использованию в сельском хозяйстве мощной техники с большой нагрузкой на землю.

В целом темпы деградации земель, снижения естественного плодородия почв сейчас значительно опережают темпы проведения экологических мероприятий. Форсирование осуществления природоохранных и природоулучшающих мероприятий позволяет наряду с экологическим эффектом получить значительную экономическую выгоду. Так, капитальные вложения в борьбу с эрозией почв характеризуются высокой экономической эффективностью. Проведение в полном объеме противоэрозионных мероприятий дает возможность увеличить производство продукции растениеводства примерно на 1 / 3. В результате реализации программы экологизации сельского хозяйства возможный прирост сельскохозяйственной продукции в пересчете на зерно составит 5О-7О млн т. Наряду с высокой эколого-экономической эффективностью, экологизация сельского хозяйства дает и огромный социальный эффект. Это проявляется прежде всего в улучшении здоровья населения в результате увеличения потребления биологически чистой сельскохозяйственной продукции, уменьшения загрязнения водных и земельных ресурсов, воздушного бассейна.

 

ВСТАВКА 11.1

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.

 

Важнейшим из них является железная руда — самый распространенный элемент земной коры. Ее мировые разведанные запасы оцениваются примерно в 200 млрд. т, которых хватит примерно на 200 лет. Запасы железной руды в России достаточно велики. Однако и здесь прослеживается тенденция к их исчерпанию, в особенности в традиционных центрах добычи и переработки металлов. Классический пример этому — ситуация в Уральском регионе, где исчерпанность ресурсов достигла таких масштабов, что сырье для загрузки металлургических комбинатов приходится завозить из центральных районов страны, увеличивая транспортные издержки. 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. В этой же связи следует рассматривать и во многом 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 — так же как в случае с топливно-энергетическими ресурсами — сказалось прекращение доступа к месторождениям железной руды, оказавшимся после распада СССР за границей. В абсолютном выражении эти потери достаточно велики — доля России в общесоюзной добыче железорудного сырья составляла около 50%.

 

11.2. Добыча и использование руды

Всего в мире ежегодно добывается около 1 млрд. т железной руды. По этому показателю Россия занимает 4 место после Китая (270 млн. т), Бразилии (170 млн. т) и Австралии (130 млн. т).

Рудное сырье в России добывается как методом открытых разработок, так и подземным способом — из шахт. Открытая добыча более дешева, сопряжена с меньшими потерями сырья, однако экологически более опасна, связана с нарушением больших земельных площадей (примерно в десятикратном размере превышающем потери земли при шахтной добыче на единицу ресурса) и образованием большего объема отходов пустой породы.

Резервы использования при добыче. Показатель извлекаемости руды довольно высок. При открытой добыче извлекается почти 100%, а подземным способом — 87% железной руды. Однако большую проблему представляют отходы горного производства. Вообще функционирование металлургического комплекса сопряжено с образованием огромного объема отходов на всех стадиях движения от сырья к готовой продукции. На первой стадии — при добыче — это, как правило, вскрышные породы, т.е. поверхностные слои почвы и элементы породы, не содержащие полезных (для выплавки стали) элементов. Их использование не превышает 20% от ежегодного образования. Следовательно эти отходы накапливаются.

Резервы обогащения. В процессе обогащения происходит отсечение примесей в руде, повышается концентрация металла и происходит его извлечение. Доля извлеченного металла составляет около 75% — остальное является потерями в отходах обогащения. В этих же отходах теряются и содержащиеся в железной руде цветные металлы (если обогащается цветная руда, то, как правило, теряются элементы железа), т.е. налицо некомплексная переработка, связанная с межотраслевыми барьерами. Наконец, на этой стадии так же накапливается огромное количество отходов переработанной породы, называемых “хвостами”. Объем этих “хвостов” по мере перехода к использованию менее богатых руд имеет тенденцию к возрастанию, а их слабая утилизация (ежегодно используется примерно одна треть от вновь образованных) еще более усиливает этот процесс.

Резервы переработки обогащенной руды есть резервы сталеплавильного производства, которые связаны с технологиями получения металлов, т.е. с теми процессами, которые называются выплавкой стали.

Во всем мире ежегодно выплавляется около 800 млн. т стали самого разного качества и назначения. По странам ее выпуск распределяется следующим образом:

 

Рис. 11.1. Выплавка стали в отдельных странах мира (млн. т, 1998 г.)

 

Суммарный объем выплавки стали в России за последние годы довольно резко уменьшился, гораздо в большей степени, чем добыча железной руды. Это лишний раз показывает отсутствие прямой связи между промежуточным и конечным (по отношению к руде) продуктом.

Главная проблема в настоящее время — переход к прогрессивным, экономичным технологиям производства стали. До сих пор треть стали в России выплавляется в мартенах - 40%. Тогда как в США — около 3%, а в Германии и Японии мартеновский способ практически не применяется.

Выше уже приводился пример технологического отставания в этой области с точки зрения энергопотребления, однако он показателен и с других сторон — экономичности, экологичности, качества конечной продукции. И хотя доля прогрессивно выплавленной стали растет, ее масштаб пока не столь велик как в развитых странах.

 

Удельный вес производства кислородно-конвертерной и электростали в общем объеме выплавки стали, %

Удельный вес непрерывной разливки стали, %

От до

 

Великобритания, Италия, Франция, ФРГ, Япония

США

РФ

Великобритания, Италия, Франция, ФРГ, Япония

США

РФ

 

Рис. 11.2

На этом переходе также большую проблему представляют отходы сталеплавильного и доменного производства.

При общем сокращении их объема вследствие общего падения выплавки стали и некоторой структурной перестройки (в частности, по этой причине помимо прочего происходит уменьшение образования шлаков доменного производства) уменьшается (иногда на порядок) утилизация отходов.

Таблица 11.1

Образование и использование отходов при выплавке стали (млн. т)

	Шлаки доменного производства	Шлаки сталеплавильного производства
	1986 г.	1990 г.	1994 г.	1986 г.	1990 г.	1994 г.
Образовано
Использовано	15,4	5,4	0,81	1,1	0,3	0,08

 

Резервы переработки стали в готовый продукт, как правило, связаны с машиностроением и металлообработкой, которые являются ее основными потребителями. Прежде всего, речь идет о высоких нормах расхода металла при выпуске изделий, их высокой материалоемкости. Отечественная техника является более тяжелой в самом прямом смысле. Очень часто достижение одинаковой производительности станка, машины или оборудования — помимо повышенного энергопотребления — сопряжено с увеличением веса у российских аналогов. На единицу полезной работы, таким образом, расходуется больше металла, чем в развитых странах. В результате в последние годы отмечается рост металлоемкости чистой продукции — примерно на 3% ежегодно.

В этой же связи нужно рассматривать проблему отходов при металлообработке. В настоящее время они составляют пятую часть от всех потребляемых черных металлов. Почти половина из них приходится на долю металлической стружки. Причина такой ситуации — в структуре парка металлооборудования, большой удельный вес в котором занимают металлорежущие станки старого типа.

Резервы утилизации можно свести к решению проблемы: что делать с ежегодным образованием большого количества металлолома, относительно дешевого вторичного сырья. Ежегодное образование металлолома составляет примерно треть от объема выплавляемой стали в стране. В производстве стали он занимает 50%. Однако в последние годы заготовка металлолома уменьшается, в результате чего снижается и его доля при росте удельного веса чугуна. Это увеличивает потребности производства в первичных сырьевых ресурсах.