Пути решения экологических проблем: устойчивое развитие в глобальной системе «общество - природа»

Устойчивое развитие в глобальной системе «Общество-природа». Конференция ООН по окружающей среде и развитию, проходившая в 1992 г. в Рио-де-Жанейро, приняла для всех стран нашей планеты на XXI в. концепцию устойчивого развития как руководство к действию.

Устойчивое развитие —это обеспечение потребностей настоящего времени без ущерба основополагающим параметрам биосферы и не ставящим под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои потребности

В глобальной системе «общество — природа» устойчивое развитие означает соблюдение динамического равновесия в социоэ-косистемах разного уровня. Компонентами социоэкосистем является общество (социальные системы) и природная среда (эко-и геосистемы).
При ограниченных ресурсных возможностях нашей планеты для непрерывного развития социоэкосистем необходимо поддержание со стороны общества и развития природной средой.

59 Пути решения экологических проблем: рациональное управление природными ресурсами

Ограниченность ресурсов Земли является на рубеже XXI в. одной из наиболее актуальных проблем человеческой цивилизации. В связи с этим одним из важнейших условий современности можно считать решение задач по рациональному управлению природными ресурсами. Их выполнение требует не только обширных и глубоких знаний закономерностей и механизмов функционирования экологических систем, но и целенаправленного формирования нравственного фундамента общества, осознания людьми единства с природой, необходимости перестройки системы общественного производства и потребления.
Для сознательного и квалифицированного управления экономикой и природопользованием необходимо:
— определить цели управления;
— разработать программу их достижения;
— создать механизмы реализации поставленных задач.

60 Пути решения экологических проблем: стратегия развития промышленности, энергетики и борьба с загрязнениями

Главным, стратегическим направлением развития промышленности является переход на новые вещества, технологии, которые позволяют уменьшить выбросы загрязнений. Используется общее правило, что предотвратить загрязнение легче, чем ликвидировать его последствия. В промышленности для этого применяются системы очистки сточных вод, оборотное водоснабжение, газоулавливающие установки, на выхлопных трубах автомобилей устанавливаются специальные фильтры. Переход на новые, более «чистые» источники энергии также способствует уменьшению загрязнения природной среды. Так, сжигание на ГРЭС или ТЭЦ природного газа вместо угля позволяет резко снизить выбросы диоксида серы.
Для всех стран мира крупнейшими, практически неиссякаемыми вечными и возобновимыми источниками энергии являются солнце, ветер, текущие воды, биомасса и внутреннее тепло Земли или геотермальная энергия

Технологии использования солнечной энергии быстро развиваются. Фотоэлектрогенераторы уже находят широкое применение, а стоимость производимого ими киловатт-часа энергии в середине 80-х годов по сравнению с 1973 годом сократилась в 50 раз. Ожидается дальнейшее сокращение того же порядка к концу XX в. благодаря применению более эффективных полупроводников и других технологических новшеств. Термоэлектрические генераторы производят более дешевую энергию, и их использование открывает перспективу получения большого количества энергии в аридных районах и ее экспорта в страны с умеренным климатом. Солнечные водонагреватели установлены в 90% всех домов на Кипре, в Израиле 65% горячей воды, используемой в быту, поступает из простых активных гелиосистем. Около 12% домов в Японии и 37% в Австралии также используют такие системы.
Концентрация солнечной энергии для производства высокотемпературного тепла и электричества может быть осуществлена в системах, где громадные управляемые компьютерами зеркала фокусируют солнечный свет на центральный коллектор тепла, обычно расположенный наверху высокой башни. Эта сконцентрированная солнечная энергия позволяет получить сравнительно высокие температуры, необходимые для индустриальных процессов или для производства пара под высоким давлением для вращения турбин и выработки электричества.
Прямое преобразование солнечной энергии в электричество может быть осуществлено при помощи фотоэлементных ячеек, обычно называемых солнечными батареями. В середине 90-х гг. XX в. солнечные батареи снабжали электроэнергией около 15 тыс. домов в разных странах мира.
В некоторых регионах, обладающих особыми условиями, энергия ветра является неограниченным источником энергии. Ветроэнергетические системы, как правило, имеют относительно высокий коэффицент полезного действия, не выделяют углекислый газ или другие загрязнители воздуха, при эксплуатации не требуют воды для охлаждения. В Дании и других странах европейского Севера ветряные двигатели дают не менее 12% электроэнергии. Ветроэнергетические установки не нуждаются в воде, что делает их особенно актуальными в аридных и семи-аридных районах.
С XVII в. кинетическая энергия падающей и текущей воды рек и ручьев используется для выработки электричества на небольших и крупных гидроэлектростанциях. Электричество, вырабатываемое силой падающей воды, является скрытой формой солнечной энергии, благодаря которой происходит гидрологический цикл. В 90-х гг. XX в. на долю гидроэнергии приходился 21% вырабатываемого в мире электричества и 6% всей энергии. Страны и районы, расположенные в горах и на высокогорных плато, имеют наибольший гидроэнергетический потенциал.
В гидроэнергетике получают распространение бесплотинные ГЭС, не наносящие ущерба земельным и водным ресурсам.
Энергия приливов у побережий морей и океанов может использоваться для выработки электричества путем создания плотины, отсекающей залив от морей. Если разница между полной и малой водой достаточно велика, кинетическая энергия этих ежедневных приливных течений, обусловленных приливообра-зующими силами Луны, может быть использована для вращения турбин, размещенных в плотине и вырабатывающих электричество. Использование энергии приливов для производства электричества имеет целый ряд преимуществ. Прилив как источник энергии практически бесплатен, а коэффициент полезного действия достаточно высок. Не происходит выбросов в атмосферу углекислого газа, загрязнение воздуха и нарушения почвы незначительны.
На Земле есть около 15 мест, где амплитуда приливов и отливов достигает такой величины, что позволяет строить плотины для выработки электроэнергии.
Океаническая вода аккумулирует огромное количество солнечного тепла. Заслуживает внимания практическое использование большой разницы температур холодных глубинных и теплых поверхностных вод тропических океанов для выработки электроэнергии. Разность температур между поверхностью и глубиной в 600 м там, где проходит теплый Гольфстрим, может достигать 22°С. Принцип работы ОТЕС (океаническая тепловая энергия) сводится к попеременному использованию слоев воды с разной температурой для кипячения и конденсации рабочей жидкости. В промежутках ее пары при высоком давлении вращают турбину.
Солнечные пруды — сравнительно дешевый способ улавливать и запасать солнечную энергию. Искусственный водоем частично заполняется рассолом (очень соленой водой), сверху которого находится пресная вода. Солнечные лучи без помех проходят через пресную воду, но поглощаются рассолом, превращаясь при этом в тепло. Горячий раствор соли может циркулировать по трубам, отапливая помещения или использоваться для выработки электричества. Им нагревают жидкости с низкой точкой кипения, которые, испаряясь, приводят в движение турбогенераторы низкого давления. В связи с тем что солнечный пруд представляет собой высокоэффективный теплоаккумулятор, с его помощью можно получать энергию непрерывно.
Перспективным является использование тепла земных недр или геотермальной энергии. В недрах Земли в результате распада природных радиоактивных веществ идет постоянное высвобождение энергии. Внутренняя часть планеты представляет собой расплавленную горную породу, которая время от времени вырывается наружу в виде вулканических извержений. Это огромное тепло поднимается к поверхности Земли в форме воды и пара с температурой до 300°С. Ресурсы разогретых эндогенным теплом горных пород в 20 раз превышают запасы горючих ископаемых. Геотермальная энергия практически неисчерпаема и вечна, может быть использована для выработки электроэнергии и для обогрева домов, учреждений и промышленных предприятий.
В связи с сокращением запасов нефти и природного газа о водороде (Н2) нередко говорят как о «топливе будущего». Водород легко воспламеняющийся газ, который можно использовать в быту вместо природного, слегка изменив распределительные сети и горелки. Водород может служить и горючим для автомобилей с небольшой модификацией карбюратора. Водород может сжигаться в реакциях с кислородом на электростанции, в специально спроектированном автомобильном двигателе или в топливных элементах, которые преобразуют химическую энергию в постоянный ток. Топливные элементы, работающие на смеси водорода и воздуха, имеют коэффициент полезного действия 60—80%. С экологической точки зрения, использование водорода в качестве топлива значительно чище и безопаснее для окружающей среды, так как единственный побочный продукт горения здесь вода: 2Н + О2? 2Н2О + Кинетическая энергия. Проблема использования водорода как топлива заключается в том, что он практически в свободном виде не встречается на Земле. Весь он уже окислился до воды. Однако он может быть получен химическим путем из таких природных ресурсов, как уголь и природный газ, за счет использования тепла, электричества и, возможно, солнечной энергии для разложения пресной и морской воды и т. д.
Все большую роль приобретает энергетическое использование биомассы — органического растительного вещества, производимого солнечной энергией в процессе фотосинтеза. Некоторые из этих растительных веществ могут сжигаться как твердое топливо (древесина и древесные отходы, сельскохозяйственные отходы и городской мусор и др.) или преобразовываться в более удобное газообразное (смесь 60% метана и 40% углекислого газа) или жидкое (метиловый или этиловый спирт) биотопливо. В конце 80 — начале 90-х гг. XX в. на биомассу, главным образом в виде дров и навоза, использовавшуюся для отопления жилищ и приготовления пищи, приходилось около 15% энергии, вырабатываемой в мире.
В целом же следует отметить, что человечество не может и не должно зависеть от одного невозобновимого источника энергетических ресурсов, такого, как нефть, уголь, природный газ или ядерное топливо. Напротив, мир и Россия должны больше рассчитывать на повышение энергоэффективности и комплексное использование вечных и возобновимых источников энергии.

61. Пути решения экологических проблем: рациональное использование минеральных ресурсов

Рациональное использование минеральных ресурсов предполагает:
максимально полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезных компонентов;
рекультивацию (восстановление) земель после использования месторождений;
экономное и безотходное использование сырья в производстве;
глубокую очистку и технологическое использование отходов производства;
вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления;
использование технологий, позволяющих проводить концентрацию и извлечение рассеянных минеральных веществ;
использование природных и искусственных заменителей дефицитных минеральных соединений;
разработку и широкое внедрение замкнутых циклов производства;
применение энергосберегающих технологий и т.д.
Создание новых технологий должно сочетаться с грамотной экологической экспертизой всех, особенно широкомасштабных, проектов в промышленности, строительстве, транспорте, сельском хозяйстве и других видах деятельности человека.

основой развития современной индустрии и ряда направлений научно-технического прогресса выступают минерально сырьевые ресурсы, или ресурсы земных недр.

Минерально-сырьевые ресурсы — это природные вещества минерального происхождения, используемые для получения энергии, сырья и материалов.

В отличие от геологического понятия «минерал» понятие «минеральные ресурсы» — экономическое и не находится в прямой зависимости от какого-либо определенного и неизменного содержания полезных веществ в горных породах. С развитием научно-технического прогресса и вовлечением в эксплуатацию месторождений полезных ископаемых с более низки содержанием полезных веществ, более высоким содержание вредных примесей и менее благоприятными горно-геологическими условиями залегания круг минерально-сырьевых ресурсов расширяется.

Минеральные ресурсы как предмет труда используются в сфере производства товаров и главным образом в промышленности, являются материальной основой и активным элементом роста производства. С достижениями науки и совершенствованием средств труда увеличивается роль минеральных ресурсов как важнейшего фактора развития и размещения производительных сил, специализации и концентрации производства.

Минеральное топливо (уголь, нефть, природный газ) — основной источник энергии в мировом хозяйстве и важнейшее промышленное сырье. Его переработка составляет базу формирования многих промышленных комплексов, в том числе нефте-, газо- и углехимических. Развитие ведущих отраслей тяжелой индустрии, прежде всего черной и цветной металлургии, основывается на использовании рудного сырья. Химическая промышленность широко использует апатиты и фосфориты, поваренную и калийную соли, серу и другое горнохимическое сырье. Некоторые минералы и продукты их химической переработки используются в виде лекарств и радиоактивных веществ для лечебных целей и т.д.

Минеральные ресурсы имеют огромное значение для развития строительного комплекса. В промышленности строительных материалов они используются для производства цемента, кирпича, извести, в качестве заполнителей бетона и железобетона, стеновых материалов и конструкций, стекла и керамических изделий. Часть минерального сырья (песок, гравий и др.) в натуральном виде поступает непосредственно на предприятия строительной индустрии.

Для минерально-сырьевых ресурсов характерна резкая неравномерность размещения, невозобновляемость конкретных видов ресурсов, возможность восполнения путем разведки и освоения новых объектов, большое разнообразие горно-технических и природно-экономических условий эксплуатации, ограниченность крупных и относительно благоприятных месторождений при значительной их рассредоточенности.

Благодаря техническому прогрессу новыми минеральными ресурсами становятся редкие и редчайшие элементы земной ко- которые в свою очередь определяют развитие современной техники и отраслей промышленности, требующих высокопрочных, кислотоупорных, жаростойких, антикоррозийных и в то же время легких по весу материалов.

Среднегодовая мировая добыча полезных ископаемых включая топливно-энергетические) к концу XX в. достигала 8-10 млрд т. Для каждого нового этапа развития человечества характерно большее потребление минеральных ресурсов. Несомненно, что достижения научно-технического прогресса будут способствовать расширению добычи полезных ископаемых из глубин земной коры, из океанической воды и морского дна, где сосредоточены их огромные запасы. Для получения минерального сырья более широко будут использоваться и обычные горные породы, содержащие богатейшие peсурсы различных химических элементов..

62 Пути решения экологических проблем: стратегия развития сельского хозяйства

В конце 20 столетия объем мировой сельскохозяйственной продукции растет быстрее, чем население. Однако этот рост сопровождается, как известно, существенными издержками: сведением лесов для расширения посевных площадей, засолением и эрозией почв, загрязнением среды удобрениями, пестицидами и т.д. В дальнейшем развитии сельского хозяйства стратегическим направлением является повышение урожайности путем выведения и возделывания новых сортов, более продуктивных и устойчивых к болезням. Успех в этом направлении есть, этот успех селекционеров назван «зеленой революцией».
Важным путем повышения урожайности является снижение потерь от вредителей, болезней и сорняков путем интегрированной системы защиты сельскохозяйственных культур, где особое значение в борьбе с вредными организмами придается агротехническим, селекционным, семеноводческим приемам, севооборотам, биологическим методам. И по возможности – без химических методов.