Материал: УМП ЭКОЛОГИЯ

126 

современном  этапе  развития  общества  одним  из  ведущих  энергоресурсов 
является  электроэнергия,  производимая  гидротепло-  и  атомными 
электростанциями. 

Потенциальные  природные  ресурсы  –  ресурсы,  которые  на  данном 

этапе  развития  общества  разведаны,  а  часто  и  количественно  определены, 
однако  не  используются  в  силу  тех  или  иных  причин  (слабая  техническая 
оснащенность, отсутствие соответствующей технологии переработки и т. п.). 
Например,  потенциальными  земельными  ресурсами  можно  считать 
пустынные,  горные,  заболоченные,  засоленные  территории  и  зону  вечной 
мерзлоты. Несмотря на большую потребность в пашне и земельных ресурсах, 
люди не в силах освоить эти земли под сельское хозяйство: нужны крупные 
капиталовложения. 

По  возможности  использования  природные  ресурсы  делят  на 

исчерпаемые и неисчерпаемые. Исчерпаемые природные ресурсы могут быть 
израсходованы  человечеством  в  ближайшем  или  отдаленном  будущем: 
нефть, уголь, почва, лес и т. п. Они обеспечивают потребности человеческого 
общества 

лишь 

в 

течение 

определенного 

периода 

времени, 

продолжительность которого зависит от запасов ресурса и интенсивности его 
использования.  Их  самовосстановление  в  природе  невозможно,  создание 
человеком  исключено,  так  как  они  возникли  в  результате  депонирования 
(отложения  в  запас)  химических  элементов,  которые  не  могли  быть 
вовлечены  природой  в  биогеохимический  цикл.  Сюда  относятся,  в  первую 
очередь, ресурсы недр и живой природы. 

Исчерпаемые  ресурсы,  в  свою  очередь,  подразделяются  на 

невозобновимые  и  возобновимые.  Невозобновимые  ресурсы  совершенно  не 
восстанавливаются. К ним относятся нефть, каменный уголь и большинство 
других полезных ископаемых, результатом использования которых является 
неизбежное  их  истощение.  Следовательно,  охрана  невозобновимых 
природных  ресурсов  состоит  в  их  экономном,  рациональном,  комплексном 
использовании,  предусматривающем  возможно  меньшие  потери  при  их 
добыче  и  переработке,  а  также  заменяемость  этих  ресурсов  другими 
природными или искусственно созданными. 

Возобновимые  природные  ресурсы  по  мере  их  использования  могут 

восстанавливаться.  К  ним  относятся  растительный  и  животный  мир,  ряд 
минеральных ресурсов, накапливающаяся в озерах соль, отложения торфа и 
т.  п.  Однако  для  их  восстановления  необходимо  создание  определенных 
условий (лесопосадки, разведение животных в заказниках и т. д.). 

Восстанавливаются  ресурсы  по  времени  по-разному.  Для  образования 

1 см  гумусового  слоя  почвы  требуется  300  –  600  лет,  для  восстановления 
вырубленного леса – десятки лет, популяции охотничьих животных  – годы. 
Следовательно,  темпы  расходования  возобновляемых  ресурсов  должны 
соответствовать  темпам  их  восстановления,  в  противном  случае 
возобновимые  природные  ресурсы  могут  стать  невозобновимыми  –  почвы 
эродируют, виды животных и растений полностью исчезнут. 

127 

Неисчерпаемые  ресурсы  можно  использовать  бесконечно  долго: 

космические, климатические, водные и т. п. Космические ресурсы (солнечная 
радиация,  энергия  морских  приливов  и  т.  д.)  практически  неиссякаемы,  и 
защита  их  (например,  Солнца)  не  может  быть  предметом  охраны 
окружающей  среды,  так  как  человечество  не  располагает  такими 
возможностями.  Однако  поступление  солнечной  энергии  на  поверхность 
Земли зависит от состояния атмосферы, степени ее загрязненности, т. е. тех 
факторов, которыми человек может управлять. 

Климатические  ресурсы  (тепло  и  влага  атмосферы,  воздух,  энергия 

ветра)  также  практически  неисчерпаемы.  Однако  состав  атмосферы  может 
значительно  изменяться  в  результате  загрязнения  ее  механическими 
примесями, газами промышленности и транспорта, а также радиоактивными 
веществами.  Борьба  за  чистоту  воздуха  –  одна  из  важнейших  задач  охраны 
этого природного ресурса. 

Водные  ресурсы  для  биосферы  в  целом  неизменны,  но  запасы  и 

качество  пресной  воды  ограничены,  некоторые  регионы  уже  сейчас 
испытывают  в  ней  недостаток,  который  вызван  обмелением  рек  и  озер,  а 
также ее повсеместным загрязнением. Практически неиссякаемыми остаются 
воды  Мирового  океана,  но  они  перед  угрозой  загрязнения  нефтью, 
радиоактивными  и  другими  отходами,  что  изменит  условия  существования 
населяющих их животных и растений. 

Проблема  исчерпаемости  природных  ресурсов  с  каждым  годом 

приобретает все большую актуальность, это связано как с осознанием факта 
их ограниченности, так и с интенсивно увеличивающимся потреблением. 

Расходование  ресурсов  приводит  к  существенным  изменениям 

биосферы.  Преждевременное  изъятие  погребенных  в  литосфере  веществ  и 
ввод  их  в  оборот  нарушает  оптимальный  баланс  круговорота  веществ  в 
природе.  Кроме  того,  использование  невозобновимых  ресурсов  влечет  за 
собой  цепь  частных  последствий,  важных  для  биосферы:  преобразование 
ландшафтов,  изъятие  площадей  природных  экосистем,  деградация  почв, 
изменение распределения грунтовых вод и др. 

С  этой  проблемой  неразрывно  связана  и  другая  экологическая 

проблема  –  отходы  –  неиспользуемые  остатки  сырья,  материалов,  полуфаб-
рикатов, иных изделий и продуктов, образующиеся в процессе производства 
продукции или ее потребления и утратившие свои потребительские свойства. 
Они относятся к материальным объектам, которые могут быть потенциально 
опасны  и  для  окружающей  природной  среды,  и  для  здоровья  человека. 
Отходы бывают: 



бытовые (коммунальные); 



промышленные; 



производственного потребления; 



опасные (токсичные); 



радиоактивные. 

128 

В свою очередь, промышленные отходы делятся на твердые и жидкие. 

К первым относятся отходы металлов, древесины, пластмасс, промышленный 
мусор  и  прочее.  Ко  вторым  –  сточные  воды,  шламы  пыли  минерального  и 
органического происхождения в системах мокрой очистки газов и т. п. 

Опасными  являются  широко  применяемые  в  сельском  хозяйстве 

различные  ядохимикаты,  а  также  промышленные  отходы,  содержащие 
канцерогенные и токсичные вещества. 

Наибольшую  опасность  для  окружающей  среды  и  здоровья  человека 

представляют  радиоактивные  отходы,  которые  образуются  на  АЭС, 
радиохимических  заводах,  гидрометаллургических  комбинатах,  в  ис-
следовательских центрах. 

Как  и  в  других  странах  мира,  озадаченных  проблемой  отходов,  в 

России  предпринимаются  шаги  по  нормализации  (минимизации)  этой 
проблемы  на  законодательном  уровне.  Так,  в  1998  г.  принят  Федеральный 
закон  «Об  отходах  производства  и  потребления»,  устанавливающий  общие 
требования  к  обращению  с  ними.  В  соответствии  с  Законом  деятельность 
такого  рода  лицензируется.  Опасные  отходы  в  зависимости  от  степени  их 
вредного  воздействия  на  окружающую  среду  и  здоровье  человека 
подразделяют на четыре класса опасности: 



первый – чрезвычайно опасные; 



второй – высокоопасные; 



третий – умеренно опасные; 



четвертый – малоопасные. 

Например,  наличие  в  отходах  ртути,  сулемы,  хромовокислого, 

цианистого  калия,  сурьмы  треххлористой,  бенз(а)пирена,  окиси  мышьяка  и 
других  высокотоксичных  веществ  позволяет  отнести  их  к  первому  классу 
опасности. На опасные отходы составляется паспорт. 

В России для контроля и упорядочения обращения с отходами ведется 

государственный 

кадастр 

отходов, 

включающий 

федеральный 

классификационный  каталог  отходов,  государственный  реестр  объектов  их 
размещения,  а  также  банк  данных  о  них  и  о  технологии  использования  и 
обезвреживания. 

Несмотря на некоторый прогресс в области охраны окружающей среды 

в общем и в обращении  с отходами ситуация по данному вопросу в России 
по сравнению со многими развитыми странами мира остается напряженной. 
Промышленным способом перерабатывается только 3,5 % твердых бытовых 
отходов, а остальные вывозятся на полигоны и свалки. 

5 Энергетическая проблема и альтернативные источники энергии 

Жизнедеятельность человечества невозможна без потребления энергии: 

она  необходима  для  производства  промышленных  и  сельскохозяйственных 

129 

продуктов,  для  разработки  новых  технологий,  да  и  просто  для  обогрева 
жилищ. 

Однако  современное  энергопотребление  основано  на  использовании 

невозобновимых  запасов  ископаемого  топлива  –  угля,  нефти,  газа.  Все  это 
составляет  одну  сторону  энергетической  проблемы,  стоящей  перед 
человечеством:  быстрое  исчерпание  невозобновимого  ископаемого  топлива 
при нарастающих темпах его потребления. 

Что  касается  перспектив  ядерной  энергетики,  то  все  известные 

промышленные запасы урана исчерпаны уже в первом десятилетии XXI века. 
Учитывая  затраты  на  добычу  топлива,  нейтрализацию,  утилизацию  и 
захоронение  отходов,  консервацию  отработавших  реакторов,  расходы  на 
социальные,  природоохранные  нужды,  то  стоимость  энергии  АЭС 
многократно превысит любой экономически допустимый уровень. 

Другой  стороной  энергетической  проблемы  является  нарастающее 

загрязнение  окружающей  среды  и,  как  следствие,  глобальные  изменения 
климата, кислотные дожди. 

Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с все большей 

остротой  показывают  неизбежность  перехода  к  нетрадиционным, 
альтернативным 

источникам 

энергии 

(АИЭ). 

Они 

экологичны, 

возобновляемы,  основой  их  служит  энергия  Солнца  и  Земли.  Рассмотрим 
основные из них. 

Солнечная  энергия.  Солнце  –  неисчерпаемый  источник  энергии: 

ежесекундно на Землю поступает около 80 триллионов киловатт энергии, т. 
е.  в  тысячи  раз  больше,  чем  вырабатывают  все  электростанции  мира. 
Использование только 0,5 % этого количества могло бы полностью покрыть 
мировую потребность в энергии на тысячелетия. 

Энергия  ветра.  На  первый  взгляд  энергия  ветра  кажется  одной  из 

самых  доступных  и  возобновляемых.  Но  ветер  –  это  очень  рассеянный 
энергоресурс. Таким образом, возникают две проблемы, которые необходимо 
решить  для  полноценного  использования  энергии  ветра.  Первая  –  это 
возможность  «ловить»  кинетическую  энергию  ветра  с  максимальной 
площади. Вторая – добиться равномерности, постоянства ветрового потока. В 
настоящее  время  существуют  интересные  разработки  по  созданию 
принципиально  новых  механизмов  для  преобразования  энергии  ветра  в 
электрическую. 

К  сожалению,  ветровые  двигатели  очень  шумные  и  громоздкие,  и 

чтобы  производить  с  их  помощью  требуемое  количество  электроэнергии, 
необходимы огромные пространства земли. Лучше всего  они работают там, 
где  постоянно  дуют  сильные  ветры  (побережье  Норвегии,  но  построенные 
ветряки  вызывают  протесты  «зеленых»:  из-за  их  шума  птицы  перестали 
гнездиться на побережье и изменили миграционные маршруты, что вызвало 
там нарушение экологического равновесия). 

Приливная электростанция (ПЭС) – особый вид гидроэлектростанции, 

использующий  энергию  приливов,  а  фактически  кинетическую  энергию 

130 

вращения  Земли.  Приливные  электростанции  строят  на  берегах  морей,  где 
гравитационные  силы  Луны  и  Солнца  дважды  в  сутки  изменяют  уровень 
воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 13 метров. 

Существует  мнение,  что  работа  приливных  электростанций  тормозит 

вращение  Земли,  что  может  привести  к  негативным  экологическим 
последствиям. Однако ввиду колоссальной массы Земли влияние приливных 
электростанций пренебрежимо мало. Кинетическая энергия вращения Земли 
(~10

29

  Дж)  настолько  велика,  что  работа  приливных  станций  суммарной 

мощностью 1000 ГВт будет увеличивать длительность суток лишь на ~10

−14

секунды  в  год,  что  на  9  порядков  меньше  естественного  приливного 
торможения (~2×10

−5

 с в год). 

Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в 

которой  установлены  гидроагрегаты,  которые  могут  работать  как  в  режиме 
генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для 
последующей работы в отсутствие приливов и отливов). В последнем случае 
они называются гидроаккумулирующая электростанция. 

Геотермальная  электростанция  (ГеоТЭС)  –  вид  электростанций, 

которые  вырабатывают  электрическую  энергию  из  тепловой  энергии 
подземных  источников  (например,  гейзеров).  Достичь  этого  тепла  можно  с 
помощью скважин. Геотермический градиент в скважине возрастает на 1 °C 
каждые  36  метров.  Это  тепло  доставляется  на  поверхность  в  виде  пара  или 
горячей  воды.  Такое  тепло  может  использоваться  как  непосредственно  для 
обогрева  домов  и  зданий,  так  и  для  производства  электроэнергии. 
Термальные регионы имеются во многих частях мира. 

По  различным  подсчетам,  температура  в  центре  Земли  составляет, 

минимум, 6650 

0

C. Скорость остывания Земли примерно равна 300 – 350 

0

C в 

миллиард лет. Земля выделяет 42·10

12

 Вт тепла, из которых 2 % поглощается 

в  коре  и  98  %  –  в  мантии  и  ядре.  Современные  технологии  не  позволяют 
достичь тепла, которое выделяется слишком глубоко, но и 840 000 000 000 Вт 
(2 %)  доступной  геотермальной  энергии  могут  обеспечить  нужды 
человечества на долгое время. Области вокруг краев континентальных плит 
являются  наилучшим  местом  для  строительства  геотермальных  станций, 
потому что кора в таких зонах намного тоньше. 

Перспективные  направления  использования  АИЭ  –  сжигание  твердых 

отходов, переход на водород вместо традиционных теплоносителей и т. п. 

По прогнозу Мирового энергетического конгресса, к 2020 году на долю 

АИЭ  придется  5,8  %  общего  энергопотребления.  При  этом  в  развитых 
странах (США, Великобритании и др.) прогнозируется довести долю АИЭ до 
20 %.  В  странах  Европы  планируется  к  2020  году  обеспечить  экологически 
чистое  теплоснабжение  70  %  жилищного  фонда.  В  большинстве  стран 
приняты законы, создающие льготные условия, как для производителей, так 
и  для  потребителей  альтернативной  энергии,  что  является  определяющим 
фактором успешного их внедрения.