Лекция Природные материальные и энергетические ресурсы n

Лекция

Природные материальные и энергетические ресурсы n Проблема расходования ресурсов n Возобновляемые и невозобновляемые ресурсы n Правила определения пределов устойчивого потребления материалов и энергии n

Природные материальные и энергетические ресурсы Материальные ресурсы: пища, вода, воздух, питательные вещества –для жизнедеятельности людей; вода, воздух, минеральное сырье, химические соединения и биологические вещества – для производства товаров и услуг

Энергетические ресурсы: - Топливо (в т. ч. автомобильное), биомасса, электроэнергия, световая энергия – для поддержания жизни и обеспечения жизненных потребностей человека - Механическая, электрическая, тепловая и др. виды энергии – для функционирования технических систем

В городе с населением 1 млн человек расходуется за 1 день (только для жизнеобеспечения): n 625 000 тонн воды (больше, чем 0, 5 куб. м на человека) n 2000 тонн пищи (по 2 кг на человека) n 10500 тонн различных видов топлива (природного газа, нефти и полученных их нее продуктов, угля и т. д. ) для обеспечения себя электрической энергией, теплом и для передвижения транспорта.

Кроме того материальные и энергетические ресурсы расходуются для фабричного производства различных товаров (автомобилей, телевизоров, холодильников, стиральных машин, мебели, одежды, посуды, зонтиков + расходы на производство продукции для оборонных целей)

За 1 день в результате потребления ресурсов образуется (только из бытового сектора) n 500 000 тонн сточных вод n 2000 тонн твердых отходов в воздух выбрасывается n 150 тонн пылевидных частиц, n 150 тонн диоксида серы SO 2, n 150 тонн оксидов азота NOx, n 100 тонн углеводородов Cx. Hy, n 450 тонн диоксида углерода CO 2.

Количество отходов производства определяется технологическими регламентами каждого производства и зависит от развития промышленности в данном конкретном городе.

Энергетические ресурсы: ископаемое топливо, биомасса, энергия солнца, воды, геотермальная энергия для обеспечения работы транспорта, бытовых и производственных нужд.

В соответствии с законами сохранения материалы и энергия, используемые людьми, не исчезают. Материалы либо идут в переработку, либо превращаются в отходы и загрязнения. Энергия рассеивается, превращаясь в тепло, которое невозможно использовать вновь.

Люди извлекают из земли сырье и большинство видов энергии и возвращают ей отходы и тепло. Существует постоянный поток материалов и энергии от планетарных источников через экономику к планетарным стокам, где накапливаются отходы и загрязнения.

Все природные ресурсы (и материальные, и энергетические) делятся на возобновляемые (возобновимые) и невозобновляемые (невозобновимые).

Суммарное количество конкретного полезного ископаемого (например, угля, железной руды и т. д. ), имеющееся на Земле называют совокупными ресурсами этого ископаемого. Совокупные ресурсы делят на выявленные и необнаруженные.

Выявленные ресурсы – это месторождения минерала, местоположение, величина и качество которых известны, либо оценены по геологическим свидетельствам или измерениям. Необнаруженные ресурсы – это потенциальные запасы конкретного ископаемого, про которые можно, исходя из геологических теорий и данных, сказать, что они существуют, хотя их конкретное местоположение, качество и величина неизвестны.

Резервы, или экономические ресурсы, - это выявленные ресурсы, из которых с прибылью можно извлечь полезный минерал при существующих ценах и технологиях. Ресурсы – это все выявленные и необнаруженные месторождения, включая те, которые не могут быть разработаны с прибылью сейчас, но они могут быть стать резервами при повышении цен или при разработке новых технологий добычи.

ВЫЯВЛЕННЫЕ НЕОБНАРУЖЕННЫЕ РЕЗЕРВЫ РЕСУРСЫ РЕСУСЫ (РЕЗЕРВЫ)

Полностью запасы любого природного ресурса не будут исчерпаны никогда. Но минерал может стать исчерпанным не физически, а экономически. По достижении экономического предела исчерпания возможны различные пути n рециркуляция, или повторное использование уже добытого ресурса, n сокращение нерациональных расходов ресурса, n поиск замены данному ресурсу другим, n отказ от использования данного ресурса.

Рациональное расходование невозобновляемых ресурсов предполагает одновременно рациональное решение проблемы отходов. Отходы - это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые, не являясь конечной целью производственного процесса, образовались при получении готовой продукции, или же полностью или частично утратили свои потребительские свойства

Нерациональное использование отходов неоптимальные технологии переработки сырья с образованием большого количества отходов, захоронение отходов вместо их переработки, уничтожение отходов, например, путем их сжигания в тех случаях, когда существуют технологии рекуперации полезных ценных компонентов

Рациональное использование отходов n n n Компостирование органических отходов (перемешивание с почвой с последующим воздействием аэробных бактерий) для получения компоста – вещества, улучшающего и удобряющего почву Получение биогаза из органических отходов при анаэробном сбраживании с использованием полученного биогаза как возобновляемого источника энергии (топлива) Рекуперация металлов Рекуперация пластмасс Рекуперация стекла

Проблема диоксинов В качестве побочного продукта при сжигании мусора, не подвергнутого предварительной сортировке и содержащего различные хлорсодержащие полимеры, может образовываться диоксин 2, 3, 7, 8 -тетрахлордибензолдиоксин

Расходование энергетических ресурсов Постоянный рост энерговооруженности промышленности и сельского хозяйства ведет к увеличению расхода энергии на единицу любой продукции: Если в начале ХХ века для получения 1 Дж пищи затрачивался примерно 1 Дж энергии, то сейчас на те же цели тратится уже 9 -10 Дж энергии.

Для устойчивого развития нужны устойчивые энергоресурсы Источники энергии: n Невозобновляемые – различные виды ископаемого топлива. n Возобновляемые– энергия ветра, воды, солнца, биомассы, геотермальная энергия, атомная энергия.

Правила определения долговременных или постоянных пределов устойчивого потребления материалов и энергии

1. Для возобновимых ресурсов (почва, вода, лес, рыба и т. п. ) темпы потребления не должны превышать темпов регенерации

2. Для невозобновимых ресурсов (ископаемое топливо, высококачественные минеральные руды, грунтовые воды) темпы потребления не должны превышать темпов их замены на возобновляемые ресурсы.

3. Для загрязняющих веществ предельная интенсивность выбросов не должна превышать темпов, с которыми эти вещества перерабатываются, поглощаются или теряют вредные для окружающей среды свойства.

В настоящее время темпы потребления человеческим обществом ресурсов и производства отходов не являются сбалансированными Чрезмерные темпы использования природных ресурсов не являются необходимыми. Изменения в технике, системе распределения, законодательстве могли бы существенно снизить их, сохраняя и даже улучшая при этом качество жизни на планете