2. Природні ресурси та ресурсний цикл.

Природні ресурси – це частина всієї сукупності природних умов існування людства та найважливіші компоненти довкілля, природного середовища, що використовуються в процесі суспільного виробництва з метою задоволення матеріальних та культурних потреб суспільства.

Існує дуже багато класифікацій природних ресурсів. Найбільш поширеною є класифікація, в основі якої лежить ознака їх вичерпності. Згідно цієї класифікації всі природні ресурси ділять на вичерпні та невичерпні.

До невичерпних природних ресурсів відносяться такі, фактичні запаси яких на земній кулі значні, а використовування їх людством обмежене. До таких ресурсів відносяться повітря, вода, енергія Сонця, океану, вітру тощо.

Вичерпні природні ресурси характеризуються скінченністю їх запасів, а їх відновлення та поповнення на Землі неможливе із-за відсутності умов, в котрих вони утворювались кілька мільйонів років тому протягом досить тривалого часу. Частина вичерпних ресурсів може бути штучно поповнена, але практично швидкість поповнення значно нижче швидкості використання. Виходячи з цих міркувань, вичерпні ресурси поділяють на відновлюванні та невідновлюванні.

В свою чергу невідновлюванні природні ресурси ділять на копалини мінерального походження (КМП), копалини органічного походження (КОП), окремі енергетичні ресурси (ЕР), життєвий простір (ЖП).

Копалини мінерального походження (КМП) складають основу промислового розвитку людства. Вони знаходяться в усіх доступних районах Землі, але розподілені дуже нерівномірно. Атмосфера, земна кора, вода в океанах – кругом є мінеральні ресурси. Тобто, якраз із земної кори, гідросфери, біосфери та атмосфери людство черпає мінеральні ресурси для своїх потреб. Як відомо, Земля складається 3 88 хімічних елементів. Але розподіл цих елементів в різних районах земної кулі вкрай нерівномірний. Так, наприклад, в континентальній корі основні хімічні елементи складають:

Кисень – 45.2 %; Кремній – 27.2 %; Алюміній – 8.0. %;

Залізо – 5.8 %; Кальцій – 5.1 %; Магній – 2.8 %; Натрій – 2.3 %;

Калій – 1.7 %; титан – 0.9 %; інші елементи – 1.0 %.

Як бачимо, 9 елементів складають 99 % всієї маси земної кори, в той час як на 79 інших елементів припадає лише 1 %. Так, наприклад, по даних науковців США запаси міді складають 511 млн. тонн. На 1982 рік виробництво її складало 7780 тис. тонн. Якщо врахувати, що кожні 15 років виробництво міді подвоюється. То не важко довести, що до 2000 року крім відомих родовищ необхідно ще кілька сот мільйонів тонн. Розробка родовищ утруднюється, мідь дорожчає. З урахуванням вторинної сировини та розробки більшості потенційних ресурсів можна прогнозувати забезпеченість міддю на найближчі 25 років. Подальша перспектива залежить від дуже багатьох факторів і тяжко піддається прогнозуванню. Аналогічні ситуації з іншими металами.

В цю ж групу природних ресурсів необхідно внести так звані неметалічні корисні копалини (азот, калій, фосфор, сірка та інш.)

Копалини органічного походження (КОП) представлені в основному кам’яним та бурим вугіллям, нафтою, газом. Встановлено, що вугілля утворилося із залишків прісноводних рослин 250-350 млн. років тому. Торф є першою стадією утворення вугілля. На даний час запаси вугілля на Земній кулі оцінюються в 15270 млрд. тонн. Зважаючи на труднощі в забезпеченні людства газом та нафтою, окремі дослідники вважають, що до 2020 року вугілля знову стане основним паливом. Нафта та природний газ утворилися внаслідок дії високих температур та тисків на органічні речовини. Склад нафти та газу дуже різні в залежності від району видобутку, глибини залягання та ін. Як показують розрахунки, при збереженні існуючої швидкості росту споживання нафти, до 2003 року половина всіх запасів буде використана. До копалин органічного походження ще відносять горючі сланці та інші горючі копалини.

Ще один компонент невідновлюваних природних ресурсів – окремі енергетичні ресурси (ОЕР). Мова йде про енергію річок. З однієї сторони, це джерело постійно відновлюється, а з іншої, не дивлячись на це, на кожній конкретній річці можливе будівництво досить обмеженої кількості ГЕС, котрі можуть перетворити в електроенергію практично всю енергію течії річки.

Життєвий простір. Як показують дослідження, для нормального існування людини необхідно, щоб 30 % площі Земної кулі перебували в природному стані (парки, ліси, заказники). 35 % повинно відводитися під виробництво продуктів харчування. 3-5 % повинно бути у вигляді так званої “дикої” природи, де втручання людини виключається. Людина освоює простір і у вертикальному напрямку (висота будинків, метро і т. д.).

В даний час з 148.85 млн. км² загальної площі материків 15.1 млн. км² обробляється та зайнята містами й селами, 30.5 – луками та пасовищами, 61.65 – скелями, пустелями, льодовиками, 41.6 – лісами. Необхідно сказати, що стан життєвого простору людини суттєво впливає на стан навколишнього середовища.

Кліматичні ресурси – сукупність природних умов проживання людини. Існують на землі кліматичні зони: тропіки, субтропіки, зони помірного клімату, крайня Північ та ін.

Генетичний фонд – сукупність видів рослин і тварин на Землі. З цієї точки зору, генетичний фонд відноситься до невідновлюваних природних ресурсів, оскільки кожний вид, що зникає внаслідок зміни клімату (мамонти) або був винищений людиною (морська корова, ) ніколи не буде відновлений. За останні 400 років на Землі зникло більше 100 видів ссавців та 150 видів птахів, не кажучи про рослини.

Відновлюванні природні ресурси – це в основному живі організми в усій їх різноманітності, або, іншими словами, біологічні ресурси. Їх прийнято ділити на три групи: рослини – тварини – грунти. Всі ці ресурси необхідні для життя людини, для функціонування життя на нашій планеті взагалі.

Рослини належать до організмів, що створюють органічну речовину за рахунок утилізації сонячної енергії, води, вуглекислого газу та мінеральних солей. На Землі існує близько 35000 видів рослин, загальна маса котрих, за підрахунками Вернадського, складає 2.410¹² тонн.

Тварини – організми, що одержують енергію за рахунок харчування рослинами або іншими тваринами. Розрізняють травоїдні тварини, хижаки та паразити, а також хижі рослини та гриби. Кількість видів цієї групи становить 1.5 млн., а їх маса досягає 2.310¹⁰тонн.

Грунти – органо-мінеральний продукт багаторічної спільної діяльності живих організмів, води, повітря, сонячного тепла та світла, є одним з найважливіших природних ресурсів. Залежно від кліматичних та геолого-географічних умов грунти мають товщину від 15-25 см до 2-3 м. Грунт товщиною 1 см утворюються 400 років.

Ресурсний цикл – сукупність перетворень та переміщень в просторі речовин або групи речовин на всіх етапах використання його людиною. Природні процеси мають замкнутий цикл. На відміну від природних ресурсний цикл має практично тупиковий характер.

В відповідності з законами екології природне середовище не має відходів, хоча на протязі віків та тисячоліть в біосфері накопичувались продукти розкладу та руйнування об’єктів природи. Оскільки цей процес досить тривалий в часі, то природа до нього пристосувалась.

В будь-які природній системі залишки життєдіяльності одних організмів одних організмів служать джерелами існування для інших, і в цілому утворюється біохімічний кругообіг речовин. Для кожної органічної субстанції, що виробляється організмами, в природі існує фермент, що здатний розкласти цю субстанцію до найпростіших (неорганічних або органічних) сполук.

Ні одна речовина, знаходячись в природних сполуках в надрах Землі, не приносить шкоди біосфері. І тільки в результаті діяльності людина, що добуває та переробляє сировину при допомозі далеких від досконалості технологій, великі кількості речовин накопичуються в тих місцях, де згідно законів природи їх не повинно бути.

Антропогенний вплив різко змінює рівновагу, в результаті господарської діяльності виникають все нові та нові види залишків (відходів, покидьків), котрі не можуть нейтралізуватися природою. При синтезі нових органічних речовин, що значно відрізняються по структурі від природних, завжди є імовірність, що не існує ферменту для їх розкладу і ці речовини будуть накопичуватись. Так вже сталося з детергентами, інсектицидами, гербіцидами.

Одна з головних причин нинішньої кризи навколишнього середовища заключається в тому, що величезні кількості речовин, добуті з надр Землі, перетворені в нові сполуки та розсіяні в біосфері без врахування їх накопичення та можливості участі в природному біохімічному циклі перетворення речовин.

За даними інституту світових ресурсів, з початку нашого століття населення Землі зросло в 3 рази, в той час як об’єм господарської діяльності в 20 разів. За період після другої світової війни в світі використано стільки природних ресурсів, скільки за всю попередню історію людства. Кількість сировини, що добувається із надр Землі, досягають астрономічних цифр. В середині 80-х років щорічно видобувалось біля 4 млрд. тонн вугілля, 2.6 млрд. тонн нафти та газового конденсату, виробилось більше 900 млн. тонн цементу, добувалось більше 600 млн. тонн залізної руди, вироблялось 124 млн. тонн добрив.

Сучасні технології дозволяють відділяти від руди корисні складові, вміст яких не перевищує частки проценту. Але біда в тому, що після переробки залишкова частина рудної маси перетворюється в відходи та накопичується в відвалах. Чим менше концентрація елемента в руді і більше об’єм його виробництва, тим більше залишків утворюється із руд, що містять цей елемент. Якщо для багатих залізних руд з тонною металу видобувається тонна порожньої породи, то для 1 тони міді – 200 тон, а для такої ж кількості вольфраму та молібдену – до 2000 тон порожньої породи.

До 2000 року співвідношення накопичення промислових відходів і добування корисних копалин в світі складе 6:1 для залізної руди, 7:1 для вугілля, бокситів, фосфатних руд.

Таким чином, вирвані з природного кругообігу речовини, відходи виробництва стають учасниками антропогенного кругообігу, не повертаються на свої місця в природі і неодмінно замикають цикл на людину. Навіть те, що природа може засвоїти, накопичується в таких кількостях, що вона не встигає їх переробляти, а це приводить до забруднення повітря, води, грунту.