Природные ресурсы и их рациональное использование

   Природные ресурсы и их рациональное использование. 
 

   Природные ресурсы и их классификация.

   Природные ресурсы - это те средства существования людей, которые не созданы их трудом, но находятся в природе.

   Существует  несколько классификаций природных  ресурсов. Одна из них - по назначению.

   По  назначению ресурсы  делятся на четыре группы:

   1 Пищевые

   2 Энергетические

   3 Сырьевые

   4 Экологические 

   Наиболее  интересна классификация ресурсов по исчерпаемости. По исчерпаемости  ресурсы делятся на исчерпаемые  и неисчерпаемые.

   К неисчерпаемым ресурсам относятся три  группы ресурсов:

   1 Космические  - это солнечное излучение, энергия  приливов и отливов и т.д.

   2 Климатические  - это атмосферный воздух, энергия  ветра, атмосферные осадки и  т.д.

   3 Водные - это все запасы воды на  Земле. 

   Исчерпаемые ресурсы делятся  на:

   1 Невозобновимые  ресурсы - это ресурсы, скорость  расходования которых на много  порядков больше скорости возобновления  (например, полезные ископаемые).

   2 Относительно  возобновимые ресурсы - это ресурсы,  скорость расходования которых на один-два порядка выше скорости возобновления.

   Здесь выделяется два типа ресурсов - это  почвы и лесные ресурсы.

   3 Возобновимые  ресурсы - это ресурсы, скорость  возобновления которых близка  к скорости расходования (например, животный мир, большинство растительности, некоторые минеральные ресурсы). 

   Энергетические  ресурсы.

   Энергетические  ресурсы делятся  на:

   1 невозобновимые  такие как уголь, нефть, газ,  торф, ядерное топливо, легкие  элементы, которые могут быть  использованы в термоядерном  синтезе: водород, гелий, литий, дейтерий. 

   2 возобновимые  энергетические ресурсы такие  как энергия прямых солнечных  лучей, энергия фотосинтеза, мускульная  энергия, гидроэнергия, ветровая  энергия, геотермальная энергия,  энергия приливов и отливов,  энергия волн, энергия процессов выпадения осадков и их испарения. Основным направлением энергетики должна быть замена невозобновимых ресурсов на возобновимые, однако, в настоящее время, больше всего энергии (60%) производится на тепловых электростанциях, причём, большая часть тепловых электростанций работает на наиболее экологически опасном топливе - угле. 

   Вторыми по уровню производства энергии идут гидроэлектростанции (чуть меньше 20% производимой энергии). Доля гидроэнергетики в  общем производстве падает, хотя в  настоящее время это наиболее дешевая энергия. 

   На  третьем месте по производству энергии  идут атомные электростанции (более 15% всей энергии). Доля атомной энергетики в настоящее время растёт, хотя существенно медленнее, чем 15-20 лет  назад. 

   Достоинства атомных электростанций:

   · Очень  высокая энергоёмкость топлива

   · Возможность  строительства вблизи потребителя  энергии

   · Недостатки атомных электростанций:

   · Необходимость  утилизации или захоронения отработанного  ядерного топлива

   · Экологические  последствия аварий на атомных электростанциях непоправимы

   · Срок службы атомных реакторов составляет 25-40 лет, после чего их также надо останавливать и утилизировать 

   Общие инженерные принципы природопользования.

   I принцип:

   Системный подход к проблемам природопользования и окружающей среды.

   Природа, как объект деятельности человека, представляет собой чрезвычайно  сложную систему. В общем случае, под системой понимается множество  элементов, находящихся во взаимосвязи  друг с другом в совокупности образующих определённую целостность, единство. Любая система связана с окружающей средой, любую систему можно представить как элемент системы более высокого уровня или как совокупность систем более низкого уровня.

   Биологическая система - это выполняющая некоторую  функцию структура, которая взаимодействует с окружающей средой и другими системами как единое целое, состоит из подсистем более низкого уровня, непрерывно приспособительно перестраивает свою деятельность по каналам обратной связи и проявляет свойство самоорганизации.

   Системный подход предусматривает комплексную оценку воздействия промышленно-технической деятельности общества на природу с обязательным прогнозированием реакции природы на это воздействие.

   II принцип:

   Принцип оптимизации биосферы.

   При оптимизации  биосферы главным вопросом является выявление комплексных критериев оптимизации. В общем случае, оптимизация как функция управления должна стремиться к тому, чтобы научно-техническое развитие не вывело биосферу за рамки экологической ниши человека.

   III принцип:

   Оптимизация природопользования.

   Оптимизация природопользования - это принятие наиболее целесообразных решений при  использовании ресурсов и природных  систем.

   IV принцип:

   Темпы роста производства должны быть выше, чем темпы роста добычи сырья.

   V принцип:

   Гармонизация  отношений природы и техники.

   Эта проблема решается путём создания так называемых геотехнических или природно-технических  систем.

   Геотехническая  система - это совокупность технических  устройств и взаимодействующих  с ними элементов природной среды, которые в ходе совместного функционирования обеспечивают с одной стороны - высокие производительные и прочие целевые показатели, а с другой стороны поддерживают в зоне своего влияния благоприятную экологическую обстановку. 

   Схема взаимодействия производства и природной  среды в пределах геотехнической системы:

   И то и  другое воздействие является раскачивающее  дестабилизирующим, т.е. обратная связь  положительна. Для компенсации в  геотехническую систему вводят блок управления. Блок управления по каналам  мониторинга собирает информацию о производстве и природной среде, а затем по каналам отрицательной обратной связи осуществляет стабилизирующее воздействие.

   VI принцип:

   Экологизация  производства.

   Экологизация  производства - это уподобление производственных процессов, т.е. ресурсных циклов, естественным замкнутым круговоротом веществ. Это достигается за счёт внедрения малоотходных энергосберегающих и ресурсосберегающих производств.

   1. Создание  ресурсосберегающих и энергосберегающих  производств.

   2. Существуют  следующие пути создания таких производств:

   3. Комплексная  переработка сырья

   4. Разработка  новых эффективных технологических  процессов

   5. Применение  нетрадиционных видов энергии

   6. Создание  бессточных и замкнутых систем  водоснабжения

   7. Схема  оборотного водоснабжения предприятия: 

   Для оценки эффективности оборотных систем водоснабжения используются следующие  параметры:

   Процент оборота воды:

   Коэффициент использования воды:

   Рекуперация отходов - это улавливание и переработка  цепных веществ, находящихся в отходах

   Ресурсный цикл - это совокупность превращений и пространственных перемещений в вещества или группы веществ на всех этапах использования их человеком. 

   Очистка газов от пыли.

   Многие  современные технологические процессы связаны с дроблением или измельчением твёрдых веществ или с перевозкой сыпучих материалов. Во всех этих случаях образуются пылевые частицы. В связи с тем, что суммарная площадь поверхности пылевых частиц существенно больше, чем исходная площадь поверхности исходного материала, пылевые частицы чрезвычайно химически и биологически активны и, следовательно, чрезвычайно вредны. Пылевые частицы имеют разную форму, однако, их размер принято характеризовать параметром, называемым «седиментационный диаметр». Это диаметр частицы, имеющей форму шара, скорость осаждения и плотность которой равна скорости осаждения и плотности исходной частицы.