Проблема сырьевых и пищевых ресурсов. Будущее промышленного и сельскохозяйственного производства

1 Слайд. Рост народного хозяйства приводит к увеличению потребления всех видов ресурсов. Перед человечеством в настоящее время стоят проблемы роста населения и ограниченности водных, земельных, энергетических, сырьевых и продовольственных ресурсов в условиях интенсивного антропогенного воздействия на природную среду. Это создает ситуацию глобального экологического кризиса, что может привести к тяжелым последствиям для человечества.

3 Слайд. Минеральные ресурсы

За многие годы мировое потребление нефти, газа и угля увеличивается почти вдвое, а потребность в энергии удваивается каждые 12-14 лет. В настоящее время имеется тенденция к стабилизации добычи нефти и даже некоторому снижению до уровня 3 млрд. тонн в год. 70% нефти и 50% угля, извлеченных из недр, добыты за последние 15-20 лет. Все это уже привело к истощению богатых месторождений, расположенных в европейской части нашей страны. Горнодобывающая промышленность начинает ориентироваться на эксплуатацию более бедных месторождений ископаемых. В целом же необходимо отметить, что за последние 15 лет в мире достаточно четко обозначилась тенденция снижения темпов прироста спроса на первичные энергоресурсы. Почти 90% энергии, с помощью которой функционируют технологии во всех сферах жизнедеятельности человека, образуется за счет сжигания ископаемого топлива. С другой стороны, основной объем добываемого сырья используется для производства энергоносителей. Как топливо используется 85% получаемого газа (остальное поступает в качестве сырья в химическую промышленность) и 80% угля (20% коксующегося угля используется в металлургическом комплексе).

В структуре потребления доминирующее положение сохранится за топливно-энергетическими ресурсами органического происхождения (более 94%) – нефть, уголь, газ, доля же энергии АЭС, ГЭС и других возобновляемых источников энергии не превысит 6%.

Что касается выработки электроэнергии, то на долю ГЭС приходится 19%, атомных станций - 15%. Вся остальная электроэнергия вырабатывается практически за счет ископаемых ресурсов на тепловых электростанциях.

6 Слайд. Одни считают сланцевый газ могильщиком нефтегазового сектора российской экономики, а другие — грандиозной аферой планетарного масштаба. По своим физическим свойствам метан из сланцев ничем не отличается от метана «традиционных» месторождений. Однако технология его добычи и очистки подразумевает гораздо большие по сравнению с традиционным газом затраты. Последние несколько лет не утихают споры о вреде сланцевого газа. Экологи приводят множество фактов, свидетельствующих о серьезном вреде экологии, который наносится всему живому при его добыче. Для осуществления одного гидроразрыва требуется гигантское количество песка (порядка 200 тонн) и воды (порядка 4000 тонн). Для того чтобы минимизировать расходы, газодобывающие компании обычно берут их непосредственно в районах добычи сланцевого газа. Для Соединенных Штатов, где разработка месторождений этого источника топлива развивается наиболее интенсивно, это является настоящей катастрофой. Ведь большая часть сланцевого газа добывается в наиболее засушливых штатах страны — Техасе и Калифорнии. Поэтому с каждым годом жители этих территорий все сильнее страдают от нехватки водных ресурсов. Загрязнение грунтовых вод и почвы. Сейсмическая опасность. Загрязнение воздуха. Вредные последствия для экологии при добыче сланцевого газа можно свести к минимуму при помощи технологии пропанового фрекинга.

8 Слайд. Таким образом, широкое распространение в связи с проблемой сохранения природы приобретает идеи контроля окружающей природы - научного наблюдения, включенного в технологию рационального природопользования.

Проблема переработки и утилизации побочных продуктов и отходов производств также соприкасаются с комплексным использованием сырья. А также и применение их в качестве вторичных материальных ресурсов.

Минеральное сырье, в отличие от некоторых других природных ресурсов, невозобновимо! Его невозможно воспроизвести, хотя его запасы можно возместить путем открытия новых месторождений. Абсолютная ограниченность, невозобновимость, истощаемость такого стратегически важного ресурса, как минеральное сырье, и обуславливает актуальность проблем оптимизации его использования.

Ежегодно из недр земли извлекается 100 млрд тонн минеральных ресурсов, включая топливные, из которых 90 млрд тонн превращается в отходы. Поэтому ресурсосбережение и снижение уровня загрязнения окружающей среды - две стороны одной медали.

Дальнейшее развитие химической промышленности будет осуществляться в условиях, при которых сырьевые и энергетические ресурсы уже не могут и не будут считаться неистощимыми. Поэтому на каждом новом этапе развития химии должны быть найдены иные пути экономии сырья и энергии за счет поиска и реализации принципиально новых технологических решений, а также создания высокопроизводительного оборудования и более совершенных производственных систем. Все это заставляет пересмотреть сложившиеся взгляды, по-новому оценить проблемы бережного комплексного использования сырья, вторичных материальных и энергетических ресурсов, отходов производства.

Металл №1 для промышленности - железо. Появились новые технологии, позволяющие извлекать этот металл из бедных руд.

? Немного статистики. США экологи называют материальным чудовищем. В течение жизни на одного американца расходуется 15 тонн железа и чугуна, 1,5 тонн алюминия, 700 кг меди, 12 тонн глины, 13 тонн поверенной соли, 500 тонн стройматериалов, в том числе 100 м3 древесины. В Японии на одного жителя приходится 50 тонн минерального сырья. Если все страны начнут потреблять столько же ресурсов, сколько США, то человечеству потребовалась бы площадь, равная 3 площадям Земли.

Запасы минерального сырья на планете ограничены и быстро истощаются. Разные виды ресурсов могут быть исчерпаны в ближайшие 30-50 лет (свинец, цинк, олово, золото, серебро, платина, асбест, никель, кобальт, алюминий).

9 Слайд. Лесные ресурсы мира

Лесные ресурсы — важнейший вид ресурсов биосферы. В лесные ресурсы входят: древесина, живица, пробка, грибы, плоды, ягоды, орехи, лекарственные растения, охотничье-промысловые ресурсы и т.д., а также полезные свойства леса — водоохранные, климаторегулирующие, противоэрозионные, оздоровительные и пр. Лесные ресурсы относятся к возобновляемым ресурсам. Однако леса сводятся под пашни и плантации, под строительство. К тому же древесина широко используется на дрова и древообрабывающую продукцию. В результате обезлесивание приобрело угрожающие масштабы. Площадь лесов в мире ежегодно уменьшается.

Наибольшая площадь лесов сохранилась в Евразии. Это около 40% всех мировых лесов и почти 42% общего запаса древесины, в том числе 2/3 объема древесины наиболее ценных пород. Наименьшую покрытость лесами имеет Австралия. Поскольку размеры континентов неодинаковы, важно учитывать их лесистость, т.е. отношение лесопокрытой площади к общей площади. По этому показателю первое место в мире занимает Южная Америка. При хозяйственной оценке лесных ресурсов первостепенное значение имеет такая характеристика, как запасы древесины. По этому признаку выделяют станы Азии, Южной и Северной Америки как Россия, Канада, Бразилия и США. Практическим отсутствием леса характеризуются Бахрейн, Катар, Ливия и др.

10 Слайд. Леса мира образуют два огромных по протяженности лесных пояса — северный и южный. Северный лесной пояс находится в зоне умеренного и отчасти субтропического климата. На него приходится половина всех лесных массивов в мире и почти такая же часть всех запасов древесины. Самые многолесные страны в пределах этого пояса — Россия, США, Канада, Финляндия, Швеция. Южный лесной пояс находится, в основном, в зоне тропического и экваториального климата. На него приходится также около половины всех мировых лесных массивов и общего запаса древесины. Они сосредоточены в основном в трех районах: Амазонии, бассейне Конго и Юго-Восточной Азии.

12 Слайд. В последнее время происходит катастрофически быстрое сведение тропических лесов. Они находятся под угрозой полного уничтожения. За последние 200 лет площадь лесов сократилась как минимум в 2 раза. Главными причинами уничтожения лесов являются: расширение сельскохозяйственных угодий и вырубка лесов с целью использования древесины. Леса вырубаются в связи со строительством линий связи. В большинстве развивающихся стран вырубка проводится в связи с использованием древесины как топлива, а также выжигаются леса для получения пахотных земель. Сокращаются и деградируют от загрязнения атмосферы и почв леса в высокоразвитых странах. Происходит массовое усыхание верхушек деревьев, вследствие их поражения кислотными дождями. Последствия обезлесивания неблагоприятны для пастбищ и пашни.

13 Слайд. Такая ситуация не могла остаться незамеченной. Наиболее развитые и в тоже время малообеспеченные лесом страны уже проводят в жизнь программы по сохранению и улучшению лесных угодий. Так, в Японии и Австралии, а также в некоторых западно-европейских странах площади под лесами остаются стабильными, а истощение древостоя не наблюдается.

14 слайд. Почвенные ресурсы

На долю сельскохозяйственных земель в нашей стране приходится 13% земельного фонда, в том числе на пашню — около 8%. 45% территории занято лесами. Большая часть сельскохозяйственных земель расположена в южной половине страны.

17 Слайд. В процессе хозяйственного использования почв происходит изменение их свойств. С урожаем человек вывозит с полей не только большую часть органического вещества, но и накопившиеся в нем элементы питания растений. Снижается плодородие почв. Для его восстановления необходимо вносить удобрения. От чего нужно охранять почву. Уничтожая естественную растительность при распашке и неумеренном выпасе скота, человек делает почву беззащитной против дождя и ветра. Усиливается эрозия почв — процесс их разрушения. Для удовлетворения потребностей населения в продуктах питания, а промышленности — в сырье необходимо рациональное использование почвенных ресурсов и повышение плодородия почв. Важная роль в этом принадлежит мелиорации земель. Мелиорация сельскохозяйственных земель — это совокупность мер по улучшению почв с целью длительного повышения их плодородия. Мелиорация предусматривает орошение засушливых и осушение переувлажненных земель, борьбу с эрозией почв, улучшение естественных кормовых угодий, обводнение пастбищ в засушливых районах. Особенно большие площади земель нуждаются в противоэрозионной защите. С этой целью создают полезащитные лесные полосы, закрепляют овраги, проводят террасирование склонов, строительство прудов в верховьях балок и т. д. Но особенно важны специальная обработка почв (агротехника) и почвозащитные севообороты. Большое внимание уделяется повышению плодородия почв путем внесения различных удобрений.

18 Слайд. Водные ресурсы

Общий объем гидросферы Земли огромен и составляет почти 1,4 млрд. км. Однако ресурсы пресной воды, необходимой человечеству, животным и растениям, составляют всего 2-2,5% этого объема. Примерно половина всей используемой пресной воды (63%) расходуется безвозвратно, особенно в сельском хозяйстве. На водопотребление промышленное идет 27% от общего объема, на коммунально-бытовое — 6%, а на создание водохранилищ — всего 4%. Такое положение создает реальную угрозу возникновения дефицита пресной воды в глобальном масштабе.

19 Слайд. Запасы пресной воды невелики, да и то большая часть ее находится в твердом состоянии в виде ледников Антарктиды, Арктики и в горах. Эта часть пока еще практически недоступна для использования. Если этот лед равномерно распределить по Земле, он покроет ее слоем в 53 см, а если растопить, уровень Мирового океана поднимется на 64 метра. Ценным источником пресной воды являются реки и озера, но распределены они по поверхности Земли неравномерно. В экваториальном и в северной части умеренного пояса пресная вода имеется в избытке, и на душу населения приходится 25 тыс. м в год. В тропических поясах планеты, которые охватывают 1/3 суши, очень остро ощущается дефицит воды. Здесь на душу населения приходится менее 5 тыс. м в год, а сельское хозяйство возможно только в условиях искусственного орошения. Эти контрасты объясняются прежде всего климатическим своеобразием областей и характером их поверхности. Россия занимает одно из первых мест в мире по запасам пресной воды. Особенно много ее в озерах, площадь которых в России больше территории Великобритании. В одном только Байкале сосредоточено примерно 20% мировых запасов пресной воды.

20 Слайд. С развитием хозяйства в мире растет и потребность в пресной воде. Если в древности человек потреблял до 18 литров в сутки, то в настоящее время в развитых странах — 200-300 л, а в крупных городах еще больше, так как сюда включаются расходы промышленности и городского хозяйства. В мире растет не только потребление воды, но и ее дефицит. Он грозит и засушливым, и достаточно обеспеченным водным ресурсами странам. Это связано не только с увеличением расходов, но и с возрастающим загрязнением гидросферы. Необходимо учитывать не только количество, но и качество воды. Многие африканцы используют воду из водоемов, которые часто служат средой размножения паразитов. Не случайно более 80% заболеваний здесь связано с потреблением воды, которая по санитарным нормам не считается питьевой. Доброкачественной водой пользуется лишь 1/3 населения Земли.

Одним из путей преодоления нарастающего дефицита пресной воды является ее экономия в производстве и при удовлетворении бытовых нужд, прекращение сброса промышленных, сельскохозяйственных и бытовых вод во внутренние водоемы и моря. Другой путь связан с использованием других источников: предлагается буксировать айсберги из Арктики и Антарктиды, опреснять морскую воду, конденсировать воду атмосферы. Для добывания пресной воды путем опреснения морской (соленой) на морских судах строят опреснительные станции. В мире уже имеются около ста их. Крупнейшим в мире производителем такой воды является Кувейт.

Пресная вода уже стала товаром мировой торговли: ее транспортируют в танкерах, по дальним водопроводам. Например, Нидерланды импортируют такую воду из Норвегии, Саудовская Аравия — с Филиппин, Сингапур — из Малайзии. Существуют проекты перекачки воды по водопроводам из Гренландии и Антарктиды в Европу, из Амазонки в Африку. Разрабатываются установки, где тепло атомных реакторов будет использоваться одновременно для опреснения воды и производства электроэнергии. Стоимость одного литра будет невысока, так как производительность установок очень значительна. Эта опресненная вода будет использоваться для полива.

В качестве пути преодоления дефицита пресной воды выступает сооружение водохранилищ, регулирующих речной сток. Всего в мире создано более 30 тыс. водохранилищ. По числу наиболее крупных из них выделяются США и Россия.

Во многих странах разработаны проекты перераспределения речного стока с помощью его переброски. Однако наиболее крупные проекты были отвергнуты по природоохранным соображениям. Такие проекты разрабатывались в США, Канаде, Австралии, Индии, Мексике, Китае, Египте.

Круговорот воды в природе охватывает все оболочки Земли и связывает между собой все водные ресурсы, и если непродуманная деятельность человека вмешивается в этот процесс, то это может привести к непредсказуемым результатам.

22 Слайд. Пищевые ресурсы.

Человеческим обществом за многотысячелетнюю историю накоплены большие знания в различных отраслях сельского хозяйства, обеспечивающего все возрастающие потребности в пищевых ресурсах:

- растениеводство, включающее в себя полеводство, плодоводство, овощеводство;

- животноводство, включающее разведение крупного рогатого скота, овцеводство, коневодство;

- птицеводство.

Растения служат неиссякаемым источником разнообразных пищевых продуктов. Но в них содержится повышенная концентрация токсичных и радиоактивных веществ, попадающих в растения из почвы, атмосферы и водных объектов. Такому загрязнению способствует применение пестицидов и ядохимикатов при обработке полей, несоблюдение норм внесения минеральных удобрений, многократное превышение ПДК загрязняющих веществ в водоисточниках, используемых для мелиоративных работ. Трансграничное перемещение воздушных масс, загрязненных выбросами промышленных предприятий и транспорта, также является причиной попадания вредных веществ в продукты питания.По трофическим цепям вещества-токсиканты попадают в организмы животных и гидробионтов, мясом которых впоследствии питается человек.

Численность населения Земли возрастает с каждой секундой. В мире голодает 1 млрд. человек, 24 млн. новорожденных страдают от недоедания, 35 тыс. человек ежегодно умирают от недоедания и плохого питания.

23 Слайд. Причины:

1. многие страны имеют плохие с/х угодия. Горы – Непал, Бутан. Аридные области – Ливия, ЦАР. Области с чрезмерным увлажнением – Вьетнам, Лаос (64 страны не могут прокормить себя).

2. в среднем человеку в день необходимо 2400 ккал/день для поддержания сравнительно эффективной жизнедеятельности. В развивающихся странах каждый человек в среднем получает 1100 ккал/день.

3. кроме калорийности пищи важно качество потребляемых продуктов питания – сбалансированность БЖУ, соотношение витаминов, микроэлементов. В развитых странах на 1 человека в год приходится 25 кг белка, в развивающихся 1 кг. Доля зерновых в рационе составляет 30% в развитых странах и 60% в развивающихся.

4. Развивающиеся страны обеспечивают прирост с/х продукции за счет расширения обрабатываемых угодий. В развитых странах идет применение биотехнологий, что снижает себестоимость и повышает производительность с/х продукции.

5. площадь пахотных земель в расчете на душу населения постоянно сокращается.

6. потеря продовольственной базы вызывает обнищание, повышает смертность, особенно детей, вед к конфликтам из-за земельных и водных ресурсов (Руанда и Бурунди);

7. потеря с/х продукции при хранении и доставке до потребителя.

24 Слайд. Пути решения:

1. развитие биотехнологий и генной инженерии;

2. создание эффективной социально-экономической аграрной политики, важнейшим эффектом которой является не только продовольственное обеспечение, но и сохранение естественных характеристик биосферы;

3. замедление темпов роста численности населения;

4. интенсификация сельского хозяйства.