Введение

Компьютеризация мирового сообщества привела к созданию единого информационного пространства, к расширению возможностей человека как индивидуума, способствует развитию научно-технического комплекса.

Одновременно компьютеризация является ресурсопотребляющей отраслью, что обеспечивает непрерывное и быстрое совершенствование компьютерной техники на базе использования различных материалов: черных, цветных, драгоценных, редкоземельных металлов, и различных пластмасс.

В учении Р.Мальтуса впервые выдвинута ресурсо-экологическая концепция, которая должна включать элементы «новой морали», которые сводятся к предупредительным мероприятиям по охране природы и сокращению потребления природных ресурсов.

В учении В.И.Вернадского о концепции устойчивого развития отмечается необходимость направить человечеству усилия на удовлетворение нужд настоящего и будущего поколения за счет бережного отношения к природным ресурсам.

В учении Б.Коммонера отмечается, что любое новое приобретение человечеством (например, компьютеризация) в процессе жизни сопровождает-ся утратой какой-то составляющей природы.

При компьютеризации в первую очередь такой утратой является разработка 38 элементов таблицы Д.И.Менделеева полезных ископаемых Земли.

В современных условиях в расчете на каждого жителя планеты ежегодно добывается 50 т сырья, которое с использованием 800 т воды и 3 кВт/ч мощности перерабатывается в продукты потребления.

При этом перемещается до 10 т горной породы и нарушается целостность 2 м² поверхности Земли.

Ежегодно на одного человека образуется 300 кг твердых отходов.

Снижение расходов материалов, использование отходов компьютерного лома, перевод неиспользуемых отходов в используемые отходы имеет большое значение для охраны окружающей среды, потому что освобождает нас от нейтрализации, захоронения или уничтожения отходов, сокращает энерго-потребление, уменьшает загрязнение окружающей среды и освобождает территории.

Понимание перечисленных проблем имеет важное значение для будущего человеческого общества.

Глубокие знания специалистов в области компьютерных технологий «жизненного цикла» компьютерной техники и умение составить экологический баланс является новым этапом в понимании экологической составляющей этой проблемы будущего.

1. Проблемы экологии в связи с развитием компьютерной техники

1. Экологические аспекты компьютеризации общества

Совершенствование, быстрое развитие компьютерной техники и глобальная компьютеризация мирового сообщества наращивает проблемы в области экологии.

При рассмотрении экологии компьютерной техники в широком смысле мы должны исходить из основных базовых принципов [1.1-1.3].

1. Важнейшими лимитирующими факторами в условиях глобальной компьютеризации мирового сообщества, является степень разрушения литосферы, вытеснение флоры и фауны в результате поиска, разработки и добычи полезных ископаемых, получении материалов, необходимых для изготовления компьютерной техники.

При производстве материалов технологические процессы отрицательно влияют на атмосферу, гидросферу и литосферу, выделяя в больших объемах вредные вещества и отходы производства.

Постепенно возрастает загрязнение атмосферы, гидросферы и литосферы за счет утилизации, переработки и захоронения материалов компьютерной техники после окончания срока эксплуатации [1.4-1.6].

При изготовлении компьютерной техники, производства модулей, блоков, печатных плат технологические процессы отрицательно влияют на окружающую среду, потребляя невосполнимые запасы топлива, химические вещества и запасы воды, загрязняя атмосферу, гидросферу и образуя промышленные отходы.

Для производства одного ПЭВМ (системный блок, монитор, принтер) с общим весом 24 кг требуется на технологические расходы 240 кг ископаемого невосполнимого топлива для необходимых энергоносителей, 22 кг химических веществ и 1500 кг воды.

После окончания срока эксплуатации компьютерной техники, образуется лом, одна тонна которого содержит 480 кг черных металлов, 200 кг меди, 32 кг алюминия, 32 кг серебра, 1 кг золота, остальное – 33 элемента таблицы Менделеева Д.И. По данным Microelectronic and Computer Technology Corporation при изготовлении компьютерной техники используют бериллий, алюминий, титан, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь, цинк, галлий, германий, мышьяк, селен, ниобий, рутений, родий, палладий, серебро, кадмий, индиум, олово, барий, европий, тантал, платина, золото, ртуть, свинец, висмут, актиний.

2. Согласно Ю. Одума ландшафт не только «склад калорий», но и дом, в котором мы все живем и поэтому следует сохранить одну треть суши как охраняемое открытое пространство в качестве национальных парков, заповедников, зеленых зон, участков дикой природы, что при добыче и переработке с учетом разнообразия технологий большого количества элементов таблицы Менделеева Д.И. чрезвычайно проблематично [1.1.].

3. Самоограничение использование земли является прообразом природорегулирующего механизма, называемого «территориальным поведением».

Постоянно расширяющаяся и нарастающая компьютеризация мирового сообщества (добыча и переработка материалов, изготовление деталей, загрязнение отходами, увеличение расхода энергоносителей) не способна к самоограничению использования земли и исключает такой лимитирующий фактор, как «территориальное поведение».

В условиях сплошной компьютеризации мирового сообщества достигнуть «территориального поведения» невозможно.

4. Согласно второму началу термодинамики, компьютеризация мирового сообщества – прямой путь к деградации, повышение энтропии внешней среды.

При сплошной компьютеризации мирового сообщества, вступает в силу «Закон убывающей отдачи» Тюри Мальтуса, который формулируется как «Повышение удельного вложения энергии (повышение энергоемкости) в экосистему не дает адекватного увеличения продуктивности».

Это происходит в силу увеличения энергоемкости при переработке и подготовке материалов к использованию, увеличение расхода энергии при эксплуатации и утилизации.

5. Энергообеспечение компьютеризации мирового сообщества обуславливает использование топлива, что приводит к следующим негативным явлениям: постоянно расходуются запасы невозобновляемого топлива; получение энергии сопровождается увеличением количества углекислого газа (СО₂); образуется большое количество загрязняющих веществ; повышается энтропия в гелиосфере.

Рост сжигания ископаемого топлива и выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, образование углекислого газа привело к возникновению болезней человека респиративного характера, смогу, кислотным дождям и глобальному изменению климата.

6. Высокотехнологичные отрасли промышленности, в первую очередь, производство компьютерной техники постоянно требуют, и эта тенденция будет сохраняться, новые материалы, разработка и получение которых расширяет экологически вредные процессы от добычи до изготовления деталей, что обуславливает нарушение равновесного состояния.

Продление экологического разрушения в результате компьютеризации мирового сообщества может быть замедлено созданием «экологически чистых» компьютеров.

Разработка и производство «экологически чистых» компьютеров может быть обеспечено складывающимися следующими направлениями:

1. сокращением номенклатуры элементов таблицы Д.И.Менделеева на стадии изготовления отдельных деталей компьютерной техники;

2. разработкой новых конструктивных решений и технологии программного обеспечения, снижения энергоносителей и эмиссионных факторов (электромагнитные поля, ионизирующие и рентгеновские излучения);

3. разработкой конструкций отдельных узлов упрощающих переработку компьютерного лома и исключающих вредные вещества (хлористо-фтористые соединения и бромосодержащие вещества: кадмий, свинец, ртуть и т.д.);

4. созданием технологических процессов, обеспечивающих прецизионное извлечение элементов таблицы Д.И.Менделеева из отдельных узлов, деталей, печатных плат или замены элементов новыми материалами;

5. разработкой комбинации материалов, которая позволяет создавать дешевые сверхплотные электронные устройства памяти, которые совместят в себе органические материалы электропроводящий полимерный материал РЕДОТ) и не органические компоненты (кадмий) [1.7.]

Согласно стандарту (EPA Energy Star VESA DPMS) монитор должен поддерживать три энергосберегающих режима – ожидание (Standby), приостановку (Suspend), и «сон» (off). Такой монитор, при долгом простое компьютера, переводится в соответствующий режим с низким энергопотреблением.

Автоматизация режима работы монитора предусматривает внедрение режима Standby, т.е. временное гашение экрана, переключение режима ожидания, при перемещении мыши, нажатии клавиши клавиатуры, поступлении сообщения по факсу или электронной почте, распечатке документа в рабочий режим.

Режим Suspend обеспечивает снижение температуры накала катодов CRT и временное переключение режима ожидания.

По оценке Агентства по защите окружающей среды США только соблюдение сертификации энергосбережения изделий программы Energy Star для офисного электрооборудования, купленного в мире до 2010 г. предотвращает ежегодное загрязнение, равное загрязнению 6,5 млн. автомобилей.

Проведенный анализ технологии изготовления, эксплуатации и последующей утилизации компьютерной техники показал подчинение всего комплекса основным положениям и законам классической экологии.