6.8. Ресурсный цикл как антропогенный круговорот вещества

Для того чтобы создать необходимую продукцию, получить энергию, сырье, человек находит и добывает природные ресурсы, перевозит их к местам переработки, производит из них предметы, которые в итоге поступает в пользование или в виде средств производства или в виде готовых изделий. Таким образом, человек вовлекает природные ресурсы в ресурсный цикл.

Под ресурсным циклом понимают совокупность превращений и пространственных перемещений определенного вещества или группы веществ на всех этапах использования его человеком. Слово „цикл” предполагает замкнутость процесса. Однако, ресурсный цикл, который иногда называют антропогенным круговоротом вещества, фактически незамкнут, т.к. использованные ресурсы не возвращаются в места изъятия.

На каждом этапе ресурсного цикла (добыча, заготовка, транспортировка, переработка) неизбежны потери вследствие либо особенностей технологии , либо субъективных причин, При добыче часть сырья остается в местах залегания, а в отвалы идет так называемая „пустая порода”. Если ресурс (например, каменный уголь) используется как топливо, то при его сгорании образуется большое количество золы, шлаков, оксидов, выбрасываемых в атмосферу или отвалы на поверхность Земли (например, терриконы, открытые карьеры).

Таким образом, получается, что загрязнение среды образуют... природные ресурсы. Не случайно существует афоризм : загрязнение среды – это природные ресурсы, оказавшиеся не на своем месте. Не умея пока использовать ресурсы полностью или многократно, человек вынужден добывать и перерабатывать в убыстряющемся темпе все новые и новые их порции, создавая проблему их же исчерпаемости.

К природным ресурсам относятся все материальные и энергетические ресурсы, используемые человеком для создания материальных и культурных потребностей общества. По степени истощаемости ресурсы делятся на неисчерпаемые (солнечная энергия, морские приливы, ветер, текущая вода, атмосфера) и исчерпаемые, - ресурсы, количество которых неуклонно уменьшается по мере их добычи или изъятия из природной среды. Последние в свою очередь подразделяются на возобновимые (воздух, вода, почва, растительность, животный мир, биосфера, наконец, сам человек) и невозобновимые (горные материалы, руды, минералы, осадочные породы, ископаемое топливо).

Минеральные ресурсы, почти все виды которых относятся к практически невозобновимым, современной горной промышленностью используются далеко не полностью. В большинстве стран остается в недрах или выбрасывается в отвалы 12-15% руд черных и цветных металлов. Так называемые плановые потери каменного угля составляют 40%, нефти – в среднем 56%. При разработке полиметаллических руд из них, как правило, извлекаются 2-3 металла, которые в настоящий момент особенно нужны, а остальные сопутствующие металлы выбрасываются вместе с породой. Из общего объема тяжелых металлов, добытых из природных источников, попадают в биосферу, %: селена – более 90, кадмия – 60, ртути – 55, титана, алюминия, сурьмы, молибдена и свинца – более 30. При добыче калийных солей и слюды в отвалах остается до 80% сырья.

Считается, что на всех этапах ресурсного цикла в окружающей среде рассеивается в среднем около 90 % добываемого сырья. При этом темпы прироста объема образующихся отходов составляют в настоящее время 5 – 10 % в год.

На каждую тонну производимого калийного удобрения образуется 3 – 4 т галитовых отходов, в основном содержащих хлорид натрия. На каждую тонну экстракционной фосфорной кислоты получается 4 – 5,5 т отходов в виде фосфогипса. Количество отходов на каждую тонну добываемого сырья составляет : нефть – 1, железная руда – 6, угля – 7, бокситы – 7 т.

Проблема исчерпаемости природных ресурсов с каждым годом приобретает все большую актуальность. Это связано как с осознанием факта их ограниченности, так и с интенсивно увеличивающимся потреблением. Темпы роста потребления ресурсов примерно в 10 раз превышают темпы роста численности населения. И хотя человечество на протяжении всей своей истории сталкивается с ограниченностью природных ресурсов, оно до сих пор не осознало последствий их бесконтрольного использования. Так, ископаемое топливо при современных объемах энергопотребления, по разным оценкам, в среднем иссякнет через 150-160 лет, в том числе: нефть – через 80-90 лет, природный газ через 100-140, уголь – через 400-500 лет.

Прогнозные данные по срокам исчерпания других природных ресурсов выглядят следующим образом. Запасов железной, марганцевой и хромовых руд, фосфатного сырья должно хватить еще на 100-300 лет, запасов полиметаллических руд, содержащих никель, медь, свинец, цинк, олово, вольфрам, кобальт, молибден – на 30-60 лет, запасов асбеста, сурьмы, ртути – на 10-15 лет.

По данным ООН, ресурсы 18 важнейших минералов оказалось на грани полного исчерпания, даже в условиях введения рециркуляции и обновления. Среди них – золото, ртуть, свинец, олово, цинк, вольфрам.

В настоящее время усилия ученых направлены на то, чтобы сделать ресурсный цикл замкнутым, т.е. с одной стороны, разрабатываются и совершенствуются высокоэффективные процессы, связанные с рациональным использованием и комплексной переработкой минеральных ресурсов, а с другой – обусловливается возвращение их в измененном виде в производство для повторного и неоднократного использования.

Повторное использование материальных ресурсов (рециркуляция) имеет исключительно большое значение с точки зрения сохранения или продления времени эксплуатации важнейших мировых запасов руд (исчерпаемых ресурсов). Так, в случае рециркуляции 50% металлов из сферы потребления в сферу производства обеспеченность важнейшими металлами (в частности, железом, алюминием, медью, хромом, титаном, молибденом) возрастает в 3-3,5 раза, а при 95-98%-ной степени рециркуляции – в 5-6 раз.