Классификация видов воздействия на природу

 

Прямым антропогенным воздействием называют непосредственное влияние деятельности человека на природные экосистемы. Прямое воздействие — это любой вид непосредственного вторжения человека в экосистемы:

- строительство поселений, дорог,

- использование земель в сельскохозяйственном производстве,

- ведение лесозаготовок, охотничьего или рыболовецкого промысла,

- добыча полезных ископаемых,

- промышленное производство и др.

Все это ведет к перерождению биогеоценозов и сужению разнообразия биологических видов, а также к накоплению загрязнений в природной среде.

Последствия подобной деятельности не ограничиваются только прямым преднамеренным воздействием на природу.

Учитывать следует также косвенные и отдаленные последствия хозяйствования. Так, лесозаготовительные работы в бассейне реки могут привести к ряду взаимосвязанных последствий: уменьшению влажности почвы, снижению уровня грунтовых вод, усыханию притоков реки, снижению уровня воды в реке и в озере, куда она впадает, изменению водных и почвенных биоценозов.

В озере могут создаться условия, уменьшающие численность некоторых видов рыб, развивающие цианобактерии («цветение» водоема). В результате эта цепочка событий приведет к отрицательным последствиям для людей, живущих около водоема и пользующихся его водой.

Характерные примеры цепной реакции непреднамеренных воздействий первичной преднамеренной хозяйственной акции — это последствия использования пестицидов в сельском хозяйстве.

К концу второго тысячелетия в биосфере, наряду с биогеохимическим круговоротом веществ, сформировался антропогенный круговорот веществ, или ресурсный цикл.

Ресурсный цикл — обмен веществ между природой и обществом, включающий извлечение естественных ресурсов из природной среды, вовлечение их в хозяйственный оборот с последующей утилизацией, а также возвращение трансформированной природной субстанции в окружающую среду. Аналогом ресурсного цикла является жизненный цикл продукции — новое понятие, введенное международными стандартами ИСО серии 14 000.

На рис. 9.1 представлена схема ресурсного цикла, включающего основные этапы цепи «сырье — производство — эксплуатация (потребление) — утилизация (вторичные ресурсы) — отходы».

Этап 1. Разведка, добыча природного ресурса, представленного i -м видом сырья или материала, топлива или энергии М_i при i = 1,2, 3,..., n.

Этап 2. Изготовление j- го изделия, детали, полупродукта N_j при j = 1, 2, 3,..., m.

Этап 3. Производство из Σ N_j изделий, деталей, полупродуктов некоего предмета потребления или объекта (например, транспортного средства, медицинского центра или космического спутника связи) для оказания в дальнейшем услуги (соответственно транспортной, медицинской, информационной или иной, необходимой обществу).

Этап 4. Эксплуатация объекта (включая хранение, например, транспортных средств на стоянках) для удовлетворения потребности общества и конкретных людей в предмете (потребление предмета) в транспортной, медицинской, информационной или иной услуге, а также в культурно-эстетической сфере, т. е. реализация той цели, для достижения которой на предыдущем этапе и был изготовлен предмет или объект.

Этап 5. (Является подциклом общего ресурсного цикла). Ремонт объекта для восстановления утраченных потребительских свойств (технических характеристик) с целью продления срока службы, если это по каким-либо причинам (например, экономическим) рациональнее изготовления объекта заново.

Этап 6. Реновация объекта, т. е. подготовка к эксплуатации его (или его узлов, агрегатов, комплектующих) по иному назначению или в иной (преимущественно менее ответственной) сфере потребления.

Диапазон возможностей для реновации очень широк. Он включает и перемонтаж выработавших летный ресурс авиадвигателей воздушных судов на речные и морские суда на подводных крыльях, и перевозку мебели на дачный участок при замене ее в современной городской квартире, и сезонные распродажи товаров. Реновация экологически эффективна также при решении задач конверсии военной техники и оборонных предприятий. Все вещества и энергия (бывшие природные ресурсы), за исключением возвращенных в ресурсный цикл вторичных материальных ресурсов (ВМР) и вторичных энергетических ресурсов (ВЭР), после седьмого этапа поступают в окружающую природную среду, где они уже являются загрязнением.

 

 

Рис. 9.1. Схема использования природных ресурсов при удовлетворении

потребностей общества (по Н. И. Николайкину)

 

Этап 7. Утилизация объекта, его узлов и деталей, а также всех отходов и веществ, уловленных при очистке выбросов в атмосферу и сбросов в природные водоемы на предыдущих этапах, с выделением всего, что может быть использовано повторно в качестве ВМР и ВЭР.

На каждом этапе превращения природного ресурса в конечный продукт имеются потери используемого вещества. При добыче полезных ископаемых в отвалы направляется «пустая порода». Значительны потери при транспортировке сырья к месту переработки. При выработке энергии, например, с использованием органического топлива, оно полностью превращается в иные соединения — золу, шлаки, оксиды углерода и др. Отсутствие технологий, обеспечивающих комплексную переработку сырья (т. е. использующих все его компоненты) на стадии производства изделий, приводит к образованию большого количества отходов.

Перемещение с этапа на этап требует дополнительных транспортных затрат, вызывающих в свою очередь загрязнение биосферы отходами транспортных средств. В среднем в процессе ресурсного цикла по целевому назначению используется не более 5 % добытого вещества (а зачастую не более 1 %), остальные 95 % (99 %) так или иначе попадают обратно в окружающую среду в виде отходов, не удовлетворив никаких потребностей человека.

Так, по данным Госкомэкологии РФ, в начале 90-х гг. количество ежегодно извлекаемых природных ресурсов составляло 53 т на одного жителя России. Добыча и переработка этой массы сырья ежегодно требовала около 7000 кВт • ч электроэнергии и 800 т воды. В итоге в расчете на одного человека в год получалось 2—3 т конечной продукции, а остальная масса возвращалась в окружающую среду в виде отходов.

Конечная продукция, в свою очередь, также является отходами, только отложенными во времени. Изготовленные изделия (машины, оборудование, предметы потребления), полученные химические соединения - все, что произвел человек, включая шедевры искусства и памятники истории, рано или поздно изнашивается, выходит из строя, разрушается и рассеивается в окружающую среду. Вовлекаемые в ресурсный цикл вещества полностью возвращаются в окружающую среду. Однако замкнутость ресурсного цикла существенно отличается от замкнутости биогеохимического или биотического цикла.

Изъятый ресурс возвращается в биосферу в существенно измененном виде, в том числе с новым для природы сочетанием химических элементов. Такие соединения не могут быть ассимилированы в биосфере обычным путем. Кроме того, добытые для переработки природные ресурсы возвращаются не точно на место изъятия, а попадают в другие экологические системы; характерный пример — добыча фосфатов, их использование в качестве минерального удобрения и последующая эвтрофикация водоемов. Следовательно, антропогенный ресурсный цикл является главным источником загрязнения окружающей среды.

Ресурсный цикл подобен пищевой (трофической) цепи в природных экосистемах и также, как они, достаточно условен. Места добычи, производства, потребления и утилизации в этом цикле в большинстве случаев не совпадают, тогда как в природных экосистемах существуют не цепи, а разветвленные трофические сети. Благодаря этому, обеспечивается наиболее эффективное использование всех ресурсов среды, в том числе происходит переработка отходов тут же на месте. В природе цепи трансформации всех веществ максимально замыкаются в циклы (круговороты) и понятия «загрязнение» не существует. Реализация ресурсного цикла в пределах одного предприятия невозможна даже теоретически.

В полной мере это недостижимо и в рамках одного промышленного узла. Максимально возможное совершенствование ресурсного цикла (хотя очень далекое от уровня совершенства трофической сети) достигается при создании территориально-производственных комплексов (ТПК). В этом случае в производство вовлекается наибольшая часть комплексного потенциала сырья, включая вскрышные породы, образующиеся при добыче ископаемых, побочные продукты и отходы производства.

Основными направлениями совершенствования ресурсного цикла при некотором фиксированном уровне потребления общества являются:

• уменьшение потерь на этапах добычи и транспортировки ресурсов;

• разработка технологий, позволяющих использовать для производства (потребностей человека) максимально возможное количество компонентов извлекаемого сырья;

• уменьшение материалоемкости продукции, энергоемкости производства и эксплуатации продукции;

• увеличение срока службы изделий.

Совершенствование ресурсного цикла идет по пути создания новых технологий, оптимизации технических решений (в том числе оборудования), исходя из принципа минимизации экологического ущерба. Очевидно, что принципиально новые решения вызывают изменения на всех этапах ресурсного цикла. От одного и того же «усовершенствования» на разных этапах ресурсного цикла могут быть получены различные как по величине, так и по знаку экологические эффекты (или ущербы). Например, разработка и широкое внедрение нового хладагента велись 20—30 лет с целью замены в холодильных установках экологически очень опасного аммиака на инертное, нетоксичное, пожаробезопасное вещество. Изначально хлорфторуглероды (фреоны) казались идеальным решением проблемы, и лишь всестороннее изучение ресурсного цикла показало серьезную ошибочность этого вывода, ибо они оказались смертоносны для озонового слоя Земли.

Другой пример: экологически более чистые виды топлива, которые меньше загрязняют атмосферу при совершении такого же количества работы, выгодны для использования на транспорте, но не выгодны при производстве, так как требуют более сложной переработки углеводородного сырья, большего расхода энергии, а в результате становятся дороже.

Еще одним примером является происходящая в наши дни широко- масштабная кампания по введению новых европейских стандартов на допустимые выбросы в атмосферу от автотранспорта. Двигатели внутреннего сгорания автомобилей — основные источники загрязнения атмосферы в городах и густонаселенных регионах. Принятые нормы допустимых выбросов автомобилей, введенные с 2000 г., столь высоки, что им удовлетворяют только лишь самые современные марки машин. При этом известно, что и эти марки совершенно бесперспективны для модернизации с целью соответствия уже принятым европейским нормам 2005 г.

 

 

Рис. 9.2. Классификация загрязнений экологических систем

(по В.А. Королеву и С.К. Николаевой)

 

Таким образом, европейские страны в ближайшие годы сознательно идут на затраты (как экономические, так и экологические), связанные с производством и практически полной заменой парка легковых и грузовых автомобилей, ради резкого снижения объема выбросов в атмосферу, гарантируемого новыми нормами. Аналогичное происходит и в авиадвигателестроении.

Современная экологическая экспертиза любых принимаемых решений обязательно должна быть всесторонней, учитывающей все возможные последствия для окружающей природной среды, человека, растительного и животного мира, биосферы в целом.

На рис. 9.2 представлены в наиболее полном виде все основные типы видов загрязнения, а также объекты, в которых это загрязнение накапливается.