Мировой кризис ресурсов, загрязнение окружающей среды и проблема катализа
Введение
1. Мировой кризис ресурсов
1.1 Виды ресурсов на земном шаре
1.2 Суть ресурсного кризиса
1.3. Проблема загрязнения окружающей среды
2. Пути преодоления проблем ресурсного кризиса
3. Проблема катализа
Заключение
Введение.
Тема моего реферата «Мировой кризис ресурсов, загрязнение окружающей среды и проблема катализа». Я не случайно выбрал эту тему, а учитывал актуальность этих взаимосвязанных между собой проблем, их важность для жизнедеятельности человечества всего мира, а также заинтересованность моих потенциальных слушателей.
Это действительно взаимосвязанные проблемы, так как одна проблема порождает другую. А именно использование нерациональных методов добычи и технологий использования природных ресурсов привело к сильным загрязнениям окружающей среды.
Ухудшение экологического положения стало особенно заметно со второй половины 20-го века.
Сейчас человек стоит перед решением двух важнейших проблем: предотвращение ядерной войны и экологические катастрофы.
Сопоставление не случайно: антропогенное давление на природную среду грозит тем же что и применение атомного оружия, - уничтожением жизни на Земле.
До недавнего времени считали, что природа в состоянии сама перерабатывать и нейтрализовывать все вредные промышленные выбросы. Эта точка зрения привела к экологической катастрофе. Причиной этого стало то, что механизмы адаптации естественных систем и самого человека к быстрым изменениям природной среды, имеющим антропогенный характер, перестали срабатывать.
Вследствие чего природные экосистемы деградируют, и это ударяет по самому человеку.
История свидетельствует, что и в прежние эпохи обострялись противоречия между человеком и природой и это приводило к экологическим кризисам. Но это были локальные и региональные кризисы Особенностью нашего времени является интенсивное и глобальное воздействие человека на окружающую среду, что сопровождается интенсивными и глобальными негативными последствиями. Противоречия между человеком и природой способны обостряться, помимо прочего, из-за того, что не существует предела росту материальных потребностей человека, в то время как способность природной среды удовлетворить их - ограничена.
В истории человеческой культуры много сказано о гармонии в природе. Создатель учения о биосфере Вернадский утверждал: "В биосфере все учитывается, и все приспосабливается с тем же подчинением мере и гармонии, какую мы видим в стройных движениях небесных светил, и начинаем видеть в системах атомов вещества и атомов энергии".
Увеличение интенсивности человеческой деятельности, связанной с изменением окружающей среды остро ставит вопрос о гармонии взаимодействия человека и природы.
Первобытный человек и человек античности не противопоставлял себя природе, более того он сознавал свою неразрывную связь с природой, отождествлял себя с ней и обожествлял ее.
Всего четверть века назад слово "экология" было известно очень узкому кругу людей. Отношения между обществом и природой интересовали лишь отдельных философов и представителей географических наук.
На рубеже 60-70-х годов человечество узнало, что все большее загрязнение воздуха и водных источников, оглушающие городские шумы, бесчисленные свалки мусора, удручающее оскудение природных ландшафтов - отнюдь не локальные явления. Под угрозой находятся практически все естественные оболочки (сферы) нашей планеты, многие фундаментальные равновесия в биосфере Земли и даже за ее пределами. Подрыв этих равновесий чреват необратимыми и пагубными для жизни на планете последствиями.
Противоречия в системе "человек - общество - природа" приобрели планетарный характер. Породив невиданные в прошлом угрозы и опасности, они наложили заметный отпечаток на и без того сложную общую картину современного мира.
1.
2. Мировой кризис ресурсов.
2.1. Виды ресурсов на земном шаре.
Сейчас человек в своей хозяйственной деятельности освоил почти все доступные и известные ему виды ресурсов, как возобновимых, так и невозобновимых.
Минеральные ресурсы.
В отличие от возобновимых ресурсов, которые при их правильном использовании оказываются практически неистощимыми, полезные ископаемые можно использовать лишь один раз, после чего они исчезают. Эти ресурсы невозвратимы. Темпы их образования неизмеримо медленнее, чем темпы добычи.
О важности минеральных ресурсов можно судить по их разнообразию и многостороннему использованию в повседневной жизни.
Некоторые минералы столь же важны для жизни и здоровья людей, как воздух и вода. Поваренная соль, например, без которой не может обходиться человек, была объектом обмена на всем протяжении человеческой истории. Она стала и важнейшим промышленным сырьем – ее запасы в земной коре и в океане очень велики и человечество располагает этим ресурсом в изобилии.
Иначе обстоит дело с минеральным топливом и металлами. Многие из них не являются ни изобильными, ни дешевыми и потому должны находиться под охраной как исчезающий вид ресурсов.
Темпы эксплуатации земных недр ускоряются из года в год, поэтому необходимо обеспечить рациональное и полное их использование.
Земельные ресурсы.
Почва – поверхностный плодородный слой земной коры, созданный под совокупным влиянием внешних условий: тепла, воды, воздуха, растительных и животных организмов, особенно микроорганизмов. Почвенные ресурсы являются одной из самых необходимых предпосылок обеспечения жизни на Земле. Однако их роль в настоящее время недооценивается. Почва как элемент биосферы призвана обеспечить биохимическую среду для человека, животных и растений. Только почвой могут быть обеспечены полноценные условия для производства продуктов питания, корма для животных. Неотъемлемыми функциями почва как природного тела является накопления атмосферных осадков и регулирование водного баланса, концентрация элементов питания растений, образование и обеспечение чистоты подземных вод.
При интенсивном использовании земли необходимо одновременно заботиться и об увеличении плодородия почвы. Земельный фонд Россиисоставляет1709,7 млн. га.Около1100 млн. га земель находится в зоне вечной мерзлоты. Сельскохозяйственные
угодья занимают только 13% площади земельного фонда страны
иимеют тенденцию ксокращению. За последние 25 лет площади сельхозугодий сократились на 33 млн. га, несмотряна
ежегодное вовлечение в сельскохозяйственный оборот новых земель. Основными причинами уменьшения cельхозугодий являются появление эрозии почв, недостаточно регламентируемый отвод земель для несельскохозяйственных нужд, затопление, подтопление и заболачивание, зарастание лесом и кустарником. Эрозия представляет собой разрушение и снос почвенного покрова (иногда и почвообразующих пород) потоками воды или ветром.
Водные ресурсы.
Вода – основа жизни на Земле и ее родина. К сожалению, обилие воды только кажущееся, в действительности гидросфера – самая тонкая оболочка Земли, потому что на воду во всех ее состояниях и во всех сферах приходится менее 0,001 массы планеты. Природа устроена так, что вода постоянно обновляется в едином гидрологическом круговороте и охрана водных ресурсов должна осуществляться в самом процессе использования вод путем влияния на отдельные звенья круговорота воды. Потребности в воде возрастают из года в год. Промышленное значение воды очень велико, так как практически все производственные процессы требуют большого ее количества. Основная масса воды в промышленности используется для получения энергии и охлаждения.
Лесные ресурсы.
Леса – национальное богатство народа, источник получения древесины и других видов ценного сырья, а также стабилизирующий компонент биосферы. Они имеют очень большое эстетическое и восстановительное значение. Рациональное использование и сохранение лесов в настоящее время приобретает большое значение для европейской части России и Урала, где сосредоточены сравнительно небольшие лесные ресурсы и основные производственные мощности промышленных предприятий, а также большинство населения страны. Для упорядочения пользования лесами государственного значения и предупреждения истощения древесных запасов в малолесных районах леса разделены на три группы. К первой группе относятся леса, выполняющие преимущественно следующие функции: водоохранные, защитные (противоэрозионные), санитарно-гигиенические и оздоровительные (городские леса, леса зеленых зон вокруг городов).
Ко второй группе относятся леса в районах с высокой плотностью населения и развитой сетью транспортных путей, имеющие защитное и ограниченно эксплуатационное значение, а также леса с недостаточными лесосырьевыми ресурсами, для сохранения защитных функций которых, непрерывности и неистощимости пользования им требуется более строгий режим лесопользования.
К третьей группе относятся леса многолесных районов, имеющие преимущественно эксплуатационное значение и предназначенные для непрерывного удовлетворения потребностей народного хозяйства в древесине без ущерба защитных свойств этих лесов. В лесах третьей группы ведущее место занимает использование целевых ресурсов (в первую очередь древесины). В свете современных вопросов охраны окружающей среды и рационального использования лесных ресурсов большое значение приобретает освоение лесов третьей группы, совершенствование лесоэксплуатации и переработки древесины, дальнейшее повышение продуктивности насаждений, эффективное использование побочных продуктов леса. Быстро растет и рекреационное значение лесов, расположенных в местах с развитой промышленностью, около больших городов. Рекреационная ценность лесов порой превосходит стоимость получаемой от них древесины. При скоплении в лесах отдыхающих возникает рекреационная нагрузка. Это может оказаться опасным для продолжения естественного развития и нормального существования лесных массивов, биогеоценозов. Если участок леса сильно поврежден вытаптыванием почвы, его нужно исключить из пользования на 3-5 лет и более. Нужно тщательно выполнять все правила противопожарной охраны, запрещать прогулки, отдых и сбор грибов и ягод в молодых лесонасаждениях.
С развитием урбанизации огромное значение приобретают зеленые насаждения в городах. Зеленые насаждения – древесно-кустарниковая, цветочная и травянистая растительность, элементы благоустройства озелененных территорий – являются эффективным средством экологической защиты города, они повышают комфортность, эстетичность городской среды, могут на 20% и более уменьшить силу городского шума, так как служат преградой для распространения звуковых волн. Зеленые насаждения общего пользования не могут быть приватизированы или сданы в аренду и являются общегородской муниципальной собственностью без права изменять назначение этих территорий и отчуждений части их под другие цели. Недопустимы любые формы хозяйственной деятельности, наносящие невосполнимый вред зеленому фонду города.
1.2. Суть ресурсного кризиса
Суть ресурсного кризиса, который имеет глобальный характер, можно увидеть из схемы, центральным звеном, которой являются промышленные предприятия. Создавая промышленное предприятие, его руководство сталкивается с тремя аспектами, на которые оно должно ориентироваться:
* экономичность и безотходность технологии;
* экологичность технологии, т. е. минимизация вредных выбросов в окружающую среду;
* максимизация прибыли.
В нашей стране опираются лишь на последний аспект – максимизацию прибыли. Так как покупать новейшие технологии, и вкладывать деньги в научно технический прогресс никто не хочет, а для минимизации вредных выбросов необходимо строить дополнительные очистные сооружения, что требует также больших затрат. Тем самым для человека важна лишь экономическая выгода, то есть денежный доход.
А так как сейчас тенденция к росту населения на всем земном шаре, и урбанизации, то можно говорить об экологической проблеме городов, главным образом наиболее крупных из них, связанной с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.
Социально-экономическая обстановка привела к неуправляемости процесса урбанизации во многих странах. Процент городского населения в отдельных странах равен: Аргентина – 83, Уругвай – 82, Австралия – 75, США – 80, Япония – 76, Германия – 90, Швеция – 83. Помимо крупных городов-миллионеров быстро растут городские агломерации или слившиеся города. Таковы Вашингтон-Бостон и Лос-Анжелес-Сан-Франциско в США; города Рура в Германии; Москва, Донбасс и Кузбасс в СНГ.
Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60-70% газового загрязнения дает автомобильный транспорт. Более активная конденсация влаги приводит к увеличению осадков на 5-10%. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10-20% солнечной радиации и скорости ветра.
При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250-400 м, а контрасты температуры могут достигать 5-6?С. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу.
Города потребляют в 10 и более раз больше воды в расчете на 1 человека, чем сельские районы, а загрязнение водоемов достигает катастрофических размеров. Объемы сточных вод достигают 1м2 в сутки на одного человека. Поэтому практически все крупные города испытывают дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удаленных источников.
Водоносные горизонты под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек скважинами и колодцами, а кроме того загрязнены на значительную глубину.
Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами, он физически уничтожается, а в зонах рекреаций – парки, скверы, дворы – сильно уничтожается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащается тяжелыми металлами, обнаженность почв способствует водной и ветровой эрозии.
Растительный покров городов обычно практически полностью представлен “культурными насаждениями” – парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Развитие зеленых насаждений городов протекает в искусственных условиях, постоянно поддерживается человеком. Многолетние растения в городах развиваются в условиях сильного угнетения.
1.2. Проблема загрязнения окружающей среды.
Состояние воздушного бассейна
Для большинства крупных городов характерно чрезвычайно сильное и интенсивное загрязнение атмосферы. По большинству загрязняющих агентов, а их в городе насчитывается сотни, можно с уверенностью сказать, что они, как правило, превышают предельно допустимые концентрации. Широко распространено мнение о том, что с увеличением размеров города возрастает и концентрация различных загрязняющих веществ в его атмосфере, однако в действительности, если рассчитывать среднюю концентрацию загрязнений на всю территорию города, то в многофункциональных городах с населением более 100 тыс. человек она находится примерно на одном и том же уровне и с увеличением размеров города практически не возрастает. Это объясняется тем, что одновременно с увеличением объемов выбросов, возрастающих пропорционально росту численности населения, расширяется и площадь городской застройки, которая и выравнивает средние концентрации загрязнения в атмосфере.
Существенной особенностью крупных городов с населением более 500 тыс. человек является то, что с увеличением территории города и численности его жителей в них неуклонно возрастает дифференциация концентраций загрязнения в различных районах. Наряду с невысокими уровнями концентрации загрязнения в периферийных районах, она резко увеличивается в зонах крупных промышленных предприятий и, в особенности в центральных районах. В последних, несмотря на отсутствие в них крупных промышленных предприятий, как правило, всегда наблюдаются повышенные концентрации загрязнителей атмосферы. Это вызывается как тем, что в этих районах наблюдается интенсивное движение автотранспорта, так и тем, что в центральных районах атмосферный воздух обычно на несколько градусов выше, чем в периферийных, – это приводит к появлению над центрами городов восходящих воздушных потоков, засасывающих загрязненный воздух из промышленных районов, расположенных на ближней периферии. При анализе процессов загрязнения атмосферы городов весьма существенно различие между загрязнениями, производимыми стационарными и мобильными источниками. Как правило, с увеличением размера города доля мобильных источников загрязнения (в основном автотранспорта) в общем загрязнении атмосферы возрастает, достигая 60 и даже 70%.
Рассмотрим вначале основные стационарные источники выбросов в атмосферу. От 60% до 96% эмиссии вредных веществ приходится на производство энергии
Таблица 1. Выбросы в атмосферу электростанцией мощностью 1000МВт в год (в тоннах).
Выбросы
Топливо
Частицы
СО
NOx
SO2
Углеводороды
Уголь
3000
2000
27000
110000
400
Нефть
1200
700
25000
37000
470
Природный газ
500
-
20000
20,4
34
Конечно, по сравнению с энергетикой глобальное загрязнение посредством химической промышленности невелико, но это тоже достаточно ощутимое локальное воздействие. Большинство органических полупродуктов и конечная продукция, применяемая или производимая в отраслях химической промышленности, изготавливается из ограниченного числа основных продуктов нефтехимии. При переработке сырой нефти или природного газа на различных стадиях процесса, например, перегонке, каталитическом крекинге, удалении серы и алкилировании, возникают как газообразные, так и растворенные в воде и сбрасываемые в канализацию отходы. К ним относятся остатки и отходы технологических процессов, не поддающиеся дальнейшей переработке.
Газообразные выбросы установок перегонки и крекинга при переработке нефти в основном содержат углеводороды, моноксид углерода, сероводород, аммиак и оксиды азота. Та часть этих веществ, которую удается собрать в газоуловителях перед выходом в атмосферу, сжигается в факелах, в результате чего появляются продукты сгорания углеводородов, моноксид углерода, оксиды азота и диоксид серы. При сжигании кислотных продуктов алкилирования образуется фтороводород, поступающий в атмосферу. Также имеют место неконтролируемые эмиссии, вызванные различными утечками, недостатками в обслуживании оборудования, нарушениями технологического процесса, авариями, а также испарением газообразных веществ из технологической системы водоснабжения и из сточных вод.
Из всех видов химических производств наибольшее загрязнение дают те, где изготавливаются или используются лаки и краски. Это связано с тем, что лаки и краски часто изготавливают на основе алкидных и иных полимерных материалов, а также нитролаков, обычно они содержат большой процент растворителя. Выбросы антропогенных органических веществ в производствах, связанных с применением лаков и красок составляет 350 тыс. т в год, остальные производства химической промышленности в целом выделяют 170 тыс. т год.
В отличие от стационарных источников загрязнение воздушного бассейна автотранспортом происходит на небольшой высоте и практически всегда имеет локальный характер. Так, концентрации загрязнений, производимых автомобильным транспортом, быстро уменьшаются по мере отдаления от транспортной магистрали, а при наличии достаточно высоких преград (например, в закрытых дворах домов) могут снижаться более чем в 10 раз.
В целом выбросы автотранспорта значительно более токсичны, чем выбросы, производимые стационарными источниками. Наряду с угарным газом, окислами азота и сажей (у дизельных автомашин) работающий автомобиль выделяет в окружающую среду более 200 веществ и соединений, обладающих токсическим действием. Среди них следует выделить соединения тяжелых металлов и некоторые углеводороды, особенно бензапирен, обладающий выраженным канцерогенным эффектом.
Результатом загрязнения атмосферы становится такое характерное для множества крупных городов явление, как фотохимический туман (смог)
Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят: озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и, в течение не менее суток, повышенной инверсии. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.
Многие техногенные вещества, попадающие в воздушную среду городов, являются опасными загрязнителями. Они наносят ущерб здоровью людей, живой природе, материальным ценностям. Некоторые из них в силу длительного существования в атмосфере переносятся на большие расстояния, из-за чего проблема загрязнения превращается из локальной в международную. Загрязнение воздушного бассейна становится реальным тормозом научно-технического прогресса в городах, действие которого будет постоянно усиливаться по мере повышения требований к чистоте технологий, росту точности промышленного оборудования и распространению микроминиатюризации. Так как если в цехах при производстве высокоточной и высококондиционной продукции можно создать условия, близкие к идеальным, то, выходя за пределы цеха, она начинает подвергаться разрушающему воздействию загрязняющих веществ и может быстро терять свое качество.
Подобный же рост ущерба наблюдается при ускоренном разрушении фасадов зданий в загрязненной атмосфере городов.
Загрязнение водного бассейна.
Загрязнение водного бассейна в городах следует рассматривать в двух аспектах – загрязнение воды в зоне водопотребления и загрязнение водного бассейна в черте города за счет его стоков.
Загрязнение воды в зоне водопотребления является серьезным фактором, ухудшающим экологическое состояние городов. Оно производится как за счет сброса части неочищенных стоков городов и предприятий, расположенных выше зоны водозабора данного города и загрязнения воды речным транспортом, так и за счет попадания в водоемы части удобрений и ядохимикатов, вносимых на поля. Причем, если с первыми видами загрязнения можно путем строительства очистных сооружений бороться эффективно, то предотвратить загрязнение водного бассейна, производимое сельскохозяйственными мероприятиями, очень сложно.
Важно заметить, что водоочистные сооружения водопроводов не в состоянии очистить питьевую воду от растворов удобрений и ядохимикатов, поэтому питьевая вода может содержать их в себе в повышенных концентрациях и отрицательно повлиять на здоровье человека. Рост химизации сельского хозяйства неизбежно будет приводить к увеличению количества удобрений и ядохимикатов, вносимых в почву, и соответственно с этим их концентрация в воде будет увеличиваться.
Города также являются мощными источниками загрязнения водного бассейна. В крупных городах в расчете на одного жителя (с учетом загрязненных поверхностных стоков) ежесуточно сбрасывается в водоемы около 1 м3 загрязненных стоков. Поэтому города нуждаются в мощных очистных сооружениях.
Загрязнение почвенного покрова.
Охрана почв от загрязнений является важной задачей человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека.
Во-первых, происходит постоянное вымывание загрязнений в открытые водоёмы и грунтовые воды, которые могут использоваться человеком для питья и других нужд.
Во-вторых, эти загрязнения из почвенной влаги, грунтовых вод и открытых водоёмов попадают в организмы животных и растений, употребляющих эту воду, а затем по пищевым цепочкам опять-таки попадают в организм человека.
В-третьих, многие вредные для человеческого организма соединения имеют способность кумулироваться в тканях, и, прежде всего, в костях.
По оценкам исследователей, в биосферу поступает ежегодно около 20 - 30 млрд. т. твёрдых отходов, из них 50 - 60 % органических соединений, а в виде кислотных агентов газового или аэрозольного характера - около 1 млрд. т. Пути попадания загрязнений в почву
можно разделить по источнику поступления этих загрязнений в почву:
1) С атмосферными осадками. Многие химические соединения, попадающие в атмосферу в результате работы предприятий, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками выпадают в почву. Это, в основном, газы - оксиды серы, азота и др.
2) Осаждающиеся в виде пыли и аэрозолей. Твёрдые и жидкие соединения при сухой погоде обычно оседают непосредственно в виде пыли и аэрозолей.
3) При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений. В сухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно влажной.
4) С растительным опадом. Различные вредные соединения, в любом агрегатном состоянии, поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают опять-таки в почву. Классификация почвенных загрязнений
Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление даётся по-разному. Если обобщить и выделить главное, то наблюдается следующая картина по загрязнению почвы:
1) Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. В эту группу входят различные по характеру загрязнения смешанного характера, включающие как твёрдые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.
2) Тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме.. Это Cd (кадмий), Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк), Mn (марганец).
3) Пестицидами. Эти химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе.
4) Микотоксинами. Данные загрязнения не являются антропогенными, потому что они выделяются некоторыми грибами, однако, по своей вредности для организма они стоят в одном ряду с перечисленными загрязнениями почвы.
5) Радиоактивными веществами. Радиоактивные соединения стоят несколько обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных не радиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки. Из радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера один наиболее опасный - 90Sr (стронций-90), который может откладываться в костных тканях животных и человека.
3. Пути преодоления проблем ресурсного кризиса
Как уже написано выше основных проблем у данного кризиса две:
* Создание малоотходных производительных технологий;
* Создание современных технологий по утилизации, обезвреживанию и захоронению уже накопившихся промышленных отходов.
Если проанализировать итоги развития российской экономики в последние годы, то становится очевидным, что механизм нерационального ресурсопотребления не только не остановлен, но и увеличил обороты, поскольку спад в выпуске продукции опережает сокращение потребления сырья и материалов. Вместе с тем прогресс науки и техники позволяет все более рационально использовать материальные ресурсы. Одним из важнейших направлений ресурсосберегающей деятельности является эффективное использование отходов производства. Среди различных факторов, определяющих их рациональное применение, важную роль играют организационные, в том числе система управления ресурсопотреблением, которой, к сожалению, лишь на немногих заводах уделяется внимание.
На основе обобщения отечественных и зарубежных достижений может быть принята следующая комплексная система управления рациональным использованием материальных ресурсов (КС УРИР). Ее цель - постоянное развитие ресурсосберегающих методов хозяйствования. Составная часть КС УРИР - комплексная система управления рациональным использованием вторичного сырья.
Система предусматривает проведение следующих мероприятий:
* научно-технического характера (использование передовой техники и технологии по сбору и переработке вторичного сырья);
* экономического (внутрихозяйственное планирование образования, сбора, использования и реализации отходов, установление цен на эти ресурсы и продукты их переработки, материальное стимулирование их рационального применения, комплексный учет и анализ результатов работы с вторичным сырьем);
* правового (использование директивных указаний и инструкций в работе с вторичным сырьем, подбор и расстановка кадров, расширение и упорядочение договорных отношений между поставщиками и потребителями;
* экологического (использование вторичного сырья с учетом аспектов защиты окружающей среды).
Система носит многоуровневый характер и охватывает все стадии жизненного цикла вторичных материальных ресурсов:
* выявление ресурсов;
* планирование их сбора и использования, сбор и подготовку к потреблению или реализации; собственно полезное применение;
* реализацию на сторону;
* профилактику частичного уничтожения.
Организационно-методической, нормативно-технической и правовой ее основой являются стандарты и сертификация вторичных ресурсов. Регламентируя прогрессивные нормы, правила и методы, а также этапы и содержание процессов, стандарты вносят ясность в работу исполнителей, четко разграничивая их права и обязанности, а также устанавливая формы материального и морального стимулирования.
КС УРИР регламентируется нормативно-технической документацией, определяющей нормирование, оценку и контроль показателей рационального использования вторичных ресурсов, функции управления и организацию трудовых процессов), а также их взаимосвязи. Особо следует отметить систему документов, регламентирующих специализированные функции управления рациональным применением вторичных ресурсов.
Подсистемы КС УРИР показаны на схеме. Предлагаемая стандартизация функций управления использованием вторичных ресурсов, на наш взгляд, даст возможность более рационально использовать отходы. Она позволяет, во-первых, ликвидировать систематические потери вторичных ресурсов, обусловленные несовершенством организации их выявления, сбора и переработки, во-вторых, повысить долю отходов в общем сырьевом балансе, удельный вес выпускаемых из них товаров в общем объеме производства.
Комплексная система управления рациональным
использованием ресурсов
Прогнозирование потребности в различных видах вторичных ресурсов. Изучение отечественного и зарубежного опыта их применения.
Выявление ресурсов, отходов и освоение новых сфер применения.
Планирование сбора и переработки вторичных ресурсов.
Сбор, сортировка, транспортировка, складирование вторичных ресурсов.
Технологическая подготовка производства изделий с использованием вторичных ресурсов.
Организация эффективного потребления вторичных ресурсов.
Реализация неиспользуемых вторичных ресурсов.
Утилизация неиспользуемых вторичных ресурсов.
Подбор, обучение и расстановка кадров.
Контроль, учет, анализ и правовое обеспечение рационального использования ресурсов.
Стимулирование рационального использования вторичных ресурсов.
4. Проблема катализа.
Катализ-изменениескоростихимической реакции в присутствии веществ (катализаторов),многократновступающих в промежуточное химическоевзаимодействие сучастниками реакции,но и восстанавливающих послекаждого циклапромежуточныхвзаимодействийсвойхимический состав.Если промежуточное взаимодействие с катализаторомделаетвозможнымновыйреакционныйпуть,по которомутаже реакцияпротекает сбольшей скоростью,чем без катализатора, то явление называется положительным катализом и его нередко отождествляют с общим понятием катализа. Возможен и обратный случай, называется отрицательным катализом, когда присутствиекатализатора исключаетодин извозможных без него путей реакции и оставляет лишь более медленные, в результате чего реакция замедлятся или даже практически полностью подавляется. Явления катализа распространены в природе и широко применяются в технике. Каталитическому воздействию можетбыть подвержено большинство химических реакций. Круг веществ, выполняющих роль катализаторов, весьма велик.
Характерной особенностью катализа является сохранение катализатором своего состава в процессе реакции. Из этого не следует, что при течении каталитическойреакции катализаторне претерпевает никаких изменений. Во многих случаях наблюдаются изменения структуры катализатора, а иногда и его состава в результате взаимодействия с примесями или даже основными компонентамиреакционной смеси. Характерным для катализа является то, что все эти изменения представляют собой побочные процессы, ни в коей мере не обусловливающие каталитические действия.
Возможность ускоренияхимических реакцийи направления их всторону образованияжелаемых продуктов без затраты энергии и катализатора и определяетисключительно большое практическое значение. Воздействие катализатора на химическую реакцию осуществляетсяпутемпромежуточного химическоговзаимодействияегос реагирующимивеществами. Взаимодействиес катализатором открываетновый реакционныйпуть,обычноболее сложныйпо числу стадий, на котором катализатор входит в состав активного комплекса по крайнеймере однойиз стадий. В соответствии с этим катализатор можно определитькак вещество, изменяющее скоростьхимической реакции, участвуявобразовании активного комплекса однойиз стадий данной реакции, и восстанавливающее свойхимический состав при его превращении.
Виды катализа.
Выделяют два основных вида катализа вида катализа:
* Гомогенный катализ – при таком виде катализа катализатор и участвующие в реакции вещества образуют одну однородную систему.
Примером гомогенного катализа является окисление CO и CO2 в присутствии паров воды.
* Гетерогенный катализ – процесс при котором катализатор и участвующие в реакции вещества находятся в разных фазах и разделены границей раздела. Чаще катализатор при гетерогенном катализе это твердое тело, а реагирующее вещество – газ или жидкость.
Примером гетерогенного катализа является окисление аммиака в присутствии металлической платины.
* Отдельно выделяют микрогетерогенный катализ – в этом случае катализатор находится в каллойдном или высокомолекулярном состоянии.
Примером служат биокаталитические процессы.
Важнейшие каталитические процессы в промышленности.
1. Первымпромышленнымпроизводством, основанным на использовании катализа, явился процесс Дикона - получение хлора окислением хлористого водорода кислородом воздуха при 400' в присутствии солей Сu.
2. Получение серной кислоты – её получают при окислении SO2 кислородом в присутствии платины. Были также разработаны ванадиевые катализаторы (V2O5 нанесенный в смеси с K2SO4 на различные носители).
3. Получение азотной кислоты – окисление аммиака на платиновых сетках. Широко используют для производства удобрений, взрывчатых веществ, и других химических продуктов.
4. Получение каучука синтетического – превращением спирта в дивинил.
5. Получение моторного топлива при помощи каталитического гидрирования угля и смолы.
6. Для повышения качества бензинов используют каталитические реакции циклизации и ароматизации углеводородов на платине.
Катализ в живой природе.
Катализ играет ведущую роль в химических превращениях не только в промышленности, но и в живой природе. Вся сложная система управления жизненными процессами в организмах основана на сложныхкомплексах химическихпревращений, обуславливающих брожение, дыхание,пищеварение, преобразование химической энергии в механическую и т. п. Все эти процессы осуществляются с помощью ферментов - катализаторов белковой природы, образующихся в живыхтелах. По некоторым свойствам ферменты существенно превосходят промышленные катализаторы. В настоящее время широко ведутся исследования синтетических катализаторов - органических полупроводниковых комплексных соединений, различных полимеров ихарактеризующихся более простым составом и моделирующих в известной степени действие ферментов.
В этом и состоит главным образом проблема катализа, чтобы разработать дешевые, экономичные, сходные по скорости каталитического действия с ферментами живой природы катализаторы. Но не следует забывать и об их экологической безопасности для окружающей среды и человека.
Заключение.
Оценив состояние окружающей среды и уровень развития производства с точки зрения экологичности, возникает необходимость принятия конкретного решения о способе сохранения и возрождения чистой окружающей среды.
Главное, выбрать наиболее естественный способ, а именно сократить до минимума загрязнение окружающей среды и дать природе возможность регенерироваться за счет внутренних сил.
То есть необходимо прийти к гармонизации отношений природы и техники.
Ведь любое предприятие предназначено для выпуска той или иной необходимой продукции. Однако завод или ферма существуют в окружении конкретной среды – экологических систем, которые неизбежно подвергаются воздействию со стороны производства. Пренебрежение состоянием окружающей среды в интересах экономии средств неизбежно ведет к отрицательным последствиям и для самого предприятия. Решать подобные проблемы предлагается на основе гармонизации отношений природных и технических компонентов путем создания и эксплуатации, так называемых природно-технических или геотехнических систем, которые в свете экологического подхода правильнее рассматривать в качестве эколого-экономических.
* Такая система – это совокупность технических устройств и взаимодействующих с ними элементов природной среды, которая в ходе совместного функционирования обеспечивает, с одной стороны, высокие производственные и прочие целевые показатели, а с другой – поддержание в зоне своего влияния благоприятной экологической обстановки, максимально возможное в каждом конкретном случае сохранение и воспроизводство естественных ресурсов.
Производство воздействует на природные системы (положительная обратная связь). Эти воздействия (знак «плюс»), т.е. фактически управление, могут проявляться в извлечении природных ресурсов, размещении производственных отходов (загрязнении) и т. п. В свою очередь, окружающая среда также может влиять на предприятие (рис. 1). Подобные воздействия так или иначе могут привести к разрушению управляемой подсистемы, а следовательно, и всей эколого-экономической системы. Чтобы этого не происходило, необходимы компенсационные ответы со стороны управляемой подсистемы по отношению к управляющей через каналы отрицательной обратной связи (знак «минус»). Природные системы не располагают достаточным запасом информации для того, чтобы компенсировать влияние на них производства. Поэтому соответствующие функции управления должен брать на себя человек.
Рис.1. Эколого-экономическая система
Это означает, что в эколого-экономической системе должен присутствовать особый блок управления. Он воспринимает информацию от природных систем (окружающей среды) о происходящих в них изменениях, оценивает возможные негативные последствия и передает соответствующую команду управляющей системе (в данном случае – производственному предприятию). В качестве блока управления могут выступать органы власти или специально уполномоченные ими службы (например, службы охраны окружающей среды).
Все эти операции являются частью экологизации производства и оптимизации природопользования.
Из изложенного следует, что эколого-экономические системы должны обеспечивать два принципиальных подхода в управлении окружающей средой.
Первый заключается в предотвращении разрушения природных систем путем рационализации природопользования, т. е. по сути своей ориентирован на охрану природы.
Второй подход это обеспечение высокого качества среды, когда антропогенные факторы не выходят за пределы толерантности (толерантность – устойчивость живого организма к любому экологическому фактору) человеческого организма.
В конечном счете, необходимо решить первую важнейшую задачу: найти пределы толерантности человеческого организма к загрязняющим веществам, содержащимся в выбросах, сбросах и твердых отходах предприятий. Эти пределы и будут лежать в основе нормативов, которые не должны превышаться в окружающей среде (включая воздух, воду, почву, растительность, пищевые продукты). Понятно, что это необходимо, так как полностью изолировать человека от присутствия таких веществ невозможно. Далее предприятие обязано проводить соответствующие мероприятия, чтобы такие нормативы обеспечить.
Список используемой литературы.
1. Ю. Одум. Основы экологии. М.: Мир, 1975
2. М. Максимова. В 21 век со старыми и новыми глобальными проблемами.//Мировая экономика и международные отношения, №10, 1998.
3. А. Федоров. Эпоха глобальной экологической катастрофы и модель мировой системы, способной ей противостоять.// Мировая экономика и международные отношения, №7, 1997.
4. С. Первушин. Возможности предотвращения глобальной экологической катастрофы.// Российский экономический журнал, №2, 1996.
5. Воронков Н.А. Основы общей экологии. М.: Агар, 1997.
6. «Экология», учебное пособие, под общей редакцией проф. С.А. Боголюбова, М.: «Знание», 1997.