Зарегистрироваться

Природные ресурсы и природопользование

Категории Природные ресурсы и природопользование | Под редакцией сообщества: Природные ресурсы и природопользование

Эта версия статьи от 25 Ноябрь 2010 13:39, редактировал Каландаришвили Арнольд Галактионович
Список всех версий Перейти к списку версий
Перейти к последней версии

Природопользование – прикладная наука, изучающая комплексное воздействий жизнедеятельности человечества на окружающую среду. Понятие природопользование, в отличие от отраслевых технологий, включает в себя не только потребление человеком природных ресурсов (водопользование, землепользование, использование лесных ресурсов, использование полезных ископаемых и др.), но и экологию, восстановление и рациональное использование природных ресурсов.

История Природопользования

На ранних этапах развития общества важное значение для удовлетворения потребностей населения имели охота и рыболовство. В совершенно незначительных размерах использовались минеральные ресурсы (камень) для изготовления простейших орудий. Камни относительно мягкие (например, известняк) добывали при помощи каменных, медных, бронзовых, а затем и железных орудий, которыми производили глубокие горизонтальные и вертикальные врубы. Для добычи более твердых пород металлическим орудием делали врубы, куда вбивали сухие деревянные клинья. Эти клинья затем некоторое время размачивали водой; набухая, они рвали крепкий камень. Характерной особенностью горного дела при рабовладельческом строе является переход к добыче руд меди и олова. Это потребовало создания и новых методов подземной разработки месторождений.

Новым способом, применявшимся вплоть до XVII в., является так называемый огневой способ добычи руды. Еще в древности человек заметил, что камень, нагретый у костра и затем облитый холодной водой, трескался, что облегчало его дальнейшую обработку. Этот принцип и был  положен впоследствии в основу подземной добычи медных руд, когда люди встретились с необходимостью разрушения очень твердых пород. При огневом  способе добычи руды в забое  раскладывался костер, который нагревал  породу. Затем пласт обливали водой. Он растрескивался, и, таким образом, значительно облегчалась добыча полезных ископаемых (рис. 1).

 

Рис. 1. Схема огневого метода разрушения горных пород.

На последующих этапах развития первобытного общества, а затем в связи с зарождением и ростом земледелия и животноводства стали использоваться почвенно-климатические ресурсы, естественные ресурсы кормов и вода для орошения. Начали применяться некоторые металлы и их сплавы (бронза, золото, железо и др.) для изготовления орудий труда, оружия, культовых предметов и украшений, а также новые источники энергии (сила ветра и воды, тяговая сила домашних животных).

Новый этап в развитии горной техники был связан с добычей железной руды, выплавкой железа, а затем и производством орудий труда, оружия и других предметов. Для горного дела  рабовладельческого общества характерно появление примитивных поисковых работ,  производившихся в первую очередь для  отыскания воды. Большое самостоятельное значение приобрела проходка  горизонтальных горных выработок, связанных со строительством водоотливных штолен, по которым подавалась вода в города и крупные крепости. Переход к разработке более глубоких горизонтов потребовал новых средств для откачки воды. Для решения этой задачи стали широко применять водоотливные штольни, а также такие простейшие водоотливные механизмы, как архимедов винт (рис. 2) и различные водочерпальные колеса (рис. 3).

 

 

 

Рис. 2. Архимедов винт. Реконструкция по описанию Витрувия.



 

 

Рис. 3. Китайское водочерпальное колесо.

В этот период получает развитие и обогащение полезных ископаемых. Помимо совершенствования приемов дробления и измельчения используются специальные методы обогащения при извлечении золота из руд. Процесс извлечения золота из руд имел большое значение в связи с  увеличением обмена, а также с увеличением роли денег, которые в  рабовладельческом обществе приобретают все большее и большее значение.  Первые монеты изготовлялись из железа и меди, затем деньги стали  изготовлять из серебра и золота. Поэтому уже в рабовладельческом  обществе добыча золота и серебра достигает больших размеров. Однако развитие горного дела в рабовладельческом  обществе шло не столько за счет изобретения новых способов и орудий, сколько за счет  увеличения его масштабов; при этом горное дело росло на базе  широкой кооперации рабского труда. На рудниках по добыче золота и серебра работали  десятки тысяч рабов.

Развитие горной промышленности требовало освоения новых  месторождений. Для закладки новых шахт были необходимы надежные данные о наличии полезных ископаемых. В связи с этим повысилась роль  разведочного дела. Возникла необходимость в усовершенствовании методов разведки, и в первую очередь бурения, как основного способа разведки полезных ископаемых.

Еще в середине XVIII в. появилось так называемое ударноштанговое бурение, позволившее решить две насущные проблемы горной техники того времени: бурить более твердые породы и проходить более глубокие скважины (до 100 м, а в исключительных случаях даже до 200 м). Однако скоро обнаружились недостатки ударноштангового бурения,  заключающиеся в том, что штанги, соединенные в одну колонку, при работе получали большое напряжение, приводившее к их сгибанию. Стремясь устранить эти недостатки, горные инженеры предложили ряд  усовершенствований ударноштангового бурения. В 1834 г. немцем Эйнгаузеном были изобретены так называемые раздвижные ножницы, которые помещались между ударной штангой, оканчивающейся долотом, и  системой штанг, расположенной выше. При бурении ударная штанга наносила удар по забою скважины. Этот удар не распространялся на вышележащие штанги. Таким образом, изобретение Эйнгаузена позволило проходить более глубокие скважины.

В 40-х годах XIX в. появились различные варианты свободно  падающих штанг. В 1844 г. в Англии стал применяться свободно падающий бур Кинда (рис. 4), а в 1848 г.— бур Фабиана. Глубина бурения достигла двести и более метров. В России при помощи систем со  свободно падающими бурами были пройдены очень глубокие скважины. В районе г. Подольска была пробурена скважина глубиной в 287 м, являвшаяся самой глубокой скважиной в то время.

 

Рис. 4. Свободно падающий прибор Кинда и буровая установка Кинда.

С увеличением глубины разведочных скважин возникла проблема очищения их от разбуренной породы. В связи с этим наряду с ударно-штанговым бурением распространилось так называемое канатное  бурение, отличавшееся от последнего тем, что штанга, имеющая на конце долото, опускалась в скважину на канате, а не на системе жестких штанг. Долото соединялось с тяжелой ударной штангой квадратного или круглого сечения. После пробуривания небольшого участка скважины долото легко поднимали на канате на поверхность, а в скважину  опускали на канате длинное ведро — желонку, которая очищала скважину от пород. Канатное бурение получило особенно большое применение во второй половине XIX в. Однако канатное бурение имело свои отрицательные стороны:  штанга поворачивалась с очень большим трудом. Этот недостаток был вскоре преодолен введением самоповорачивающихся ударных штанг.

В различных странах, в первую очередь в Англии и США, для этой цели были созданы специальные буровые станки. В 60-х годах в США стали применяться станки для бурения скважин на глубину более 1000 м. В начале XIX в. была высказана мысль о возможности очистки  скважины от разбуренной породы путем промывки забоя струей воды. В  Европе практически реализовали эту мысль в 1815 г. Однако лишь в 1855 г. датчанин Мертенсон изобрел способ бурения мягких пород путем  проходки скважин струей воды. Этот, так называемый датский, способ  разведочного бурения сохраняет свое значение и до настоящего времени. Однако бурение с промывкой скважин водой или специальным буровым  раствором, связанное с введением в практику бурения обсадных труб, широко распространилось лишь в конце 70-х годов XIX в.

В период развития капитализма происходило быстрое увеличение масштабов использования естественных ресурсов вообще и прежде всего ресурсов минерального сырья и топлива. По подсчётам В. И. Вернадского, человек использовал в производстве в древние века 19 химических элементов, в начале 20 в. уже 59 (ныне же практически все открытые элементы). За это время во много раз возросла добыча чёрных и цветных металлов, угля (ещё в начале 19 в. его добывалось во всём мире 12—13 млн. т, в 1900 — свыше 700 млн. т в пересчёте на условное топливо), нефти, газа, разных видов химического сырья и минеральных строительных материалов. Усиленно вырубались леса с целью получения древесного сырья для промышленности и обращения обращения лесных угодий в сельскохозяйственные, занявшие обширные площади. Рост производительных сил сопровождался огромным ущербом, который наносился природным ресурсам их нерациональным использованием.

С увеличением глубины разведочных скважин возникла проблема очищения их от разбуренной породы. В связи с этим наряду с ударно-штанговым бурением распространилось так называемое канатное  бурение, отличавшееся от последнего тем, что штанга, имеющая на конце долото, опускалась в скважину на канате, а не на системе жестких штанг. Долото соединялось с тяжелой ударной штангой квадратного или круглого сечения. После пробуривания небольшого участка скважины долото легко поднимали на канате на поверхность, а в скважину  опускали на канате длинное ведро — желонку, которая очищала скважину от пород. Канатное бурение получило особенно большое применение во второй половине XIX в.

Однако канатное бурение имело свои отрицательные стороны:  штанга поворачивалась с очень большим трудом. Этот недостаток был вскоре преодолен введением самоповорачивающихся ударных штанг. В различных странах, в первую очередь в Англии и США, для этой цели были созданы специальные буровые станки. В 60-х годах в США стали применяться станки для бурения скважин на глубину более 1000 м. В начале XIX в. была высказана мысль о возможности очистки  скважины от разбуренной породы путем промывки забоя струей воды. В  Европе практически реализовали эту мысль в 1815 г. Однако лишь в 1855 г. датчанин Мертенсон изобрел способ бурения мягких пород путем  проходки скважин струей воды. Этот, так называемый датский, способ  разведочного бурения сохраняет свое значение и до настоящего времени. Однако бурение с промывкой скважин водой или специальным буровым  раствором, связанное с введением в практику бурения обсадных труб, широко распространилось лишь в конце 70-х годов XIX в.

Изменения в технике ведения геологоразведочных работ и бурения

Под влиянием огромного роста спроса на нефть, обусловленного  развитием автомобильного транспорта и авиации, расширились поиски и  разведки нефтяных и газовых месторождений. В связи с этим произошли  коренные сдвиги в буровом деле и геофизических методах разведки. Хотя принципиальная сторона геофизических методов разведки была выяснена сравнительно давно, практическое применение их  потребовало длительного времени и стало возможным лишь на основе развития техники приборостроения. Новым и оригинальным в развитии магнитометрии явилось широкое  применение магнитной съемки с самолета. Она заключается в измерении величины вертикальной составляющей земного магнитного поля при помощи  изобретенного советским ученым А. А.  Логачевым аэромагнитометра,  устанавливаемого на самолете. Первые магнитные съемки с  самолета были сделаны А. А. Логачевым в 1936 г. в районе Старой Руссы. После этого были созданы новые приборы и разработаны новые методы. В последнее время для разведки месторождений  начали применяться наряду с самолетами также и вертолеты. Использование  вертолетов позволило проводить более  детальную разведку на небольших  площадях. Как показал опыт применения  вертолетов в Канаде, время проведения разведки с воздуха уменьшилось в 5 раз по сравнению со старыми способами.

Широкое распространение получила гравиметрическая разведка. Впервые она была применена СССР в 1920 г., когда на Курской  магнитной аномалии был применен гравитационный вариометр.  Гравиметрия успешно применялась при разведках на нефть для  обнаружения соляных куполов, сопутствующих ей. Начало гравиметрических  работ в нефтяной промышленности было положено в 1926 г. трестом «Аз-нефть» в Азербайджане. В начале первой пятилетки в СССР, когда перед нефтяной промышленностью возникли задачи освоения новых  месторождений и районов, применение гравиметрии расширилось. При помощи маятниковых и вариометрических приборов проводил разведки трест «Эмбанефть». Гравиметрические исследования велись также в Грозном, на Урале и т. д. В период второй пятилетки благодаря созданию более совершенных приборов точность наблюдений еще более повысилась, а приборы стали более портативными.

В 1920-х годах для разведки цветных и полиметаллических руд была применена электрометрия. Электроразведка велась сначала при помощи переменного тока по так называемому методу эквипотенциальных линий. В 1926 г. этот способ был одифицирован и получил название метода интенсивности, а в 1929 г. был создан так называемый метод  сопротивлений.

Большое развитие получила еще одна область геофизических работ — сейсмометрия по методу отраженных волн. При этом методе посредством взрыва, производимого на поверхности, вызывают колебания, которые распространяются в толще горных пород,  имеющих различные характеристики упругости. Отраженные сейсмические лучи возвращаются к поверхности и здесь регистрируются  специальными сейсмографами. Работы по использованию сейсмометрии в Советском Союзе начались еще в 1926 г. в Криворожском бассейне. После  уточнения теоретических основ этого метода и  усовершенствования аппаратуры он был использован в 1929—1930 гг. в Эмбинском, Грозненском и  других нефтеносных районах. Позднее  сейсморазведка широко использовалась при поисках нефти, солей и других полезных ископаемых.  Большую роль в разработке нового метода  сейсмической разведки нефти сыграл советский инженер В. С. Воюцкий. Особое место в геологической разведке  начиная с 20-х годов заняла газовая съемка,  принципиально новый метод поисков нефти,  основанный на фиксации залежей нефти и газа по их микропроявлениям на поверхности. Анализом проб почвенного воздуха газо-нефтяных  месторождений можно определить содержание в  почвенном воздухе тяжелых углеводородов с точностью до 0,001%. Этот метод был разработан советским ученым В. А. Соколовым. В последние годы наиболее широкое  применение получил радиометрический метод  разведки, который основан на изучении явлений  ионизации газа в присутствии радиоактивных веществ. Современная техника разведочного бурения в основных своих чертах сложилась до первой мировой войны. Но только с первой половины 20-х годов началось промышленное  распространение и техническое совершенствование ранее  изобретенных средств разведочного бурения, а также повышение параметров бурильного оборудования. В тесной связи с разведочным вращательным бурением развивалось вращательное глубокое и сверхглубокое бурение в нефтяной  промышленности, впервые примененное в 1901 г. В 1922 г. советскому инженеру М. А. Капелюшникову удалось разрешить проблему создания забойного двигателя — турбобура. Изобретение турбобура в СССР, вызвавшее настоящую  технологическую революцию в бурении разведочных и эксплуатационных скважин, оказало  сильнейшее влияние на технику бурения нефтяных  скважин в других странах. Уже перед второй  мировой войной началось применение турбинного бурения в нефтяной промышленности США.

Принцип работы турбобура состоит в  преобразовании гидравлической энергии нагнетаемой жидкости (глинистого раствора или воды) в механическую энергию вала турбобура. Двигатель (турбина) помещается непосредственно в забое скважины. Благодаря этому отпадает необходимость в затрате мощности на вращение колонны бурильных труб. Секционные турбобуры новых конструкций обеспечивают высокую скорость бурения скважин. Вслед за созданием в СССР М. А. Капелюшниковым одноступенчатого турбобура в начале 1939 г. инженерами П. П. Шумиловым, Р. А. Иоаннесяном, Э. И. Тагиевым, М. Т. Гусманом был создан многоступенчатый  турбобур (рис. 5).

Рис. 5. Схема  многоступенчатого турбобура: 1- корпус, 2 - гайка  вала, 3 - диск пяты, 4 - подпятник, 5 - кольцо пяты, 6 - статор, 7 - ротор, 8 - корпус, 9 - ниппель, 10 - долото, 11 - вал.

 

В конце 1938 г. А. П. Островский и П. В. Александров создают электробур. Особенно большое значение для более полного извлечения  разведанных запасов нефти имеет горизонтальное направление бурения,  осуществляемое с любой глубины вертикальной скважины. Впервые  промышленное использование горизонтального направленного бурения началось в 1944 г. в США. В последние десятилетия техника бурения развивалась в  следующих основных направлениях: росла глубина скважин, улучшалось их крепление, совершенствовалось турбинное бурение, создавались новые конструкции долот, происходила усиленная разработка новых  промывочных растворов. Проверялись и улучшались новейшие методы  бурения, а также конструировалась новая контрольно-измерительная  аппаратура, в частности радиометрическая. В последние несколько лет в США, ФРГ, Франции, Италии и  других странах усиленно изучался советский способ бурения скважин  турбобурами.

В 1956 г. американская компания «Дрессер индастрис» закупила в СССР турбобуры и приобрела лицензию на их изготовление.  Западногерманская фирма «Даниель унд Луег» закупила турбобуры и заключила договор о командировании советских специалистов для передачи опыта турбинного бурения.

Использование советских турбобуров позволило увеличить  скорость проходки скважин в 2,5—3 раза по сравнению с роторным  бурением.

В США при роторном бурении мягких пород нашли применение долота со специальными насадками для создания дополнительного  разрушающего (гидромониторного) воздействия на забой струей промывочной жидкости, подаваемой с давлением в 30—40 атм. Такие долота получили название «гидромониторных».

За последнее время довольно широкое распространение, особенно для бурения неглубоких скважин в крепких породах, получили шарошечные долота, армированные алмазами. В США в последнее десятилетие расширяется использование  способа очистки забоя от выбуренной породы сжатым воздухом (или газом) вместо глинистого раствора Преимущества этого способа были  продемонстрированы в начале 1955 г. при бурении трех неглубоких скважин. Средняя проходка и механическая скорость бурения скважин с применением воздуха оказались в 4—8 раз больше, чем при использовании  глинистого раствора. В Советском Союзе все большее распространение в последнее  десятилетие начинает получать бурение нефтяных скважин электробуром. Если в 1950 г. электробуром было пробурено 3984 м скважин, то в 1955 г.— 48 666 м. Из года в год улучшаются и качественные показатели  электробурения. Если в 1951 г. средняя скорость электробурения на  нефтяных месторождениях в Башкирии, например, составила 538 м на один станок в месяц, то в 1956 г. была достигнута скорость, равная 2462 м на станок, что значительно превысило скорость турбинного бурения. Электробурение кроме значительного снижения стоимости проходки и повышения скорости бурения позволяет также сравнительно легко решить вопросы автоматизации бурения. В последнее время все большее распространение получают  высокоэкономичные способы бурения — двухствольный и кустами. Способ  бурения скважин двумя стволами был разработан в 1949 г. инженерами М. А. Гейманом, С. Л. Залкиным, Л. А. Межлумовым и Э. И. Тагиевым. Он заключался в проходке двух стволов с помощью одной буровой установки и одним комплексом бурильных труб, что явилось  дальнейшим усовершенствованием технологии бурения наклонных скважин.

Интенсификация процессов нефтедобычи

Техника нефтедобычи в эту эпоху развивалась главным образом в направлении интенсификации эксплуатации нефтяных  месторождений, а также увеличения производительности нефтяных скважин. К числу эффективных методов интенсификации добычи нефти следует отнести химическую (кислотную) обработку скважин и торпедирование. Метод кислотной обработки скважин для увеличения добычи нефти был известен в США с 1896 г., однако практически он стал применяться лишь в начале 20-х годов. Химическая обработка скважин заключается в накачивании в скважину соляной кислоты. Обработка забоя скважины кислотой  уменьшает сопротивление продвижению нефти и тем самым увеличивает дебит скважин. В СССР этот метод начал применяться в 1934 г. на нефтяных месторождениях в Верхне-Чусовских городках. В 1946 г. он был  усовершенствован: в забой скважин стали подавать кислоту, нагретую до 80—100°. В разработку метода солянокислотной обработки значительный вклад внесли советские инженеры-нефтяники Б. Г. Логинов, М. И., Максимов, М. М. Новиков.

Интересным способом воздействия на призабойную зону скважин с целью увеличения притока нефти является торпедирование.  Впервые торпедирование скважин было осуществлено в 1894 г. в США. В России первые опыты по торпедированию скважин проводились в 1914—1915 гг. на Бакинских нефтепромыслах. Начиная с 1930 г. торпедирование скважин стало применяться на нефтепромыслах в Грозном, на Урале и т. д. Сущность метода торпедирования заключается в том, что в забой  скважины опускается заряд и с помощью электрического тока, включаемого наверху, производится взрыв. После взрыва от забоя скважины во всех  направлениях образуются трещины, по которым проникает нефть из пласта. Долгое время для торпедирования применялись пулевые и снарядные перфораторы недостаточной пробивной способности. Начиная с 1954- 1955 гг. в СССР получают распространение кумулятивные перфораторы, значительно более эффективные и обеспечивающие увеличение дебита скважины в несколько раз.

Ныне вопрос коренного улучшения использования природных ресурсов и ресурсообеспечения человечества имеет большую остроту. Из всей площади суши почти 45 млн. км2 , или около 1/3 , уже занято пахотными, сенокосными, пастбищными угодьями, садами и плантациями. Леса занимают более 40 млн. км2 всей суши, из них весьма значительная часть разрабатывается (ежегодно заготавливается свыше 2 млрд. м3 древесины). Мировое потребление важнейших видов полезных ископаемых составило в 1970 по топливным ресурсам (в пересчёте на условное топливо): угля — 2,2 млрд. т, нефти — 2,9 млрд. т, газа — 1,4 млрд. т.

Из других видов минерального сырья добывается: товарных железных руд более 750 млн. т, всех видов цветных и легирующих металлов. Всего извлекается из природной среды ежегодно порядка 35— 40 млрд. т разных материалов и продуктов. За счёт сжигания топлива связывается в год порядка 15—20 млрд. т свободного кислорода атмосферного воздуха, а количество воды, забираемой ежегодно из источников, оценивается более чем в 560 млрд. т (которые частично безвозвратно теряются, частично же сбрасываются как сточные воды).

Потребности в природных ресурсах быстро растут. По оценкам, для доведения в перспективе потребления первичных материалов и продуктов всем населением Земли до современного уровня их потребления в наиболее развитых странах нужно утроить суммарный объём их добычи, а по важнейшим видам полезных ископаемых (топливо, металлы) увеличить их добычу в 10 и более раз. С учётом же происходящего роста населения и дальнейшего повышения уровня удельного расхода первичных материалов и продуктов на душу населения общая потребность в природных ресурсах будет ещё намного большей.

Поэтому в целях избежания угрозы истощения природных ресурсов огромное значение приобретает разработка системы мероприятий, обеспечивающей усиленную разведку запасов невозобновляемых ресурсов, поиски новых источников сырья, топлива и энергии (в т. ч. освоение термоядерной энергии, развитие производства синтетических материалов и др.), наиболее полное вовлечение в хозяйственный оборот разнообразных возобновляемых ресурсов, организацию более интенсивного использования этих видов ресурсов в экологически рациональных масштабах и формах. Вместе с тем особую актуальность имеют задачи предотвращения нерационального использования природных ресурсов, экономного и улучшенного их использования. Одним из важных путей решения этих задач является широкое применение вторичного сырья и комплексное использование природных ресурсов.

Расширение использования природных ресурсов

Расширение использования природных ресурсов сопровождается ускоренным ростом межрайонных и межконтинентальных перевозок добытых первичных материалов. Решение всех этих проблем в капиталистическом мире проходит в условиях конкурентной борьбы монополистических объединений за установление контроля над источниками сырья, использования возникающих трудностей в обеспечении потребностей в природных ресурсах для искусственного взвинчивания цен на сбываемую продукцию, стремления к сохранению развивающихся стран в качестве поставщиков разнообразного сырья,

Использование природных ресурсов в перспективе

Исключительно важное значение имеет разработка новых технологических процессов, ведущих к резкому сокращению, а затем и устранению потерь при добыче (заготовке), переработке и использовании природных ресурсов. Наряду с лучшим использованием естественных ресурсов и расширением ресурсно-сырьевой базы высокую актуальность имеет задача охраны природы от загрязнения, связанного в значительной мере с недостатками в организации и технологии эксплуатации ресурсов.    Всё это обусловливает необходимость строгого соблюдения эколого-экономического подхода к эксплуатации природных ресурсов.

Научно-техническая революция открывает широкие возможности для достижения наиболее рационального использования естественных ресурсов и увеличения ресурсообеспеченности современного человечества и будущих поколений людей. Использование возобновляемых ресурсов должно базироваться на принципах ресурсооборота, т. е. на сбалансированном расходовании и возобновлении их, а также предусматривать расширенное воспроизводство этих ресурсов.

При эксплуатации невозобновляемых ресурсов необходимо достижение резкого сокращения потерь сырья в недрах при его добыче, переработке и транспортировке, а также максимального увеличения «внутриобщественного» оборота извлечённого вещества природы за счёт всемерной утилизации вторичного сырья. Огромное значение имеет повышение коэффициента полезного использования уже извлечённых из природы видов исходных материалов и продуктов (ныне из всей энергии, заключённой в добытом топливе, используется лишь одна четверть; при заготовке и переработке древесины допускаются значительные потери и т.п.), а также повышение срока службы изделий длительного пользования.

Научно-технический прогресс открывает новые возможности замены истощающихся видов природных ресурсов другими их видами, в том числе разного рода синтетическими материалами (например, замена изделиями из пластмасс дефицитных цветных металлов), делает доступными ранее не использовавшиеся месторождения бедных руд и массивы малоплодородных, заболоченных или расположенных в засушливых районах почв, позволяет реально осваивать огромные и разнообразные ресурсы Мирового океана.

Человечество, развиваясь по пути социального и экономического прогресса, по пути к социализму и коммунизму, создаёт качественно новую технологию, обеспечивающую эффективное освоение природных ресурсов и поддержание необходимого экологического равновесия в природе. Оно, открывая и вовлекая в оборот принципиально новые источники сырья и энергии, осуществляя планомерное управление использованием природных ресурсов, способно установить гармоничное взаимодействие между обществом и окружающей средой по обмену веществ в масштабах и формах, удовлетворяющих в длительной перспективе растущие материальные и культурные потребности населения земного шара.

 

Охрана природы

Охрана природы – система естественнонаучных, технико-производственных, экономических и административно-правовых мероприятий, осуществляемых в пределах данного государства или его части, а также в международном масштабе и направленных на сохранение и контролируемое изменение природы в интересах развивающегося человечества, на поддержание и увеличение её продуктивности, обеспечение рационального использования (включая восстановление) природных ресурсов и окружающей среды. Охрана природы имеет важное историческое и социальное значение.

Окружающая человека природная среда сложилась в процессе формирования облика Земли под влиянием космических факторов (солнечное излучение, тяготение), основных свойств самой планеты (масса, размеры, состав, характер вращения) и происходящих на Земле процессов (тектоническая деятельность, образование водной и воздушной оболочек, возникновение и развитие жизни). Состояние окружающей среды определяется подвижным равновесием, устанавливающимся в сложном комплексе многих взаимодействующих процессов. Так, климат обусловливается характером атмосферной циркуляции и системой движения водных масс в океанах; растительный покров в различных районах суши зависит от климата, структуры земной поверхности, почвы. Под влиянием этих факторов, а также в результате сложного взаимодействия популяций животных и растений в различных областях планеты складываются определённые биогеоценозы . Энергия природных явлений и количество вовлекаемых в них веществ огромны, однако временами они приходят в неустойчивое состояние, и тогда достаточно затраты небольшого количества энергии или вещества, чтобы процесс большого масштаба пошёл по иному пути. Это открывает возможность для активного воздействия на природные процессы сравнительно малыми средствами (например, при воздействии на погодные условия) и в то же время создаёт опасность крупных, неожиданных и нежелательных изменений природы.

Любая форма жизни взаимодействует с окружающей средой, используя её ресурсы, приспосабливаясь к её условиям и внося изменения в её структуру, баланс и круговорот веществ и энергии. Такие важные особенности нашей планеты, как присутствие значительного количества кислорода в атмосфере, образование некоторых осадочных пород, глубинное образование известняка, и др., сформировались именно в результате жизнедеятельности организмов. В процессе развития живой материи выработались разнообразные формы, приспособленные к существованию в самых различных условиях, однако каждый отдельный вид живых существ взаимодействует со средой своеобразным, свойственным лишь ему, образом и может существовать только в определённых условиях внешней среды. Основные формы взаимодействия животных и растений со средой меняются с появлением новых видов в процессе биологической эволюции. В отличие от растений и животных, человек способен создавать орудия производства и применять их в процессе труда. Тем самым он меняет способы своего взаимодействия с природой. При этом быстро расширяется круг условий, в которых возможно его существование, увеличивается число элементов окружающей среды, вовлекаемых в производственную деятельность, расширяется использование каждого из них.

Развитие производства существенно меняет ценность и назначение природных ресурсов, а также формы их использования. Например, нефть стала энергетическим ресурсом только со 2-й половины 19 в., а уран — с середины 20 в. Говоря о целесообразности использования природных ресурсов, следует учитывать, в чьих интересах оно ведётся. Использование природных ресурсов или изменение состояния природной среды целесообразно лишь в том случае, если оно отвечает интересам населения страны или всего человечества, а не интересам отдельных лиц, фирм или социальных групп. При этом необходимо учитывать долговременные интересы настоящего и будущих поколений.

В оценке последствий воздействия на природу важное место занимает расчёт его допустимых (без вреда для человека и природы) масштабов. На этом базируется, в частности, определение предельно допустимых концентраций различных веществ, загрязняющих атмосферу, водные объекты или почву.

Изменяющееся в своих формах взаимодействие человека с природой становится по мере развития общества и совершенствования способов производства всё более интенсивным и его эффективность увеличивается. Так, современная техника строительства, транспорта, связи, энергоснабжения, а также уровень медико-санитарного обслуживания позволяют разместить людей в больших городах с плотностью, во много раз большей, чем при возникновении городских поселений; ирригация превращает засушливые земли в плодородные поля; селекция даёт возможность создавать более продуктивные сорта растений и породы животных, и так далее. Однако этот позитивный в основном процесс зачастую сопровождается нерациональным использованием природных богатств и приводит иногда к необратимым нежелательным изменениям состояния природной среды. Такие явления имели место на протяжении всей истории человеческого общества.

Хищническое использование природных богатств нанесло серьёзный ущерб живой природе. Введение в сельское хозяйство колониальных и зависимых стран системы монокультур (кофе, гевеи, арахиса и др.) без соответствующих мер по предотвращению вредных последствий привело к истощению в этих странах плодородных земель и к эрозии почв; угрожающие размеры приняли эти процессы и в развитых странах. Значительно уменьшились площади леса, исчезли многие виды животных.

Загрязнение окружающей среды усилилось с развитием промышленности. Вначале оно имело место лишь вблизи предприятий, так как рассеивание загрязняющих веществ в воде или атмосфере обеспечивало восстановление чистоты среды уже на небольших расстояниях от источника загрязнения. Ныне разнообразные вещества, выбрасываемые в больших количествах с отходами производства или используемые в сельском хозяйстве в качестве удобрений, гербицидов, инсектицидов, уже не успевают или вообще не могут нейтрализоваться окружающей средой.

Атмосфера над крупнейшими городами и промышленными центрами постоянно содержит ряд вредных примесей (CO, CO2, окислы азота, пыль, сажа и др.) в концентрациях, в десятки раз превышающих предельно допустимые санитарные нормы. Сильно загрязнён Атлантический океан, в особенности вблизи берегов Европы и Северной Америки. Переносимые течениями загрязнения скапливаются в некоторых районах, например в Баренцевом море, где многие страны, в том числе Россия, ведут интенсивный рыбный промысел. Таким образом, загрязнение природной среды приобрело глобальный характер.

Значительное истощение природных богатств и загрязнение окружающей среды побудили правительства многих стран принять определённые меры для охраны природы. В большинстве развитых стран упорядочено лесное хозяйство — вырубка ведётся в соответствии с приростом; начато воспроизводство рыбных запасов в реках, разведение промысловых животных; регулируется охота. Широкое развитие получило создание заповедников и других охраняемых территорий. Принимаются меры с целью предотвращения эрозии почвы.

Особую опасность для природной среды представляют производство, хранение и испытания атомного, химического и других видов оружия массового уничтожения. Около 1/2 лесов Южного Вьетнама истреблено американской авиацией в результате применения там дефолиантов и других химических средств в ходе войны США в Индокитае. Необратимые и опасные для всего живого изменения природы всей планеты принёс бы мировой термоядерный конфликт.

   В больших масштабах проводится лесонасаждение, последовательно сокращается молевой сплав, лесоохранными мероприятиями охватывается всё большая площадь лесов страны. Борьба с загрязнением воздуха ведётся посредством установки фильтров, улавливающих отходы производства и позволяющих перерабатывать их в полезную продукцию (например, сернистый ангидрид — в серную кислоту), а также путём изменения технологии.

Для снижения загрязнения почвы регламентируется применение пестицидов в сельском хозяйстве. Ядохимикаты, способные накапливаться в организмах, исключаются из производства и применения; одновременно расширяется использование биологических методов борьбы с сельскохозяйственными вредителями. Принимаются меры по очистке наиболее загрязнённых водоёмов. Разрабатываются специальные меры по охране особенно ценных водоёмов. Например, определён характер экономического развития бассейна озера Байкал, предусматривающий сочетание эксплуатации ресурсов этого огромного района с сохранностью уникального природного объекта.

 

Полезные ископаемые

Первые представления об условиях образования полезных ископаемых появились ещё до н. э. Греческий философ Фалес (7 в. до н. э.) выдвинул гипотезу о том, что первоисточником всего живого и мёртвого является вода (нептунизм). Век спустя Гераклит и несколько позже Зенон утверждали, что полезные ископаемые образовались под воздействием огня (плутонизм). В средние века Г. Агрикола исследовал условия образования полезных ископаемых и впервые классифицировал месторождения по форме залегания. М. В. Ломоносов положил начало изучению генезиса полезных ископаемых в развитии. Этому были посвящены также работы плутониста Дж. Геттона и нептуниста А. Вернера. Из русских геологов значительный вклад в геологию полезных ископаемых внесли Д. И. Соколов, Г. Е. Шуровский, К. И. Богданович, В. А. Обручев и др.

В советское время дифференциация исследований П. и. по генезису привела к созданию крупных научных направлений: рудообразование (А. Г. Бетехтин, Ю. А. Билибин, А. Н. Заварицкий, Д. С. Коржинский, В. М. Крейтер, В. А. Николаев, В. И. Смирнов, С. С. Смирнов, А. Е. Ферсман и др.), твёрдые горючие ископаемые (А. А. Гапеев, И. И. Горский, Ю. А. Жемчужников, А. К. Матвеев, П. И. Степанов), геология нефти (Н. Б. Вассоевич, И. М. Губкин, С. И. Миронов, М. Ф. Мирчинк и др.), геология нерудных П. и. (П. М. Татаринов и др.).

За рубежом к концу 19 — началу 20 вв. в теории формирования месторождений полезных ископаемых сложилось несколько научных школ: американская (В. Линдгрен) — анализ геологических структур, контролирующих процесс формирования и локализацию скоплений полезных ископаемых, моделирование природных физико-химических условий их формирования; немецкая (Г. Шнейдерхен) — изучение минерального вещества месторождений; французская (Л. де Лоне, Л. Эли де Бомон) — региональный анализ металлоносности; японская (Т. Като, Т. Вэтанаба) — исследование вулканогенного рудообразования. В учение о геологии угля внесли вклад В. Готан, Г. Потонье, Р. Тиссен и др.; нефти и природных газов — В. Гассоу, Х. Хёфер, Дж. Уайт и др.

Современное состояние учения о полезных ископаемых позволяет прогнозировать нахождение определённых типов полезных ископаемых на конкретной территории. Теория формирования полезных ископаемых требует дальнейших исследований (уточнения источников вещества, дающего начало полезных ископаемых, форм их миграции, геологических и физико-химических параметров концентрации, а также глубины распространения полезных ископаемых).

 

Социальные аспекты экологии

Научно-техническая революция связана с непрерывной интенсификацией и расширением масштабов хозяйственной деятельности общества. Это обостряет внимание к экологическим проблемам, в частности к прямому и побочному влиянию производств. деятельности на состав и свойства атмосферы, тепловой режим планеты, планеты, фон радиоактивности, к загрязнению Мирового океана, водоёмов суши и уменьшению запасов пресной воды, уменьшению запасов невозобновимых сырьевых и энергетических ресурсов, выделению в биосферу неперерабатываемых биохимических и токсичных отходов, экологическому воздействию антропогенных, особенно урбанизированных, ландшафтов, влиянию экологических факторов на физическое и психическое здоровье человека и на генофонд человеческих популяций и т.п.

Социальные аспекты эколгии стали предметом специальных научных исследований в 20 в. Уже в 19 в. Д. П. Марш, проанализировав многообразные формы разрушения человеком природного равновесия, сформулировал программу охраны природы. Французские географы 20 в. (П. Видаль де ла Блаш, Ж. Брюн, Э. Мартонн) разработали концепцию географии человека, предмет которой — изучение группы явлений, происходящих на нашей планете и причастных к деятельности человека. В работах представителей голландской и французской географической школы 20 в. (Л. Февр, М. Сор), в конструктивной географии, развитой советскими учёными А. А. Григорьевым, И. П. Герасимовым, анализируется воздействие человека на географический ландшафт, воплощение его деятельности в социальном пространстве.

Развитие геохимии и биогеохимии выявило превращение производств. деятельности человечества в могучий геохимический фактор, что послужило основанием для выделения новой геологической эры — антропогенной (русский геолог А. П. Павлов) или психозойской (американский учёный Ч. Шухерт). Учение В. И. Вернадского о биосфере и превращении её в ноосферу связано с новым взглядом на геологические последствия социальной деятельности человечества.

Социальные аспекты эколгии изучаются и в исторической географии, исследующей связи между этническими группами и природной средой, и особенно в социологии, в частности в социальной эколгии, анализирующей взаимоотношения между социальными группами и средой. Основатели Чикагской социологической школы (Р. Парк, Э. Берджесс, Р. Д. Макензи), сформулировавшие одну из первых трактовок эколгии человека, или социальной эколгии, показали зависимость пространственной организации города и расселения различных социальных групп от механизмов экономической конкуренции.

Предмет и статус социальной эколгии является объектом дискуссий: она определяется либо как системное понимание окружающей среды, либо как наука о социальных механизмах взаимосвязи человеческого общества с окружающей средой, либо как наука, делающая акцент на человеке как биологическом виде (homo sapiens). Тем не менее Э. существенно изменила научное мышление не только естественников, но и гуманитариев, выработав новые теоретические подходы и методологической ориентации у представителей различных наук, способствовав формированию нового экологического мышления. Экологи с помощью системного подхода анализируют природную среду как сложную, дифференцированную систему, различные компоненты которой находятся в динамическом равновесии, рассматривают биосферу Земли как экологическую нишу человечества, связывая окружающую среду и деятельность человека в единую систему «природа — общество», раскрывают воздействие человека на равновесие природных экосистем, ставят вопрос об управлении и рационализации взаимоотношений человека и природы.

Экологическое мышление находит своё выражение в различных выдвигаемых вариантах переориентации технологии и производства. Одни из них связаны с настроениями экологического пессимизма и алармизма (от англ. alarm — тревога), с возрождением реакционно-романтических концепций руссоистского толка, с точки зрения которых первопричиной экологического кризиса является сам по себе научно-технический прогресс, с возникновением доктрин «ограниченного роста», «устойчивого состояния» и т.п., считающих необходимым резко ограничить либо вообще приостановить технико-экономическое развитие.

Другие в противовес этой пессимистической оценке будущего развития человечества и перспектив природопользования выдвигают проекты радикальной перестройки технологии, избавления её от просчётов, приведших к загрязнению окружающей среды (программа альтернативной науки и технологии, выдвинутая американским учёным Д. Габором, модель замкнутых производств. циклов, развитая американским экологом Б. Коммонером), создания новых технических средств и технологических процессов (транспорта, энергетики и др.), приемлемых с экологической точки зрения.

Осознание социальных аспектов эколгии привело к формированию экологической экономики, которая принимает в расчёт расходы не только на освоение природы, но и на охрану и восстановление экосферы, подчёркивает важность не только критериев прибыльности и производительности, но и экологической обоснованности технических нововведений, экологического контроля над планированием промышленности и природопользования. Решающие шаги в формировании экологической экономики были сделаны советскими экономистами (С. Г. Струмилин и др.).

Развитие эколгии послужило мощным импульсом в выдвижении новых ценностей перед человечеством — сохранения экосистем, отношения к Земле как к уникальной экосистеме, осмотрительного и бережного отношения к живому и т.д. Тенденции к экологической переориентации этики обнаруживаются в различных этических концепциях (учении А. Швейцера о благоговейном отношении к жизни, этике природы американского эколога О. Леопольда, космической этике К. Э. Циолковского, этике любви к жизни, разработанной советским биологом Д. П. Филатовым, и др.).

Формирование экологического мышления в условиях капитализма сталкивается с отсутствием достаточно эффективных механизмов рациональной регуляции обмена веществ между обществом и природой. Отрицательные последствия воздействия на биосферу оказываются здесь настолько внушительными, что о нём говорят как об экологическом кризисе.

Предпосылки для рационального регулирования человеком своего обмена веществ с природой создаются впервые в социалистическом обществе. На первых этапах своего существования Советское государство не всегда могло уделять должное внимание экологическим проблемам, вследствие чего некоторые крупные хозяйственные мероприятия не получали всестороннего экологические обоснования. В отличие от капиталистических стран, где экологические мероприятия неизбежно носят частичный, ограниченный характер, характер, социалистический общественный строй позволяет планомерно осуществлять комплексные долгосрочные программы, направленные на сохранение и улучшение среды обитания, на преодоление отрицательных экологических последствий научно-технического прогресса. Планетарный характер воздействия человека на среду обитания требует международного сотрудничества, осуществления общенациональных и межгосударственных мероприятий.

 

Рекомендуемая литература

1. Дювиньо П., Танг М., Биосфера и место в ней человека, пер. с франц., М., 1968;

2. Куражсковский Ю. Н., Очерки природопользования, М., 1969;

3. Лит.: Мельников Н. В., Проблемы использования природных ресурсов, М., 1967;

4. Благосклонов К. Н., Иноземцев А. А., Тихомиров В. Н., Охрана природы, М., 1967;

5. Охрана природы. Сб. нормативных актов, под ред. В. М. Блинова, М., 1971;

6. Уатт К., Экология и управление природными ресурсами, пер. с англ., М., 1971;

7. Давыдов Л. К., Конкина Н. Г., Общая гидрология, Л., 1958;

8. Смирнов В. И., Геология полезных ископаемых, 2 изд., М., 1969;

9. Пачоский И. К., Основы фитосоциологии, Херсон, 1921;

10. Вернадский В. И., Биосфера, 1—2, Л., 1926;

11. Наумов Н. П., Экология животных, 2 изд., М., 1963;

12. Основы лесной биогеоценологии, под ред. В. Н. Сукачева и Н. В. Дылиса, М., 1964;

13. Макфедьен Э., Экология животных, пер. с англ., М., 1965;

14.  Фарб П., Популярная экология, пер. с англ., М., 1971;

15.  Ковальский В. В., Геохимическая экология, М., 1974.

Эта статья еще не написана, но вы можете сделать это.