Особенно интенсивным загрязнение почвы бывает в окрестностях металлургических и химических предприятий. В почве накапливаются мышьяк, ртуть, фтор, свинец и другие элементы. Загрязнение почвы пылью металлов, мышьяковистой пылью в соединении с суперфосфатом или серной кислотой действует отравляюще на корневую систему растений, задерживает их рост и вызывает гибель. Несомненно, технология производственных процессов должна быть перестроена так, чтобы не было вредных отходов и загрязнений, попадающих в почву.
После второй мировой войны, с началом испытаний ядерных вооружений в атмосфере, возникла угроза заражения природы и человека радиоактивными изотопами. Радиоизотопы, выпадая на почву с атмосферными осадками и пылью, проникают сначала в растения, а затем по цепям питания в организм животных. Через продукты питания изотопы могут попасть в организм человека и вызвать в нем неблагоприятные изменения. Поэтому Международный договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой, заключенный в Москве в 1963 г., стал существенным вкладом в дело предотвращения угрозы радиоактивного заражения почвенного покрова.
ЗЕМЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ: МИНЕРАЛЬНОЕ СЫРЬЕ
Минеральное сырье играет огромную роль в народном хозяйстве, в первую очередь в промышленности. Полезные ископаемые дают около 75% сырья для химической промышленности, на продукции недр работают почти все виды транспорта, разнообразные отрасли промышленного производства.
Особенно высокого уровня потребность в минеральных ресурсах достигла в период научно-технической революции. При этом темпы использования запасов полезных ископаемых продолжают нарастать. Так, за последние 20 лет потребление нефти возросло в 4 раза, природного газа - в 5, бокситов - в 9, каменного угля - в 2 раза. То же самое происходит с железными рудами, фосфатами и другими минералами. Соответственно с ростом добычи общие запасы минерального сырья на Земле неизбежно уменьшаются.
Процесс сокращения запасов минеральных ресурсов на нашей планете будет продолжаться и дальше параллельно развитию научно-технического прогресса. И это несмотря на то, что в результате
интенсивной геологической разведки в разных регионах мира открываются и будут открываться новые запасы минерального сырья. Необходимо помнить, что нефть, уголь, железная руда и другие минеральные ресурсы невозобновимы (в обозримой перспективе). Это обстоятельство вызывает необходимость охраны недр, более разумного, комплексного использования минеральных богатств.
Проблема обеспечения промышленности минеральным сырьем со всей остротой встает уже в настоящее время. Основа нехватки минеральных ресурсов в том, что человечество берет из недр Земли во много раз больше, чем использует. Потери ценнейшего минерального сырья происходят при его добыче, обработке и транспортировке.
О масштабах потерь при добыче сырья можно судить по следующим показателям. Так, при шахтной добыче теряется от 20 до 40% каменного угля, утрачивается от половины до двух третей добываемой нефти и еще больше - строительного камня. При открытой добыче потери уменьшаются до 10%.
Исходя из узковедомственных интересов, предприятия иногда извлекают из руд металлы, «профилированные» для своей отрасли, выбрасывая в отвалы все остальное, что приводит к порче месторождений, а то и безвозвратной потере разведанных запасов. В результате возникает необходимость освоения новых месторождений, а значит, и дополнительных капиталовложений. В целом это ведет к истощению минерально-сырьевой базы. В шахтах и карьерах остается много руд, содержащих ценное сырье, вполне пригодное для его рентабельного использования. Это сырье безвозвратно теряется для людей.
Значительны потери и при обработке сырья. При обогащении руды перед выплавкой металла вместе с нерудными минералами в отвалы выбрасывается немало концентрата, содержащего металл. Кроме того, в отвал попадает много ценных включений, которые не всегда считают выгодным извлекать из руды. Например, при обогащении руд цветных металлов потери серебра могут достигать 80%, цинка - 40-70%.
Потери не прекращаются и после получения готового продукта, например металла. На заводах ежегодно уходят в стружку миллионы тонн металла. Потери, возникающие при обработке минерального сырья, иногда происходят от недостаточно высокого уровня технологического процесса на предприятии. Однако нередки случаи бесхозяйственного отношения к потерям минеральных богатств.
Значительны потери и при транспортировке добытого или уже переработанного сырья. Общеизвестны потери при перевозках нефти и нефтепродуктов (утечка, аварии, использование загрязненных другими продуктами цистерн), каменного угля, цемента, минеральных удобрений (просыпаются в щели вагонов, выдуваются ветром на открытых платформах, теряются при разгрузках) и т.д.
Для решения проблемы обеспечения минеральным сырьем необходимы действенные меры по его охране. Охрана этого невозобновляющегося природного ресурса должна пойти по пути рационального, экономного использования, с тем чтобы его запасы в биосфере как можно дольше не истощались. Для этого необходимо прежде всего свести до минимума потери сырья при его добыче, обработке и транспортировке.
Для сокращения потерь при транспортировке очень эффективен переход к использованию трубопроводов и контейнеров. Газо-и нефтепроводы должны постепенно вытеснить другие средства доставки газа и нефти по суше. Многокилометровые газопроводы и нефтепроводы уже сегодня соединяют Западную Сибирь, Центр европейской части России и Западную Европу.
Большое значение в сохранении месторождений полезных ископаемых имеет использование вторичного сырья, в частности металлолома. Так, 100 млн т металлолома позволяют сэкономить 200 млн т руды, 130 млн т угля, 40 млн т топлива. Среди мер охраны минерального сырья следует упомянуть его замену синтетическими материалами. Металлы с успехом заменяются пластмассами, и это направление сохранения сырья будет развиваться и дальше.
Позитивный эффект в охране минеральных ресурсов может быть достигнут путем повышения мощности машин и оборудования при одновременном уменьшении их габаритов, металлоемкости, энергопотреблении и снижении стоимости на единицу конечного полезного продукта. Уменьшение металлоемкости и энергетических затрат - это одновременно и борьба за охрану недр.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ
Потребность в энергии - одна из основных жизненных потребностей человека. Энергия нужна не только для нормальной деятельности современного сложноорганизованного человеческого общества, но и для физического существования отдельного человеческого организма. По данным, приводимым Н.С.Работновым, для поддержания жизни человеку требуется примерно 3 тыс. килокалорий в сутки. Около десяти процентов потребной энергии человеку обеспечивают продукты питания, остальную - промышленная энергетика.
Ускорение темпов научно-технического прогресса и развитие материального производства сопряжены со значительным ростом затрат энергии. Поэтому развитие энергетики представляется одним из важнейших условий экономического роста современного общества.
Долгое время энергетической базой служило ископаемое топливо, запасы которого неизменно сокращались. Поэтому в последнее время задача поиска новых источников энергии - одна из наиболее актуальных задач современности.
Непрерывный рост потребления энергии ставит перед человечеством проблему поиска новых ее источников. Сюда следует отнести геотермальную, солнечную, ветровую и термоядерную энергии, гидроэнергию.
Теплоэнергетика. Основным источником энергии в России и странах бывшего СССР является тепловая энергия, получаемая от сгорания органического топлива - угля, нефти, газа, торфа, горючих сланцев.
Нефть, а также ее тяжелые фракции (мазут) широко используются в качестве топлива. Однако перспективы применения данного вида топлива выглядят сомнительными по двум причинам. Во-первых, нефть ни при каких условиях не может быть отнесена к разряду «экологически чистых» источников энергии. Во-вторых, ее запасы (в том числе и неразведанные) ограничены.
Газ как топливо используется также очень широко. Запасы его хотя и велики, но тоже небезграничны. Сегодня известны способы извлечения из газа некоторых химических веществ, в том числе водорода, который в будущем может быть использован как универсальное «чистое» топливо, не дающее какого-либо загрязнения.
Уголь имеет не меньшее значение в тепловой энергетике, чем нефть и газ. Он используется так же как топливо в виде кокса, получаемого в результате нагревания каменного угля без доступа воздуха до температуры 950-1050°С.