Напишем:


✔ Реферат от 200 руб., от 4 часов
✔ Контрольную от 200 руб., от 4 часов
✔ Курсовую от 500 руб., от 1 дня
✔ Решим задачу от 20 руб., от 4 часов
✔ Дипломную работу от 3000 руб., от 3-х дней
✔ Другие виды работ по договоренности.

Узнать стоимость!

Не интересно!

 

 

 

Население и ресурсы планеты Земля


Население нашей планеты увеличивается ежегодно примерно на 70млн. человек. Пророчество Мальтуса о голоде на Земле в связи с ростом численности людей может не состояться лишь в том случае, если человечество буде интенсивно решать проблему пищевых ресурсов в самые ближайшие годы. Уже сейчас голод грозно заявляет о себе в странах Африки, Азии, Латинской Америки, где полмиллиарда человек не имеют в достатке пищи.

Анализ динамики роста численности населения на планете, показывает, что для появления 1-го миллиарда людей на Земле понадобилось около 2млн. лет, 2-го - 130лет, 3-го - 30лет, 14 - 15лет, 5-го - 12лет.

Если в течение первых двух миллионов лет ежегодный прирост населения не превышал 0,001%, то в последнее двадцати пятилетие он устойчиво составляет 1,8 - 2,0%/год. Это говорит о том, что рост численности популяции людей происходит пока что по экспоненциальному закону, который можно сформулировать в виде простого математического соотношения. Согласно ему, скорость прироста численности популяции (N) за промежуток времени (Т), т.е. (N/Т), пропорциональна ее общей численности (N): N/T = гN, где r - скорость процесса нарастания численности.

При использовании этого соотношения можно прогнозировать , что для удвоения населения Европы потребуется 88лет, Африки - 26лет. А численность населения планеты к 2030г. может достигнуть 40 - 50млрд. чел.

Если же обратиться к общей теории роста популяций, то она утверждает, что имеется два типа их роста.

На рис.9.1 изображены две кривые, одна из которых имеет J-образное, а другая S-образное начертание.

В первом случае плотность популяции увеличивается по экспоненциальному закону. При втором типе роста популяция вначале увеличивается медленно, а затем быстрее, но вскоре под влиянием сопротивления среды рост постепенно замедляется. В конце концов достигается равновесие, которое и сохраняется.

При S-образной кривой роста, называемой логистической, скорость прироста численности популяции пропорциональна разности между достигнутой величиной популяции (ее плотностью в данный момент времени - N) и максимально возможной плотностью в данной среде обитания (К), то есть N / T = r / (K - N).

Величину К называют также верхним пределом роста, r - характеризует скорость достижения К.

В целом, чем крупнее организмы, тем ближе к логистическому типу рост плотности их популяции.

То, что земные ресурсы истощаются по мере разработки их человеком - вещь вроде бы очевидная, однако не все так просто. Дело в том, что, оценивая ресурсы, следует помнить три положения, которые тоже очевидны, однако противоречат тенденции истощения:

1.      Земля - замкнутая химическая система; ее масса постоянна, и с космосом она обменивается лишь энергией (массой космического вещества, попадающего на Землю, можно пренебречь как незначительной).

2.      Масса любого химического элемента практически постоянна в составе всей Земли (можно пренебречь превращениями, например, радиоактивных элементов).

3. Все ресурсы, кроме тех, что идут на производство энергии, потенциально возобновляемы.

Таким образом, истощения ресурсов как будто не должно быть. Однако оно существует - человечество ощущает это все острее! Все дело, конечно, в распределении и перераспределении этих ресурсов как в пространстве, так и в сфере превращения веществ, когда элемент переходит в мнее доступные химические формы. Например, существующий ныне технологический цикл извлечения и использования многих металлов проходит следующие стадии:

оксид металл окисленный отход.

Перед химиками стоит задача создания методов рециркуляции, т.е. возвращения металлов, например, из труднодоступных конечных форм (окисленный отход металл). Другой вопрос - как это сделать и насколько дорого такие методы обойдутся человеку?

Существующая сейчас в мире модель промышленного производства чаще всего включает в себя следующие компоненты: извлечение и переработку сырья, производство изделий, выброс отходов.

Принципиально возможна, однако, другая модель, которая заменит (и уже заменяет в некоторых странах и отраслях промышленности) традиционную - промышленная экосистема.

В модели промышленной экосистемы потребление энергии и сырья оптимизировано, а образование побочных отходов сведено до минимума; при этом отходы одного производства используются как сырье в других производствах и процессах. Само название новой модели производственной деятельности человека говорит об аналогии с природной экосистемой.

Создание идеальной модели промышленной экосистемы может быть практически недостижимо. Однако стремиться к ее созданию, и прежде всего к более и более замкнутому характеру этой модели, надо настойчиво перед лицом надвигающейся опасности истощения ресурсов и проблемы ликвидации вредных выбросов, загрязняющих биосферу.

Все ресурсы Земли, используемые человеком, можно разделить на три группы:

1.      Топливные и энергетические ресурсы (энергоносители) - уголь и торф, природный газ, нефть, сланцы, торий и уран (ядерное топливо), вода (гидроэнергетика), геотермальные воды, приливы-отливы, энергия Солнца, водородное топливо, термоядерный синтез.

2.      Ресурсы металлов.

3.      Ресурсы неметаллов.

В 1970г. впервые была предпринята серьезная попытка дать оценку резервов некоторых ресурсов, доступных при современных технологиях и ценах. Однако точно знать особенно уязвимые места, т.е. ресурсы, которые действительно достаточно скоро могут истощиться, можно лишь в том случае, если известно, как тот или иной ресурс потребляется. Для этого рассчитывают коэффициенты расходования резервов каждого ресурса в год, так называемый индекс использования резервов (ИИР), выражаемый в процентах.

ИИР большинства металлов - от 0,4 до 6%. Это повод для беспокойства! Например, теоретически для олова резервы будут исчерпаны за 19лет. Этого, конечно, не произойдет, т.к. будут открыты новые месторождения, изменятся нормы потребления, эффективней будет использоваться вторсырье. Однако тенденция налицо! Выявленная скорость расходования олова показывает, что может произойти, если мы не примем соответствующих мер.

В табл. 7.1 приведены данные американских исследователей, которые в конце 1980-х гг. оценили примерный срок до момента полного истощения на Земле некоторых ископаемых ресурсов. Так, например, при современных технологиях добычи и ныне существующих объемах потребления алюминия человечеству хватит на 256лет. Открывая новые месторождения и совершенствуя технологию получения этого металла из рассеянных и мало содержащих алюминий пород и минералов, человечество сможет пользоваться этим ресурсом еще 805лет при современных объемах потребления и примерно 407лет (вполовину меньше), если объемы потребления возрастут. Анализируя эти цифры, можно убедиться в том, насколько важны и актуальны сейчас вопросы вторичного использования сырья и ресурсосберегающих технологий.

Выделяют две группы ресурсов:

группа I - ресурсы с высокой скоростью истощения (ИИР 1,7%);

группа II - ресурсы с низкой скоростью истощения (ИИР 1,3%).

К первой группе относят преимущественно цветные и благородные металлы (Au, Hg, Sn, Ag, Zn, Pb, W, U, Cu, Sb), а также нефть. Ко второй группе относят такие металлы, как Al, Mo, Mn, Co, Ni, Fe, Cr, K, а также фосфор и каменный уголь.

Говоря о том или ином конкретном ресурсе, следует учитывать:

  • скорость расходования его в определенном географическом районе;
  • величину резервов и их доступность;
  • равномерность распределения ресурса в литосфере;
  • химические формы, в которых он встречается в природе (минералы, руды, породы и пр.).

       Предположительный срок до полного исчерпания на Земле

                            запасов некоторых ресурсов

Ресурсы

Число лет до полного исчерпания

при современных объемах потребления

при объемах потребления в 2030г.3

резервы1

запасы2

резервы

запасы

Алюминий

256

805

124

407

Медь

41

277

4

26

Кобальт

109

429

10

40

Молибден

67

256

8

33

Никель

66

163

7

16

Каменный уголь

206

3226

29

457

Нефть

35

83

3

7

1. Резервы - объемы данного ресурса, которые могут быть эффективно извлечены средствами современной технологии.

2. Запасы - общий предполагаемый объем залежей ресурса в недрах Земли.

3. Предполагается, что в 2030г. потребление ресурсов 10-миллиардным населением

       Земли будет на уровне современного потребления в США.

Под возобновляемостью ресурсов следует понимать прежде всего рециркуляцию, т.е. возвращение полезной формы элемента в цикл из недоступной или малодоступной химической формы. Из двух источников материалов - первичного (руд и недр) и вторичного (в результате рециркуляции) - второй будет приобретать со временем все большее значение.

Проблемы, связанные с рециркуляцией (использованием вторичного сырья), чрезвычайно сложны прежде всего в технологическом аспекте. Приведем некоторые примеры. Цикл платиновых металлов, которые сейчас стали использоваться в каталитических нейтрализаторах автомобилей технологи стремятся замкнуть, т.к. эти металлы чрезвычайно дороги по стоимости. Однако и их рециркуляция сама по себе очень дорога, поскольку каждый автомобильный нейтрализатор содержит всего около 2г платины. Таким образом, становятся невыгодны поиск, сбор и переработка старых нейтрализаторов. Кроме того, нейтрализатор служит около 10лет, и потому возврат металлов в цикл оказывается очень медленным процессом.

Сбор металлического лома должен сопровождаться (при современных технологиях его переработки) сортировкой, поскольку, например, если лом содержит значительную примесь меди, он становится непригодным для производства листовой стали. Сортировка же сама по себе дорога и технологически трудоемка.

В циклах полимерных матералов вторичные ресурсы применяются пока еще мало. Вторичные пластмассы трудно отделять друг от друга (сортировать), сжигать их нельзя из экологических соображений, а использование некоторых их них (например, поливинилхлорида) вторично на изготовление пищевых упаковок опасно из-за образования при переработке канцерогенных и токсичных продуктов.

Предыдущие материалы: Следующие материалы: