Материал: Промышленность и окружающая среда.

из сульфатов кальция (гипса или ангидрита) и каменной соли; в них присут­ ствуют небольшие, но ощутимые примеси солей натрия и магния (“горьких солей”), а также брома и иода.

Эвапориты неморского происхождения, отлагающиеся в соляных озе­ рах, формируются в области внутреннего стока с преобладающими процес­ сами испарения. В этих случаях состав минералов эвапоритов определяется составом пород, развитых на территории водосборного бассейна.

Извлекаемые ресурсы важнейших видов эвапоритов - калийных солей - оцениваются в 9,1 млрд т при общих ресурсах 140 млрд т.

2.3.33.4.Фосфориты

Всовременном сельском хозяйстве фосфатные удобрения играют ос­ новную роль в повышении плодородия почв. Более 80% таких удобрений получают из осадочных фосфоритов. Главные страны-экспортеры фос­

фатных удобрений - Марокко, Тунис, США, Россия и Того. В некоторых фосфоритах присутствуют повышенные концентрации таких элементов, как уран, редкие земли, ванадий, фтор и даже золото; их извлекают по­ путно.

Фосфориты образуются на дне морей и океанов биохимическим пу­ тем, встречаясь обычно в ассоциации с органическими веществами. Они представлены конкрециями и желваками, а также сплошными землисты­ ми массами светло-серого цвета, главным минералом которых является апатит, имеющий самое высокое содержание фосфатов (солей ортофосфорной кислоты). Фосфориты (особенно среднетричного возраста) зале­ гают на современном океаническом ложе у побережий Калифорнии, Се­ веро-Западной и Южной Африки, Австралии, Новой Зеландии и запад­ ной части Южной Америки. Извлекаемые ресурсы фосфоритов оценива­ ются в 133 млрд т.

2.3.4. ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ

Энергия является одной из важнейших потребностей производства. Ре­ шение любой задачи экономического или технического развития, любого аспекта проблемы окружающей среды немыслимо без затрат энергии и энергоресурсов. В последние годы проблема энергии и использования энергоресурсов стала все чаще рассматриваться как в связи с прогнозами развития человечества на предстоящее столетие, так и в контексте реше­ ния вопросов охраны окружающей среды. Совершенно очевидно, что если человечество не обеспечит себя достаточным количеством энергии, то и прогнозы развития, и планы отдаления экологического кризиса окажутся беспредметными.

Как известно, почти все виды энергии на нашей планете имеют один первоначальный источник, а именно: энергию радиации звезд и главным об­ разом самой близкой к нам звезды - Солнца. Солнце ежесекундно посыла­ ет на Землю энергию, равную 4 • 1013 ккал. Из общей величины солнечной радиации, поступающей на внешнюю границу атмосферы, только половина достигает земной поверхности. Из этого количества 7% отражается обрат­ но в мировое пространство.

Другая часть солнечной радиации (43%) поглощается атмосферой, гидросферой, литосферой и биосферой Земли. Энергия, поглощаемая атмосферой и гидросферой, принимает форму испарения, выпадения осадков, движения ветра, волн и частично океанских течений и др. Энергия, поглощаемая биосферой, благодаря процессам фотосинтеза воплощается в биомассу растений и животных на суше и в океане. Энер­ гия, поглощаемая литосферой, выступает в виде тепловой и химической

энергии.

На Земле существуют также виды энергии, непосредственно не связан­ ные с солнечной радиацией. Это, например, ядерная энергия, внутриземная тепловая энергия, энергия приливов и течений. Эти формы энергии являют­ ся результатом действия гравитационных сил и сил вращения Земли, элект­ ромагнетизма, внутренних свойств веществ и др.

В распоряжении человека имеются пять источников энергии: 1) солнеч­ ная радиация, 2) ядерная энергия; 3) энергия гравитационного поля нашей планеты; 4) внутреннее тепло Земли и 5) энергия, возникающая в резуль­ тате вращения Земли и циркуляции атмосферы. Разумеется, энергия гра­ витационного поля Земли присутствует во многих других видах энергии, од­ нако для упрощения анализа ее целесообразно рассматривать лишь в фор­ ме гидроэнергии рек и приливной энергии. Необходимо также учитывать, что кроме энергии, заключенной в органическом веществе, огромное коли­ чество солнечной энергии заключено в мириадах химических соединений, образованных в различные геологические периоды формирования нашей планеты.

Энергетические ресурсы делятся на две главные категории - невозоб­ новляемые и возобновляемые. К невозобновляемым энергетическим ре­ сурсам относятся углеводородные топлива - уголь, нефть, природный газ, горючие сланцы, торф и т.д., так называемые легкие элементы (во­ дород, гелий, литий) и ядерное топливо, т.е. такие материалы, которые могут выделять энергию в процессе распада и синтеза атомных ядер. К возобновляемым энергетическим ресурсам относятся энергия процесса фотосинтеза, энергия прямого использования солнечных лучей, гидро­ энергия, энергия приливов и волн, энергия процессов испарения и выпа­ дения осадков, ветровая энергия, тепловая энергия, основанная на разно­ сти температур между атмосферой и поверхностью суши и воды, геотер­ мальная энергия и др.

Несмотря на столь большой арсенал источников энергии человек в ос­ новном использует лишь некоторые из них, отдавая предпочтение одному виду энергетических ресурсов - углеводородным топливам. Мускульная си­ ла людей и животных, древесина, использовавшаяся в качестве топлива, и ветер были главными источниками энергии еще сравнительно недавно —ка­ ких-нибудь 120-150 лет назад. На смену им пришли сначала уголь, затем

нефть и природный газ. В последнее время к этим трем видам топлива при­ бавилось и ядерное горючее.

Удельный вес энергии воды в энергобалансе мира, несмотря на почтен­ ный стаж ее работы на благо человечества, все еще очень невелик. Приме­ нение геотермальной энергии (энергии горячих подземных вод и вод, нахо­ дящихся в недрах Земли под большим давлением) можно считать находится лишь в начальной стадии. Также в начальной фазе пребывает и промыш­

ленное использование энергии солнечных лучей, приливной энергии и энер­ гии ветра.

Современная энергетика в основном базируется на горючих ископае­ мых - угле, нефти, природном газе. Если принять, что в мире добывается ежегодно порядка 6 млрд т (1979 г.) условного топлива (с теплотворной спо­ собностью 7000 ккал/кг), то в среднем на одного человека в мире придется 1,7 т условного топлива. Естественно, эта цифра различна для разных стран. Например, в США она составляет 10,5 т, а в Индии - всего 0,2 т, т.е. в 50 раз меньше. При сжигании каждая тонна условного топлива дает 7 млн ккал.

Таким образом, энергия ежегодно добываемого топлива составляла в 1979 г. 42 • 1015 ккал.

Мощность всех промышленных и транспортных энергетических устано­ вок в мире составляла в 1980 г. 6 млрд кВт. При этом мощность энергоуста­ новок США (6% населения Земли) равнялась почти 2 млрд кВт. Душевое по­ требление энергетической мощности было также наиболее высоким в США, оно составляло в 1980 г. 10 кВт на душу населения, тогда как в

СССР - 5 кВт, в Японии - 3 кВт, в Индии - 0,5 кВт на душу населения. Сред­ немировое потребление значительно ниже, оно равно лишь 1,7 кВт на душу населения.

В целом характерен рост потребления электроэнергии. В 1970 г. ее ми­ ровое потребление в 2 раза превысило уровень 1960 г. и составляло 6000 млрд кВт • ч. Если такой прирост сохранится и в будущем, то к 2010 г. мировое потребление электроэнергии превысит уже 100 000 млрд кВт • ч. Для производства этой электроэнергии потребуется примерно 250 000 млрд кВт • ч тепловой энергии, т.е. необходимо на электростанциях сжечь столько топлива, чтобы получить 217 1015 ккал.

Энергию получают тремя путями: производя тепло сжиганием топлива (например, для обогрева), прямым преобразованием тепловой энергии в ра­ боту (транспорт) и, наконец, получением специального вида энергии - элек­ троэнергии (для производства этого вида энергии применяется наряду с то­ пливом гидроэнергия, ядерная энергия, энергия ветра и т.д.). Электроэнер­ гия является вторичным энергоресурсом, так как ее получают с затратой энергии.

Электроэнергия играет роль удобного посредника между источниками и потребителями энергии. Главными недостатками электричества как вида энергии являются:

-сильное негативное воздействие на окружающую среду при горении топлива (выбросы в окружающую среду), производство электроэнергии на базе ядерного топлива или при производстве электроэнергии на гидроэлек­ тростанциях (уничтожение экосистем на затопленных территориях, нару­ шение водного режима, урон рыбному хозяйству и т.п.);

-низкий КПД ее производства (30-40%) и использования (30-35%). Источниками электроэнергии в среднем в мире являются, %: нефть - 40,

уголь - 20, природный газ - 19, АЭС - 12, ГЭС и др. - 9.

В Российской Федерации в 1990 г. эти показатели составляли, %: тепло­ вые электростанции, работающие на твердом, жидком и газообразном топ­ ливе - 73,8, гидростанции - 15,1, АЭС - 11,1, а доля источников электро­ энергии распределялась следующим образом, %: уголь - 30, нефть - 38,8, газ - 5,9, ядерная энергия —21, торф, сланцы и др. - 1,7, прочие - 2,6.