Неисчерпаемые природные ресурсы: проблемы и примеры

Что такое природные ресурсы

Комплекс всех элементов живой и неживой природы, используемых человечеством для удовлетворения своих потребностей, обычно называют полезными природными ресурсами.

Основа сырья делится по результату практического применения:

• ресурсы для промышленности: полезные ископаемые, полезные ископаемые, вода;
• сырье для производства электроэнергии: топливные минералы, уран, биотопливо, гидроэнергетические ресурсы и другие экологически чистые источники, такие как энергия ветра, солнца, геотермальной энергии;
• сельскохозяйственные ресурсы — почва, пастбища, леса, луга, пресная вода, генофонд полезных видов растений и животных;
• объекты охраны природы, оздоровления, культурного наследия — заповедники, курорты, источники минеральных вод, исторические памятники.

Виды

Классификация природных ресурсов зависит от их происхождения: почва, лес, вода, биологические, сырье, энергия, климат, минеральные ресурсы. По степени замены они также делятся на сменные и незаменимые.

По длительности использования все ресурсы условно делятся на три категории:

1. Невозобновляемые — руда, уголь, нефть, газ, месторождения полезных ископаемых, полудрагоценные и драгоценные камни (алмазы, рубины, топаз, горный хрусталь, яшма, александрит).
2. Возобновляемые источники энергии: биотопливо, растения, животные, солнечная, ветровая, геотермальная энергия.
3. Период восстановления не полностью возобновляемых ресурсов короче, чем темпы роста потребностей человеческой цивилизации: леса, земельные ресурсы, виды рыб и промысловые животные, пресная вода, кислород в атмосфере Земли.

Некоторые ресурсы используются повторно. Более 30% мировой стали и цветных металлов выплавляется из металлолома. Кроме того, развитие технологий позволило заменить традиционно используемые черные и цветные металлы и дерево изделиями из пластика, углеродного волокна и других синтетических материалов. Энергозатратность современных производственных предприятий на единицу готовой продукции постоянно снижается. Такие тенденции приводят не только к снижению стоимости продукции, но и к значительной экономии невозобновляемых источников сырья и энергии.

Возобновляемые

На рубеже XIX и XX веков гениальный сербский ученый Никола Тесла изобрел трехфазный генератор электрического тока. Переменный ток изменил ход истории цивилизации, дал мощный технологический импульс развитию производства, транспорта и других сфер жизнедеятельности человека. Раньше использовался только постоянный ток, использование которого ограничивалось радиусом 300 метров от генератора. На больших расстояниях сопротивление движению тока делало электрические цепи бессмысленными.

Клиентами Николы Теслы были крупнейшие американские магнаты Морган и Вестингауз. Для них ученый построил мощные электрогенераторы для установки на речных плотинах. Это было началом эпохи масштабной эксплуатации одного из возобновляемых источников: речной энергии.

Сейчас изобретены технологии использования других энергий и неисчерпаемого сырья:

• солнечный свет;
• ветер;
• геотермальная вода;
• приливные течения;
• энергия морских волн;
• биомасса растительного и животного происхождения.

Благодаря усилиям ученых эффективность солнечных батарей постоянно повышается. КПД (КПД) преобразователей энергии солнечных волн в электрический ток на экспериментальных моделях достигает 30%. Но солнечные батареи еще более экономически эффективны, когда они расположены на экваторе, в тропиках, субтропиках и даже в горах.

Чаще всего ветрогенераторы располагаются на побережье морей и океанов, где даже в полный штиль дуют утренние и вечерние бризы. Это происходит из-за разницы в температуре воды и поверхности земли. Из-за конвективных процессов вода ночью остывает сильнее, чем земля, а днем ​​наоборот, верхние слои воды быстрее нагреваются солнечными лучами.

Изменчивость метеорологических условий, от которых напрямую зависит эффективность ветряных турбин и солнечных батарей, ограничивает их использование. Для смягчения пиков производства и потребления электроэнергии требуется большое количество устройств хранения энергии. Но литий-ионные батареи по-прежнему очень дороги, потому что в них используются редкоземельные литий и кобальт.

Первый глобальный энергетический кризис произошел в начале 1970-х годов. Поиск экономичных методов отопления привел к созданию устройств, способных собирать энергию из центра Земли из окружающей среды, концентрировать ее и направлять на обогрев дома. Например, расширьте контур теплообменника по дну ближайшего резервуара или опустите его в скважины рядом с домом.

Вращающаяся вокруг Земли Луна имеет огромную массу, поэтому под действием ее силы тяжести морская вода находится в постоянном движении. Из-за этого на побережье океанов бывают постоянные приливы и отливы. Производство электроэнергии на прибрежных водных путях технологически сложнее, чем на речных гидроэлектростанциях, но используется все больше и больше.

Энергия волн чаще всего используется на крупных океанских судах. По бортам корабля ниже ватерлинии установлены укороченные лопасти крыловидной формы. Волны постоянно поднимают и опускают лопасти, которые шарнирно соединены с генератором электрического тока.

Бразильский опыт использования растительного метилового спирта и биогаза в качестве основного топлива для двигателей внутреннего сгорания активно внедряется в Китае и других странах, испытывающих нехватку ископаемых углеводородов для производства бензина и дизельного топлива. Биогаз получают из отходов животноводства.

Саудовская Аравия богата нефтью и газом, но страдает от острой нехватки пресной воды. Его производство на полуострове налажено на промышленном уровне. Современные опреснительные установки превращают морскую воду в питьевую за счет использования энергии солнца, ветра и ископаемых углеводородов, производимых здесь.

Опреснительная станция

Частичные

Некоторые полезные для человека ресурсы возобновляются естественным образом. Например, питьевая вода, плодородная почва, леса, пастбища, дикие животные, морская и речная рыба.

Но темпы роста потребления ресурсов современной цивилизацией развиваются более быстрыми темпами, чем восстановительные возможности природы.

Вырубка лесов, загрязнение океанов химически агрессивными промышленными отходами, сжигание углеводородного топлива приводит к снижению содержания кислорода и увеличению количества углекислого газа в атмосфере Земли. Браконьерские методы охоты на китов и многих других диких животных почти привели к их полному исчезновению. Управление неграмотной природой ведет к постоянному сокращению и деградации пахотных и сельскохозяйственных земель.

Таким образом, человек стал главным фактором терраформирования планеты. Например, на поверхности океана образовались огромные острова пластиковых и других промышленных отходов. Их общая площадь сопоставима с площадью Австралии. Из-за усиления антропогенного фактора все природные ресурсы сейчас восстанавливаются лишь частично. Сейчас термин биосфера все чаще заменяется новым понятием «ноосфера».

Технологии повторного использования (восстановления) ресурсов приобретают все большее значение. Например, при выплавке стали используется до 30% металлолома. Бытовые отходы сортируются, пластик повторно используется в производстве непродовольственных товаров, а остальное сжигается для выработки электроэнергии и тепла.

Невозобновляемые

Некоторые типы ресурсов можно использовать только один раз. Например, уголь, газ, нефть образовались в недрах планеты десятки и сотни миллионов лет назад. Сжигание этих видов минералов для отопления и на тепловых электростанциях приведет к полному исчезновению этих источников энергии. По расчетам экологов, разведанные месторождения нефти и газа будут исчерпаны в течение нескольких десятилетий. Добыча угля продлится дольше, но для следующего поколения продлится всего 300-400 лет.

Невозобновляемые ресурсы планеты:

• различные металлические отложения;
• минеральные породы;
• уран, уголь и углеводороды — нефть, газ;
• строительные материалы — песок, гравий, глина;
• химическое сырье — соли калия, апатиты, фосфаты;
• драгоценные камни и драгоценные металлы (золото, платина, серебро).

Запасы урана также истощаются. Сейчас большие надежды возлагаются на перспективы извлечения H3 (гелий-три) с поверхности Луны. Запасов этого нового топлива для АЭС хватит на тысячу лет. Для успешной реализации космического проекта потребуется использование транспортных кораблей с принципиально новыми ядерными ракетными двигателями. Он уже создан, но пока используется только для «оружия судного дня» — ракет с атомной боевой частью.

Кроме того, доставка большого количества оборудования на Луну потребует огромных затрат, чтобы преодолеть земное притяжение. Следовательно, давняя мечта исследователей космоса должна будет осуществиться: построить «космический лифт», то есть связать земную поверхность с геостационарной орбитой на высоте 36000 километров веревкой из мономолекулярных нитей или углеродных нанотрубок. Только тогда можно будет считать реальную стоимость производства «космических мин» приемлемой».

Истощение ресурсов на Земле

Человеческая деятельность постоянно наносит вред окружающей среде. С началом индустриализации человеческое население стремительно растет. Это привело к увеличению потребления ресурсов Земли. Основные причины истощения земных ресурсов перечислены ниже:

• Перенаселение — основная причина истощения ресурсов.
• Чрезмерная эксплуатация ресурсов привела к истощению природных ресурсов Земли.
• Вырубка леса
• Утрата биоразнообразия
• Загрязнение, которое привело к заражению ресурсов.
• Индустриализация
• Эрозия

Большинство природных ресурсов, таких как уголь и нефть, образовались миллионы лет назад. Другие ресурсы, такие как солнечный свет, присутствовали еще до образования Земли. Однако все мы так или иначе зависим от этих ресурсов. Эти ресурсы называются природными ресурсами и очень важны для жизни на Земле. Природные ресурсы классифицируются как возобновляемые и невозобновляемые.

Возобновляемые и невозобновляемые ресурсы 2019

Возобновляемые и невозобновляемые ресурсы

Природа дала нам множество продуктов, без которых мы не были бы в тех условиях, в которых находимся сегодня. Сегодня мы можем сказать, что мы «развиты», но это было бы невозможно без даров, которые дала нам Мать Земля.

Люди — это почти все ресурсы природы. Некоторые ресурсы безграничны, другие ограничены и вскоре исчезнут вместе со своими следами на этой планете. Некоторые можно использовать повторно, а другие лежат рядом с неиспользованными и исчезают.

Возобновляемые ресурсы Возобновляемые ресурсы — это те ресурсы, которые могут обновляться или заменяться с течением времени.

Прекрасные примеры бесконечных и возобновляемых ресурсов: ветер, солнечный свет, приливы, биомасса и т.д.

Некоторые из возобновляемых ресурсов должны иметь бесперебойное снабжение, например, энергия ветра и солнца, в то время как для возобновления других требуется больше времени, например, древесина, кислород и т.д.

Геотермальная энергия — еще один хороший пример возобновляемого ресурса. Это источник энергии, который извлекается из тепла, хранящегося под поверхностью Земли. Этот источник считается доступным и в целом экологически безопасным.

это в виде бездействующих вулканических мест и горячих источников. Этот вид энергии можно использовать в отоплении, производстве электроэнергии и тепловых насосах.

Геотермальная энергия является устойчивым источником, поскольку горячая вода просачивается обратно в земную кору.

Биомасса также считается возобновляемым ресурсом при правильном использовании.

Невозобновляемые ресурсы Невозобновляемые ресурсы — это те природные ресурсы, которые не могут быть возобновлены после того, как они были полностью потреблены. Ресурсы, которые восполняются очень медленно, также считаются невозобновляемыми ресурсами. Это связано с тем, что эти ресурсы больше не будут доступны или будут доступны только через долгое время.

Лучшими примерами невозобновляемых ресурсов являются ископаемые виды топлива, такие как уголь, нефть и природный газ. Ископаемые виды топлива образуются при разложении животных и растений. Скорость их производства очень низкая по сравнению с темпами производства и потребления.

Наша жизнь — еще один пример невозобновляемого ресурса. Однажды потраченное, никто не может вернуть потерянное время. Другими хорошими примерами невозобновляемых ресурсов являются ядерное топливо, полезные ископаемые и сланцы.

Вода является спорным ресурсом, который можно классифицировать как возобновляемый, так и невозобновляемый ресурс.

Циклическое изменение воды делает ее возобновляемым ресурсом, а ее неуправляемое использование делает ее невозобновляемым ресурсом.

Переработка ресурсов

За последние 150 лет человеческая цивилизация претерпела кардинальные изменения. Мощным толчком стало развитие технологий, основанных на использовании электрического тока. Мускульный привод инструментов и механизмов был заменен электродвигателями. Новые средства связи: телеграф, радио, интернет, ускоренный прогресс.

Для выработки электроэнергии используются:

• гидроэлектростанции (ГЭС) на плотинах рек;
• атомные электростанции (АЭС);
• ветряные генераторы;
• тепловые электростанции (ТЭЦ);
• солнечные преобразователи;
• геотермальные станции.

На гидроэлектростанциях кинетическая энергия массы воды, хранящейся в резервуарах, преобразуется в электричество в водяных турбинах из-за разницы высот плотины. Турбины передают вращательное движение генераторам, где магнитное поле возбуждает ток в проводниках. Этот способ производства электроэнергии не зависит от сезона, легко управляется в автоматическом режиме и не имеет отходов.

Ветрогенераторы приводятся в движение набегающим потоком воздуха. Огромные лопасти вращаются со скоростью, зависящей от климатических условий местности. Эта технология снижает воздействие на окружающую среду. Главный негативный фактор — гибель перелетных птиц из-за столкновения с лопастями ветряных турбин.

Сжигание углеводородов в печах ТЭЦ — самый старый метод производства электроэнергии. Современной модификацией этой технологии являются атомные электростанции, которые по сути также являются тепловыми генераторами. При эксплуатации АЭС после сжигания угля не образуются горы шлака, отсутствуют выбросы углекислого газа и агрессивных сероводородных соединений в атмосферу от сжигания природного газа или нефтепродуктов.

Геотермальные установки редко используются для производства энергии из-за технологической сложности и низкой эффективности. Самым экологически чистым способом является выработка электроэнергии на солнечных батареях, но стоимость их конечного продукта все равно во много раз дороже, чем электроэнергия, получаемая на гидроэлектростанциях, тепловых электростанциях, атомных электростанциях.

Примеры

Большая часть всех природных ресурсов, добываемых человеком, была учтена за последние 150 лет. Геологические процессы, приведшие к образованию металлических руд, залежей угля, нефти, газа, урана и многих других полезных ископаемых, происходили на протяжении миллионов лет. Исходя из несопоставимости временных циклов такие ресурсы принято считать невозобновляемыми.

Можно привести примеры возобновляемых ресурсов: атмосферный кислород, производимый земной биосферой, а также водный баланс, поддерживаемый климатическими процессами на планете. Кроме того, леса, пастбища, полезные виды диких животных и рыб можно считать ресурсом самовосстановления. Срок обновления их потенциала варьируется от года до нескольких десятилетий.

Что не относят к природным ресурсам

Существование и развитие человеческой цивилизации требует не только обеспечения достаточным количеством добытых природных ресурсов. Общество нуждается в постоянном обновлении знаний об окружающей среде, о самом человеке, о развитии технологий, о повышении качества жизни, духовной и культурной жизни.

К природным ресурсам не относятся:

• традиционный капитал в виде эквивалентных средств, ценных бумаг, недвижимости, средств производства, земельных прав, запасов сырья;
• нематериальные активы — производственные технологии, ценные навыки, опыт и знания персонала компании, ноу-хау, бренды;
• информация;
• трудовые ресурсы;
• культурные и духовные ценности;
• образовательные учреждения;
• научный потенциал.

За последние десятилетия не сделано ни одного научного открытия, способного кардинально изменить жизнь человека. Поэтому в первую очередь возникает необходимость совершенствования существующих технологий для наиболее эффективного использования имеющихся ресурсов.

Охрана ресурсов

Как и любой другой вид животных, люди всегда пытались расширить среду обитания любыми доступными способами. В результате безвозвратно потеряны десятки видов животных и сотни различных растений. Окружающая среда катастрофически загрязняется промышленными отходами.

Уже сейчас необходимо сохранить более 2000 видов растений, находящихся под угрозой исчезновения, 237 видов животных, 289 видов птиц.

Сложнее всего организовать безопасность океанических ресурсов, поскольку доступ к ним имеют многие государства с конфликтующими национальными интересами. Почти вся таблица Менделеева содержится в морской воде, но технологии извлечения ресурсов из раствора еще не изобретены.

Распад СССР помешал строительству бумажной фабрики и бумажной фабрики на берегу Байкала. Если бы его запустили, самое большое природное месторождение пресной воды в мире через пару десятилетий превратилось бы в желоб. Только сейчас власти осознали острую необходимость строительства очистных сооружений во всех населенных пунктах побережья Байкала. Наличие огромных запасов питьевой воды — одно из главных богатств России, обеспечивающее процветание государства в будущем.

Исчерпаемые и неисчерпаемые природные ресурсы — примеры

За время своего существования человечество повсюду использует природные ресурсы. К сожалению, не все вечны. Они могут быть как исчерпывающими, так и неисчерпаемыми.

Содержание

• Что такое природные ресурсы
• Исчерпаемый
• Неиссякаемый

Что такое природные ресурсы

Это объекты живой и неживой природы, которые используются человеком для удовлетворения своих потребностей. К природным ресурсам относятся: растения, животные, земля, почва, полезные ископаемые и т.д.

Экономическое благополучие страны напрямую зависит от количества природных ресурсов. Поэтому государства, имеющие доступ к океанам, обширным территориям земли, лесам и минеральным ресурсам, изначально находятся в выгодном положении.

Без природных ресурсов человечество не выжило бы, поскольку они являются средством существования

Исчерпаемые

Неисчерпаемые ресурсы — это те объекты окружающего мира, которые при постоянном использовании могут истощиться. Кроме того, они делятся на три типа:

1. Возобновляемые источники энергии (растения, животные). Когда ресурсы исчерпаны, есть возможность их искусственного восстановления.
2. Не возобновляемый. Их нельзя продлить. Истощение этих ресурсов приведет к их полному исчезновению. К ним относятся: минералы, масло.
3. Не полностью возобновляемый. Это такие объекты, коэффициент восстановления которых ниже, чем коэффициент их использования в хозяйственной деятельности. Например, земля сельскохозяйственного назначения.

Неисчерпаемые

Это ресурсы, которые никогда не будут исчерпаны: климатические, водные, космические и т.д. Но, несмотря на неисчерпаемость этих объектов, из-за воздействия человечества их состояние заметно ухудшается.

Следовательно, количество воды на планете неисчерпаемо, но ее качество с каждым годом ухудшается из-за воздействия промышленных отходов и пестицидов. Загрязнение воды и глубина пресноводных водоемов приводят к тому, что запасы пресной воды, необходимой человеку, постоянно сокращаются.

Проблема истощения запасов пресной воды на планете с каждым годом распространяется все сильнее

Задача человечества — заботиться о природных ресурсах и осознавать, что будущее будущих поколений напрямую зависит от состояния нашей планеты.

Проблемы и их решения

После промышленной революции баланс природы был нарушен. Масштабы загрязнения окружающей среды и истощения ресурсов достигли катастрофических размеров, они стали практически неконтролируемым процессом.

Если мы немедленно остановим промышленные выбросы CO2, что, конечно, практически невозможно, продолжающийся рост температуры на поверхности планеты все равно не сможет прекратиться в течение следующих трех десятилетий. Из-за накопленных объемов углекислого газа планета продолжит нагреваться.

Следовательно, таяние ледников продолжится. Уровень Мирового океана повысится. Прибрежным городам угрожают наводнения. Исторически большая часть населения мира сосредоточена на морском побережье. К концу 21 века возможно повторение библейского потопа.

Рациональное использование

Решение проблем ресурсной нехватки и вредных выбросов решается путем внедрения современных экологически чистых технологий безотходного производства конечной продукции. Например, замена ламп накаливания на диодные.

Популярность светодиодных ламп оправдана следующими достоинствами:

1. Высококачественные светодиоды прослужат десятилетия.
2. Пожарная безопасность: тепловыделение в 7-8 раз меньше, чем у ламп накаливания.
3. Энергопотребление в 8 раз ниже, чем у других видов освещения.

При одинаковой электрической мощности светодиоды и лампы накаливания имеют в среднем в 8 раз большую разницу в яркости. Вместо 75-ваттной «лампочки Ильича» подойдет светодиодная лампа на 10 ватт.

Тепловые насосы все чаще используются для отопления частных домов. Их главное преимущество в том, что для обогрева дома не нужно сжигать уголь, газ, дрова. Тепловой насос собирает энергию с поверхности земли или из глубоких колодцев, концентрирует ее и затем направляет в систему отопления коттеджа.

Всего за один год экономия будет сравнена с:

• газовый котел — 70 % ;
• электрическое отопление — 350 %;
• твердотопливный котел — 50 %.

Если учесть эксплуатационные расходы на весь срок службы оборудования — минимум 30 лет, то экономия во много раз превысит первоначальные затраты.

Для автономного электроснабжения производятся мини-гидроэлектростанции, которые используются на малых реках или ручьях без строительства плотины. Это позволяет максимально использовать экологически чистый возобновляемый гидроэнергетический ресурс.

Как вы знаете, лопасти ветряных турбин плохо работают при низкой скорости входящего воздушного потока. Ветряные турбины были разработаны для небольших коттеджей, которые способны поддерживать высокий КПД даже при слабом ветре. Кроме того, они могут быть установлены непосредственно на земле, что облегчает путь к рациональному управлению окружающей средой.

Во всем мире произведены и эксплуатируются миллиарды электродвигателей. Кроме того, большинство из них работают с меньшей эффективностью, чем позволяют конструктивные особенности. Для повышения КПД и снижения энергопотребления используется частотное регулирование скорости вращения вала двигателя. Это стало возможным с появлением программируемых контроллеров, работающих в сочетании с мощными тиристорами, способными генерировать импульсный переменный ток практически любой частоты.

Невозобновимые запасы планеты

Невозобновляемые исчерпаемые природные ресурсы — это, прежде всего, минеральное сырье и ископаемое топливо.

Они восстанавливаются в процессе эволюции, но, в отличие от возобновляемых и даже частично возобновляемых ресурсов, этот процесс незаметен для человечества, потому что процесс займет сотни тысяч или даже миллионы лет. Исчерпаемые природные ресурсы, такие как металлы, могут быть повторно использованы после использования, тогда как топливные ресурсы — уголь или нефть — этим свойством не отличаются. Растущая интенсивность разработки месторождений полезных ископаемых влияет на прогрессирующее обнищание недр планеты. Сегодня добываются ресурсы в полтора раза по сравнению с тридцатилетней давностью. Ожидается, что через пятнадцать лет эта цифра вырастет еще на пятьдесят процентов.

Проблемы мирового масштаба

Понятие «экоцид» — разрушение планеты человеком — прочно вошло в умы людей с яркими примерами потери огромных площадей плодородных земель, антропогенных землетрясений, беспрецедентных цунами и катастрофического таяния льда. Арктика. С 80-х и 90-х годов прошлого века мировое сообщество в лице лидеров государств подписало соглашение о разработке концепции устойчивого развития общества.

Устойчивость или стабильность развития подразумевает симбиоз социальных (самосознание населения и его активное участие в программах управления окружающей средой) и экономических (сохранение ресурсов, экологическая промышленность и сельское хозяйство) компонентов, чтобы гарантировать жизнь на планете и сохранить ее неизменной для всех будущие поколения.

Читайте также: Природно-ресурсный потенциал Краснодарского края: экологические проблемы