Природные ресурсы и их рациональное использование

      Россия  обладает самыми большими в мире вероятными ресурсами каменного угля - 5,3 трлн. т, или 30% мировых (Кузнецкий, Печерский, Тунгусский, Ленский и др. угольные бассейны). Разведанные запасы угля в России оцениваются в 202 млрд. т (12% мировых), и она занимает третье место в мире после США (445 млрд. т) и Китая (272 млрд. т). Доля разведанных запасов высококачественных коксующихся углей и антрацита составляет 12% от общих запасов каменного угля. В 90-е годы добыча угля в России значительно сократилась, и в 1996 г. она составила 247 млн. т.

      Россия  является одной из ведущих стран мира по добыче драгоценных металлов и драгоценных камней. Так, прогнозные ресурсы золота в России оцениваются в 150 тыс. т, и по разведанным месторождениям (около 5 тыс. т) Россия занимает второе место в мире после ЮАР и значительно превосходит Канаду и Австралию. Обеспеченность России разведанными запасами золота составляет около 30 лет.

      В конце 70-х годов СССР добывал 280 т  золота в год и был на втором месте в мире (10% мировой добычи) после ЮАР. После отделения Средней  Азии и Армении, которые ежегодно добывали 70-75 т золота, Россию превзошли США и Австралия. В 1992 г. в России было произведено 146,1 т золота, в 1993 г. - 149,5, в 1994 г. - 142,6 т. В 1995 г. было добыто 122,2 т золота, на предприятиях цветной металлургии попутно выплавлено 5,6 т и из лома и отходов - 4,1 т. Всего в 1995 г. в России произведено 142,6 т золота.

      Россия  располагает крупными месторождениями алмазов и по их добычи занимает второе место в мире после ЮАР. Запасы алмазов оцениваются в 5 трлн. долл. Годовой объем мировой добычи алмазов оценивается в 100 млн. карат, из них на долю России приходится 20-25%. Россия - единственная страна мира, осуществляет добычу, переработку и экспорт алмазного сырья и бриллиантов.

      В 1994-1995 г. производство платины в России снизилось почти на 30% в связи с сокращением добычи никеля и меди (платина - побочный продукт разработки месторождений медно-никелевых сульфидных руд и их переработки). Россия занимает второе место в мире (после ЮАР) по производству металлов платиновой группы. Ежегодный объем производства платины и платиноидов в России составляет 130-140 т, а объем экспорта равняется 37 т в год.

      Созданные в 80-е годы инфраструктура и производственные мощности по добыче нефти, газа, угля, железной руды, цветных металлов, алмазов, агрохимической сырья пока еще обеспечивают потребности экономики России и позволяют экспортировать значительную часть сырья. По удельному показателю обеспеченности активными запасами (отношение запасов к текущей годовой добычи), разработка которых экономически целесообразна по критериям мирового рынка, Россия по основным видам минерального сырья заметно уступает некоторым странам. Только по газу, золоту, серебру и алмазам этот показатель выше общемирового. По многим видам минерального сырья обеспеченность составляет более 25 лет, а по свинцу, цинку, россыпному золоту - менее 20 лет.

      Мировые научные прогнозы показывают, что добыча нефти и природного газа достигнет своего максимума через 20 - 30 лет, а затем начнется неизбежное, в глобальном масштабе, снижение их добычи. Расчёты, проведённые учёными разных стран, показывают, что реальных запасов нефти на Земле хватит на 40 - 50 лет, природного газа - на 30 - 40 лет, запасов же угля хватит на 200 - 250 лет.

      Интенсивность же потребления полезных ископаемых постоянно возрастает. Если за последние 25 лет население Земли увеличилось на 50%, то потребление угля возросло в 2 раза, железной руды – в 3, нефти и газа – почти в 6 раз.

      Темпы роста производства и потребления  минеральных ресурсов за период с 1980 по 2005гг. составили 650-1100% в развитых странах и 310% в развивающихся. Происходит резкий рост потребления энергоресурсов: за указанный период оно выросло с 4-5 до 8-9 млн.т условного топлива в год. По прогнозам специалистов к концу 2010 года потребление энергоресурсов возрастет до 13-14 млн.т. условного топлива в год.

      Таким образом, перспектива нехватки сырьевых ресурсов – реальная опасность для человечества, а энергетический голод не выдумка скептиков: некоторые страны уже испытывают недостаток энергетических ресурсов. Поэтому охрана недр становится важнейшей проблемой всего человечества. 

3. Рациональное  использование полезных ископаемых.

     Биосфера  имеет свои границы, следовательно, и все природные ресурсы Земли конечны. Чем интенсивнее их используют, тем меньше этих ресурсов остается следующим поколениям. Поэтому повсеместно требуется принятие решительных мер по рациональному использованию природных богатств.

     Рациональное  использование полезных ископаемых заключается в том, что в конкретном месторождении извлекаются без потерь и ухудшения качества все имеющиеся без исключения составные части полезного ископаемого для нужд народного хозяйства.

     В практике ведения работ по добыче полезных ископаемых имеют место  количественные потери сырья. Главная  проблема – это неполное извлечение из недр: нефть из скважины выкачивают в лучшем случае на 70%, каменный уголь – не более чем на 80%. Также в нашей стране множится число «неперспективных» затопленных шахт, которые при умелой эксплуатации вполне могли бы еще давать продукцию.

     Значительные потери полезных ископаемых происходят при их транспортировке к местам переработки и использованию. Например, на территории России в 2005 году эксплуатировалось 378 тыс. км промысловых трубопроводов, на которых за год случилось более 40 тысяч прорывов. В Западной Сибири свыше 100 тыс. км промысловых трубопроводов с 35-летним стажем работы нуждаются в замене. В результате за 2005 год разлилось 2650 тонн нефти из магистральных труб и 1438 тонн нефтепродуктов. Далее следуют не менее крупные потери при переработке.

     Подсчитано, что если повысить отдачу недр всего на 1%, можно дополнительно получить 9 млн т угля, около 9 млрд м3 газа, свыше 10 млн т нефти, около 3 млн т железной руды и полезных ископаемых. Все это позволит сократить глубину  и масштабы неоправданного проникновения в земные недра, а следовательно, значительно уменьшить отходы горнодобывающих предприятий и оздоровить экологическую обстановку.

     К задаче более полного извлечения из недр примыкает и другая —  комплексное использование минерального сырья. Природное сырье в своем составе кроме полезного компонента обычно содержит примеси других веществ, причем количество последних может колебаться в достаточно широких пределах и зачастую во многом превышать содержание полезного компонента. Так, например, количество минеральных примесей (золы) в углях иногда достигает 50%, а в горючих сланцах эти примеси могут составить 95%. Поэтому основным направлением в решении проблемы экономии сырья являются разработка и применение комплексных методов его переработки.

     Комплексная переработка сырья - это использование  всех минеральных составляющих сырья  путем превращения их в полезные продукты за счет совмещения нескольких производств внутри одного предприятия.

     С комплексным использованием сырья  соприкасаются проблема переработки и утилизации побочных продуктов и отходов производств и применение их в качестве вторичных материальных ресурсов. Почти в каждом химическом производстве кроме целевого продукта образуются вещества, которые не находят применения и идут в отходы производства. Причины появления отходов самые различные: примеси в сырье, низкая селективность сложных реакций, многокомпонентность сырья. В отходы идут также отработанные вспомогательные материалы (катализаторы, растворители, экстрагенты и др.). На каждом предприятии обычно образуются три вида отходов: жидкие, твердые и газообразные.

     Твердые отходы хранятся в отвалах, постепенно накапливаясь на территории предприятия. Их сжигают, закапывают и сбрасывают в старые выработки. Между тем  в отвалах содержатся миллионы тонн веществ, которые путем механической, термической или химической обработки можно превратить в полезные продукты.

     Интересным  примером реализации этой идеи служит использование крупнотоннажного отхода производства целлюлозы - технического гидролизного лигнина. Технический лигнин представляет собой сложный многофазный и полидисперсный твердый материал, в состав которого кроме лигнина входят трудногидролизуемые полисахариды, смолы, гуминовые вещества, влага. Наиболее интересным компонентом этой смеси является сам лигнин - природный полимер, обладающий сложной структурой, содержащей ароматические циклы. Его переработка может проводиться в трех направлениях: 1) использование лигнина после механической и тепловой обработки в натуральном виде; 2) термическая переработка (сжигание); 3) химическое модифицирование.

     После сушки и измельчения лигниновая мука применяется в качестве наполнителя  пластмасс взамен сажи, древесной  муки, а также позволяет полностью  исключить из рецептуры каркасных  резин остродефицитную белую сажу. Термическое сжигание нецелесообразно, так как компоненты этого отхода обладают определенными потребительскими свойствами, в частности ярко выраженной сорбционной способностью.

     Совершенно  справедливо утверждение о том, что в химической промышленности не должно быть отходов. Любые отходы - это химические вещества, которые могут и должны стать сырьем для получения различных продуктов. Поэтому отходы следует рассматривать как вторичные материальные ресурсы. В последние годы благодаря развитию науки и техники постоянно расширяется номенклатура используемых отходов в химической промышленности. В настоящее время в нашей стране за счет использования вторичного сырья производится около 30% стали и 20% цветных металлов. Необходимо отметить, что энергоемкость производства алюминия из вторичного сырья в 20 раз, а стали в 10 раз ниже, чем энергоемкость их производства из первичного. Капитальные вложения при переработке вторичного сырья примерно в четыре раза меньше, чем при переработке первичного.

     Для охраны недр существенное значение имеет использование полезного ископаемого строго по его назначению. Еще Д.И. Менделеев говорил: «Нефть - не топливо, топить можно и ассигнациями». И если нефть или коксующиеся угли используются в качестве топлива – это растранжиривание минеральных ресурсов. Резервом в экономии минеральных ресурсов являются: более полное использование вторичного сырья и побочной энергии, замена дефицитных металлов менее дефицитными материалами.

     В первую очередь это касается энергетической отрасли. Солнечная энергия, сила ветра и движение воды - традиционные источники альтернативной энергии, они наиболее известны и успешно применяемы. Металл с успехом может быть заменен пластмассами, деревом и даже камнем. Судя по темпам производства пластмасс, полимеры в скором времени превзойдут металлы.

     Основные  принципы бережного и экономного расходования природных ресурсов обозначены в международном документе «Концепция устойчивого экономического развития», принятом на второй Всемирной Конференции  ООН по ООС в РИО-де-Жанейро в 1992 году. Эти принципы требуют от природопользователя при проведении работ:

     - максимально полного извлечения из недр полезных ископаемых и их рационального использования;

     - комплексного извлечения не одного, а всех содержащихся в рудах компонентов;

     - обеспечения сохранности природной среды в районах проведения горнодобывающих работ;

     - безопасного для людей проведения работ;

     - предотвращения загрязнения недр при подземном хранении нефти, газа и других материалов.

     Правовой основой охраны и рационального использования недр является природоохранное законодательство. Оно представляет собой совокупность нормативно-правовых актов, определяющих порядок и условия охраны и использований недр, деятельность государственных и общественных организаций, права и обязанности недропользователей и их ответственность за охрану недр. Закон «О недрах» регулирует отношения, возникающие в процессе изучения, использования и охраны недр территории РФ, ее континентального шельфа и морской исключительной экономической зоны, а также отходов горнодобывающего и связанных с ним перерабатывающего производств, торфа и иных специфических минеральных ресурсов. Закон содержит правовые и экономические основы комплексного рационального использования и охраны недр, обеспечивает защиту интересов государства и граждан РФ, а также прав пользователей недр.

     Основными требованиями по рациональному использованию  и охране недр являются:

     1) соблюдение установленного  законодательством порядка предоставления  недр в пользование и недопущение самовольного пользования недрами;

     2) обеспечение полноты  геологического изучения, рационального  комплексного использования и  охраны недр;

     3) проведение опережающего  геологического изучения недр, обеспечивающего  достоверную оценку запасов полезных  ископаемых или свойств участка недр, предоставленного в пользование в целях, не связанных с добычей полезных ископаемых;

     4) проведение государственной  экспертизы и государственный  учет запасов полезных ископаемых, а также участков недр, используемых  в целях, не связанных с добычей полезных ископаемых;

     5) обеспечение наиболее  полного извлечения из недр  запасов основных и совместно  с ними залегающих полезных  ископаемых и попутных компонентов;

     6) достоверный учет  извлекаемых и оставляемых в  недрах запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов при разработке месторождений полезных ископаемых;