Основы рационального использования природных ресурсов в условиях научно-технического прогресса

Основы рационального использования природных ресурсов в условиях научно-технического прогресса

ЧЕЛЯБИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ

Специальность 2203 группа экстерната

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА N1

по курсу "Экологические основы природопользования"

ТЕМА: «Основы рационального использования природных ресурсов в

условиях научно-технического прогресса».

Студента экстерната Постникова Ивана Любомировича

Дата сдачи работы в ЧПТ ________________________

СОДЕРЖАНИЕ

1. Экологизация общественного производства. - 3

2. Новые методы добычи сырья и новые виды энергии - 5

Добыча угля - 5

Добыча нефти -

5

Добыча природного газа - 5

Добыча и обработка железной руды - 6

Применение механизации, мелиорации земель и химизации

в сельском хозяйстве - 6

Освоение новых видов энергии:

атомная энергетика и "мягкие" источники энергии -

8

геотермальной и гелиотермальный виды энергии, - 8

энергия ветра, -

12

использование энергии приливов ветра. - 13

энергия океана. - 14

Перспектива использования водорода в качестве топлива. - 14

Перспектива производства электромобилей. -

15

3. Новая технология и новые материалы. - 15

Снижение массы машин, оборудования, сооружений. - 15

Развитие двигателей внутреннего сгорания. -

16

Прогресс в области электроники и техники полупроводников - 16

Новая технология производства черных металлов:

развитие электрометаллургии. - 17

порошковая металлургия. - 17

производство композиционных материалов. - 18

В народном хозяйстве возможности современной техники. - 19

Снижение массы и продлению срока службы конструкций. - 20

Мероприятия по сокращению потребности в сырье

и более эффективному его использованию. - 20

Сохранение ресурсов леса. -

20

Сохранение природных богатств в сельском хозяйстве - 20

.

1. Экологизация общественного производства.

Представление о неисчерпаемости природных ресурсов, так же как

и о беспредельных возможностях самоочищения природной среды, имеет

отрицательные последствия, не только экологические, но и экономические.

Сложившаяся к настоящему времени как в России, как и во многих странах мира

весьма неблагоприятная эколого-геохимическая ситуация в большинстве

случаев является следствием научно-технического прогресса. Статистика

показывает, что мощность современной индустрии удваивается каждые 13-15

лет (спад производства в 1991-1994 гг., повлекший снижение жизненного

уровень народа, - явление в России временное, так как причина его кроется

не в экологии, а в политической неопределенности развития общества). Рост

средств и масштабов воздействия на природу вызывает стремительную

деградацию природной среды. Особенно возрастают уровни химического

давления на окружающую природную среду, применение экологически грязной

технологии, устаревшего оборудования и т.д.

По данным ВОЗ, в настоящее время в мире в практической

деятельности используется около 500 тыс. химических соединений, из

которых 40 тыс, вредны для организма, а 12 тыс. - ядовиты. Огромные выбросы

и сбросы вредных веществ при недостаточной реализации природоохранных

мероприятий привели к нарушению (включая истощение природных ресурсов)

природных систем, общество оказалось перед реальностью экологического

кризиса.

Процессы прогрессирующего развития общества повернуть вспять уже

нельзя, так же как невозможно прекратить хозяйственное освоение территорий.

Научно-технический прогресс немыслим без использования природных ресурсов.

В то же время естественная емкость природных систем, и, следовательно,

их устойчивость, небезграничны. Складывающаяся в интенсивно осваиваемых

районах социально-экономическая и экологическая ситуация требует

регулирования техногенного давления как с точки зрения охраны природы,

так и для интенсификации природопользования. При регулировании любого

элемента природопользования, а тем более при интенсификации процесса его

пользования должны учитываться не только потребности общества, но и

состояние ресурса. Более того, если предприятие не компенсирует ущерб

среде, то оно с государственной позиции оказывается убыточным, хотя и

приносит определенную прибыль, производя продукцию.

Деградация среды вследствие формирования обратных связей отражается

на экономических показателях производства. Достаточно наглядны

экономические потери, например, из-за выпадания кислотных дождей: теряется

продуктивность сельскохозяйственных и лесных земель и продуктивность

водоемов. Таким образом, освобождаясь от прямой зависимости от природы

вследствие научно-технического прогресса, общество все больше зависит от

ее "благополучия", что определяет содержание основного социального заказ в

науке: обеспечить разработку научных основ оптимизации природопользования

- в обозримые сроки при минимальных издержках найти пути экологизации

производства и восстановления состояния природных систем.

Следовательно, задача сводится к поиску путей экологического

нормирования и конструирования экологической обстановки с созданными

свойствами. Основным вопросом, возникающим на пути организации качества

среды, является определение системы базовых научных исследований и

соответствующих мероприятий, необходимых и достаточных для экологизации

общественного производства.

Очевидно, что основной путь рационального природопользования и

сохранения окружающей среды лежит через достижения научно-технического

прогресса. Только новые достижения научно-технического прогресса откроют

новые широкие возможности увеличения и в то же время рационального

использования природных ресурсов.

2. Новые методы добычи сырья и новые виды энергии.

Новые методы добычи сырья благодаря техническому прогрессу должны

сокращать количество сырья и материалов для производства единицы

производства, когда одни виды сырья заменяются другими и в целом влияют на

сокращение потребности в сырье для производства единицы продукции. В

настоящее время роль технического прогресса ярко проявляется в механизации

и автоматизации процессов добычи сырья, позволяющих переходить к более

массовым способам его получения.

Рост добычи угля осуществляется более эффективным открытым способом,

который в 2-3 раза дешевле подземного, с использованием мощных экскаваторов

и автомобилей - самосвалов большой грузоподъемности. В промышленно развитый

странах в подземно-шахтной добыче угля ручной труд уже не применяется и при

проходке, и при добыче. Появились мощные механизмы, с помощью которых

осуществляются проходка, крепление, выемка угля, откатка и навалка, а

затем и погрузка. Применение на горных работах экскаваторах-драглайнах

с вместимостью ковша 80 куб.м и длиной стрелы 100м, автосамосвалов

грузоподъемностью 240т, буровых станков для бурения скважин до 320-450мм

коренным образом изменило технологию открытой добычи угля и руд цветных

и черных металлов.

Рост добычи нефти также связан с ускорением научно-технического

прогресса. Современная техника допускает бурение скважин глубиной до 5

тыс.м и более, не только вертикальных, но и наклонных. Использование

буровых стационарных платформ типа "шельф"позволило обеспечить добычу

нефти в открытом море на глубине до 300м. Большое значение имеют

совершенствование способов извлечения нефти на поверхность и повышение

степени ее извлечения с 30-35% по отношению к ее содержанию в недрах до 50-

60% с закачкой в нефтяные пласты пара при температуре до 100-110 С и

теплой воде.

Механизируется и автоматизируется добыча природного газа.

Применение современных методов разведки дает возможность ускорить открытие

и изучение его новых месторождений. Ускоряется и удешевляется проходка

скважин. Возрастают объемы добычи, повышается извлечение газа и

конденсата из недр, повышается выход полезных компонентов, шире

используется попутный нефтяной газ (его сжигание в факелах составляет

около 11 млрд.куб.м, т.е. столько, сколько потребляется для нужд всего

населения России). Увеличение диаметра газопроводов и более высокое рабочее

давление в них позволяют ускорить и удешевить передачу газа в районы

потребления от Уренгоя до Парижа, Праги, Берлина.

Рационализируются и интенсифицируются производственные процессы

добычи и обработки железной руды и сопутствующих железу компонентов,

полиметаллических руд и др. Применяются геофизические методы разведки

залежей различных металлических руд и разведка из космоса. Широкое развитие

получают методы обогащения, повышения извлечения металла до 80-85% даже

из относительно бедных руд (до 0.2-0.5% с содержанием извлекаемых

металлов), но залегающих большими массивами.

Широкое применение механизации, мелиорации земель и химизации в

сельском хозяйстве позволило более чем удвоить получение зернобобовых на

единицу площади, удвоить численность рогатого скота и утроить

количество свиней в 1990г. по сравнению с дореволюционным уровнем,

увеличить сборы технических культур, фруктов и ягод. Общая площадь

сельскохозяйственных угодий при этом долгие годы оставалась без изменения.

Использование мощных землеройных и других механизмов, а также взрывных

работ способствовало осуществлению крупнейших изменений в водном хозяйстве

страны: были построены каналы и плотины, созданы обширные водохранилища,

изменены условия водоснабжения.

Научно-технический прогресс сыграл важную роль в изменении

энергетической базы общества в течение XIX и XX вв., что отразилось в

использовании природных ресурсов и характере загрязнения окружающей среды.

XIX век был веком угля и паровой машины. Углю принадлежала подавляющая

доля в топливном балансе наиболее развитых стран. Сжигание угля росло по

мере развития промышленности. Растущие выбросы дыма, сажи, копоти и золы

стали обычным явлением для основных индустриальных районов

промышленноразвитых стран.

Отсюда и характерное название "черная страна" для промышленного

района центральной Англии. Не менее "черными" из-за сжигания угля были

Рурская область в Германии, северо-восток Франции в районе Лилля, район

Шарлеруа в Бельгии, районы черной металлургии США - Питсбург в

Пенсильвании, Бирмингем в Алабаме и др. Закопченными были и другие

крупные города с их промышленными предприятиями, железными дорогами,

многочисленными котельными, каминами и печами для отопления домов.

За последние 30-40 лет энергетическая база промышленности и городов

значительно изменилась: доля угля и паровой энергетики сократилась.

Главным видом топлива стали нефть и газ. Доля угля в добыче топлива во всем

мире снизилась. Одновременно существенно возросла добыча нефти.

Увеличилась доля природного газа.

Однако к концу текущего столетия, по-видимому, следует ожидать

снижения доли нефти в добыче и потреблении топлива, учитывая постепенное

истощение ее залежей. В перспективе доля газа будет возрастать. В

частности, увеличится применение газа в качестве топлива для двигателей

внутреннего сгорания, например установленных в автобусах. Одним из

больших преимуществ работы двигателей на газе является снижение загрязнения

атмосферы. Вместе с тем из-за нестабильной в последнее время работы АЭС

возможно увеличение доли угля в потреблении. Чтобы не ухудшать состояние

окружающей среды из-за сжигания его, потребуются проведение более

радикального улавливания отходящих газов, отказ от сернистых углей и их

обессеривание и другие мероприятия, которые повысят затраты на производство

электроэнергии.

Одновременно с этим необходимо ускорить освоение новых видов энергии.

Это прежде всего атомная энергетика и "мягкие" источники энергии, не

приводящие к загрязнению окружающей среды, геотермальной и гелиотермальный

виды энергии, использование энергии приливов ветра, которые можно

эффективно применять благодаря современным достижениям техники.

Атомная энергетика - открытие века, за ней в перспективе большое

будущее как экологически чистого производства электроэнергии.

Чернобыльская катастрофа не должна стать причиной свертывания атомной

энергетики. Вопрос заключается в совершенствовании технического прогресса

управлением АЭС и обеспечении безопасности населения. Атомная энергетика

имеет долговременные ресурсы.

На VII мировой энергетической конференции, проходившей в Москве в

1968г., была дана оценка содержания урана в морях и океанах на уровне

4*109 0т. Это значит, что данный вид топливно-энергетического ресурса

практически неисчерпаем. Однако до недавнего времени мировые запасы

определялись всего лишь 1.5 млн.т (металлический уран). В 1977г. в Японии

предложены методы получения урана из морской воды. И вопрос в конечном

счете сводится к удешевлению подобных процессов до уровня, приемлемого для

широкого промышленного использования с учетом стоимости альтернативных

источников энергии.

Учитывая недостаточную надежность работы АЭС и большую загрязненность

окружающей среды от применения угля, в современных условиях общество

обязано изыскать возможность применения в перспективе вышеназванных

"мягких" источников энергии, не приводящих к загрязнению окружающей

среды: геотермальной и гелиотермальной энергии , использования энергии

приливов и ветра , которые можно эффективно применять благодаря

современным достижениям техники.

Источникам геотермальной энергии служат радиоактивные процессы,

химические реакции и другие явления в земной коре. Температура на глубинах

2-3 тыс.м превышает 100 5о 0С. Циркулирующие на таких глубинах воды

нагреваются до значительных температур и могут быть выведены на поверхность

по буровым скважинам. В районах вулканической деятельности глубинные воды,

нагреваясь, поднимаются по трещинам в земной коре. В таких районах

термальные воды имеют наиболее высокую температуру; они нередко

расположены ближе к поверхности. Иногда они выделяются на поверхность в

виде перегретого пара. Термальные воды с температурами до 100 5о 0С

выходят на поверхность во многих районах России. Значительные запасы

таких вод имеются в Западной Сибири, на Северном Кавказе и в

Закавказье, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Еще далеко не

полностью изучены все возможности получения термальных вод. Так, если

учесть воды, залегающие на глубине более 3 тыс.м, а также воды с

повышенной минерализацией, то их запасы можно было бы существенно

увеличить. Известны ресурсы высокотемпературного пара и пароводяных смесей:

они выведены на поверхность на Камчатке, Курильских островах и в

Дагестане.

Первая в России геотермальная электростанция на юге Камчатки

(Паужетская) мощностью 5 МВт была пущена в 1966г. Здесь используется

пароводяная смесь, которая выводится через буровые скважины на поверхность

и направляется в сепарационные устройства, где пар отделяется от воды при

небольшом давлении. Пар приводит в движение турбогенератор, а вода при

температуре выше 120 5о 0С применяется для теплофикации поселков,

выращивания овощей в теплицах, бальнеологических целей и т.д.

Себестоимость добычи тепловой энергии таким способом в 2-2.5 раза

ниже, чем тепловой энергии, получаемой от котельных. Себестоимость

электроэнергии на Паужетской геотермальной электростанции в 4 раза ниже,

чем на дизельных электростанциях в том же районе. Эти показатели могут

быть значительно улучшены при условии более полного освоения геотермальной

энергии. Имеются предположения об использовании более крупных

месторождений термальных вод на Камчатке (Мутновское, Нижнекошелевское) с

сооружением геотермальных электростанций мощностью 200 и 100 МВт.

О наличии геотермальной энергии давно известно в Дагестане. В 60-70-х

гг. при бурении на нефть и газ в ряде скважин были обнаружены пароводяные

смеси с температурами до 200 5о 0С. На базе одной из них (Тарумовской), по

мнению специалистов, можно соорудить геотермальную электростанцию мощностью

250-500 МВт.

В Краснодарском крае пробуренные геологами скважины вместо нефти

вскрыли запасы горячей воды. Сейчас термальные воды используют для

многочисленных теплиц объединения "Плодоовощевод", для животноводческого

комплекса, теплового орошения полей, промышленных предприятий и

теплоснабжения населения. Крупные запасы термальных вод были обнаружены в

Чечено-Ингушетии (Грозный) и других районах, но они пока слабо

используются.

Большими потенциальными ресурсами тепловой энергии обладают нагретые

глубинным теплом Земли горные породы ряда районов страны. Особо

значительной теплотой сгорания обладают сульфидные руды и концентраты.

Процессы автогенной плавки могут быть высокоэффективно применены в

производстве меди, никеля, кобальта, свинца из сульфидного сырья, а также

для безотвальной переработки пиритных концентратов с получением серной

кислоты или элементарной серы, железного концентрата и цветных металлов.

Практическое освоение такой энергии требует разработки способов

извлечения тепловой энергии и создания опытных установок. Здесь пока

сделаны первые шаги. Широкое использование геотермальной энергии, запасы

которой практически неисчерпаемы, зависит от дальнейшего прогресса техники

и нахождения экономичных путей ее применения.

Другим видом "мягкой" энергии является солнечная энергия.

Отопительные системы, применяющие солнечную энергию, могут

удовлетворять 30-50% потребности в тепле в течение года, поэтому их

приходится использовать совместно с традиционными системами обогрева.

Водонагреватели применяются для горячего водоснабжения. Солнечная

энергия может быть использована и для отопления теплиц, опреснения воды,

охлаждения. Часть тепла можно аккумулировать путем нагрева камней в

условиях теплоизоляции. При этом существенно экономичны при условии

Страницы: 1, 2