Мировые запасы некоторых видов полезных ископаемых на начало ХХI века
| Вещество | Запасы, т | Ресурс, годы |
| Алюминий | 1,2·109 | |
| Железо | 1,4·1011 | |
| Медь | 3·108 | |
| Уголь | 10·1012 | |
| Нефть | 2,5·1011 | |
| Природный газ | 3·1013 м3 | |
| Горючие сланцы | 4,5·1014 |
Рудные и топливные ресурсы недр являются ограниченными и невозобновляемыми (табл. 9.1). Их медленное естественное воспроизводство в процессе геологической эволюции в тысячи раз отстаёт от современных темпов их добычи и потребления.
В ранние периоды человеческой истории использовались материалы, которые дали соответствующие наименования эпохам: каменный век, бронзовый век. Отличительная черта нашего века – потребление огромного количества различных материалов (табл. 9.2).
Таблица 9.2
Ежегодное мировое производство металлов и добыча руды
в конце ХХ века
| Металл | Объем производства, т | Объем добычи, т | Количество руды (т), необходимое для производства 1 т металла |
| Железо | 571 000 000 | 1 428 000 000 | |
| Медь | 12 900 000 | 1 418 000 000 | |
| Золото | 2 445 | 741 000 000 | 303 000 |
| Цинк | 8 000 000 | 1 600 000 000 | |
| Свинец | 2 980 000 | 119 000 000 | |
| Алюминий | 23 900 000 | 104 000 000 | |
| Никель | 1 230 000 | 49 000 000 |
С 1976 по 2000 гг. в мире добыто 340 млрд т минерального сырья. Ежегодно в мире добывается более 4 млрд т железной руды. По этому показателю Россия занимает третье местопосле Китаяи Австралии. Рудное сырье добывается как методом открытых разработок, так и подземным способом – из шахт. Открытая добыча более дешевая, однако, экологически более опасна, связана с нарушением больших земельных площадей и образованием большего объема отходов пустой породы.
На стадии обогащения руды накапливается огромное количество отходов переработанной породы. По мере перехода к использованию менее богатых руд объем этих отходов возрастает. В 2015 году в мире было выплавлено более 1,5 млрд т стали. Примерно треть стали в России выплавляется в мартенах, тогда как в Германии и Японии мартеновский способ практически не применяется, а применяется более прогрессивный с точки зрения экономичности, экологичности и качества стали кислородно-конверторный способ. Только в России объем ежегодных отходов доменного и сталеплавильного производства составляет около 20 млн т, из которых используется не более 15%.
В настоящее время горнодобывающей промышленностью из недр извлекается свыше 200 наименований полезных ископаемых. К началу текущего века суммарная годовая добыча важнейших полезных ископаемых составляла около 30 млрд т. В мировом масштабе человечество использует ежегодно более 20 млрд т камня, песка и гравия; 180 млн т фосфоритов и калийных руд.
Вся история развития и распада мировых цивилизаций основана на возможности обладания и использования минерального сырья.В ХХ веке мировое население увеличивалось на 2% в год, а добыча полезных ископаемых на каждого жителя Земли увеличивалась на 10% в год. На протяжении тысячелетий люди добывали только твердые полезные ископаемые. Во второй половине ХIХ века начинает развиваться добыча нефти, в начале ХХ века – природного газа. Запасов основных видов природного сырья на Земле хватит на несколько десятилетий (млрд т): железо – 141; алюминий – 1,2; марганец – 0,45; медь – 0,3; цинк – 0,14.
История последних лет ознаменовалась беспрецедентной борьбой за энергетические ресурсы, так как энергия является составляющей любого продукта, будь то хлеб или самолет. Практически энергия могла бы выступать единым эталоном цен вместо золота. Основой современной мировой энергетики являются нефть, газ и уголь.
Научно-технический прогресс создал возможности для использования природных ресурсов Мирового океана: углеводородов, металлоносных конкреций, золота, оловоносных песков и др. В связи с этим остро встала проблема правового статуса шельфа и территориальных вод.
Концентрация элементов периодической системы в водах Мирового океана равна 48·1015 т. Например, в 1 км3 океанской воды содержится 1,3 млн т магния. В Японии подводная разработка угольных месторождений обеспечивает более 25% всей добычи угля. Железо-марганцевые конкреции залегают в виде россыпей на дне Тихого, Индийского и Атлантического океанов. Их масса только в Тихом океане определена в 1500 млрд т, а запасы меди, никеля и кобальта составляют 25 млрд т. Запасы конкреций возобновимы – в Тихом океане их ежегодно образуется до 6 млн т. Разведанные запасы конкреций содержат кобальта, никеля и марганца в десятки раз больше, чем в известных месторождениях суши.
Лесные ресурсы
Человек забывает, что лес – это не только древесина. Человек испытывает врожденную потребность контактировать с природой. Услуги природы всегда рентабельны, так как улучшают здоровье, удовлетворяют психические и художественные потребности человека.
Леса планеты являются носителями «многообразия полезностей», выполняя ряд следующих уникальных эколого-экономических функций:
- участвуют в глобальных круговоротах углерода и кислорода;
- ассимилируют вредные выбросы, поддерживая чистоту воздушной среды;
- влияют на состояние водных экосистем и формируют глобальный климат;
- служат естественным условием сохранения биоразнообразия;
- являются сырьем для многих отраслей экономики.
Общая площадь лесов к началу XXI века составляла около 3,4 млрд га. Мировой запас древесины составляет примерно 350 млрд м3. Ежегодный объем заготовок леса составляет более 4 млрд м3. Причем половина этого объема используется в качестве топлива. От дров зависит жизнеобеспечение примерно 2 млрд человек, которые расходуют древесину в местах проживания быстрее, чем она восстанавливается.
В России сосредоточено 22% мировых запасов леса (780 млн га) с общим запасом 40 млрд кубометров. Доля спелых и перестойных насаждений составляет 42% по площади и 58% по запасу. В начале 2000-х годов объем официальных ежегодных рубок леса в России достиг 175 млн кубометров. Из них на деловую древесину (пиловочник, срубы, мебель) пришлось 125 млн м3, на дровяную – 48 млн м3. Ежегодный браконьерский рынок древесины и дров оценивается в 150 млн м3.
Дерево в тропическом лесу за 50 лет жизни обеспечивает экологический доход от производства кислорода, поглощения загрязнений, контроля эрозии и плодородия почвы, регулирования водного режима, местообеспечения флоры и фауны в размере около 200 тыс. долл. Это же дерево, проданное как древесина, принесет не более 600 долл. дохода. Таким образом, прямой доход от производственной деятельности в сфере лесопользования уступает эколого-экономическому доходу от использования остальных многочисленных функций леса. Тем не менее, человечество до сих пор рассматривает лес в первую очередь как источник древесного сырья.
Водные ресурсы
Водный потенциал нашей планеты составляет 1,5 млрд км3, однако на пресные воды приходится около 30 млн км3. По объему речного стока Россия (10 тыс. км3) занимает второе место в мире после Бразилии. В крупнейшем озере мира Байкале сосредоточено четвертая часть озерных вод мира (23 тыс. км3). Крупными по протяженности реками России являются Лена (4400 км), Енисей (3490 км), Волга (3530 км). Из искусственных водохранилищ России наибольшим по объему является Братское водохранилище (170 км3).
За последние 100 лет общее водопотребление в мире увеличилось в 10 раз. В расчете на год мировое потребление воды составляет примерно 4 тыс. км3. На первое место по объему потребления воды вышло сельскохозяйственное производство (табл. 9.3). Для производства 1 кг растительной массы разные растения расходуют на транспирацию от 200 до 1000 м3 воды. Для выращивания 1 т пшеницы, риса и хлопка требуется 1500, 4000 и 10000 т воды, соответственно.
Площадь орошаемых земель на Земле достигает 220 млн га, которые дают примерно половину сельскохозяйственной продукции мира. Ежегодный расход воды на орошаемое земледелие достигает 2500 км3 или более 6% суммарного годового стока рек земного шара. Велика также потребность в воде для современного животноводства: для производства 1 кг молока в совокупности требуется 4 т воды, а 1 кг мяса – 25 т воды.
В России разведано более 3 тыс. месторождений подземных вод, эксплуатационные запасы которых составляют 27 км3/год. Ежегодно используется около 12 км3подземных вод, в том числе на хозяйственно-питьевое водоснабжение 75%, на производственно-технические цели 21%, на орошение 4%. Увеличение потребности в воде связано с ростом водоемкости большинства производств. Для производства 1 т продукции расходуется следующее количество воды: сахар – 100 т; сталь – 300 т; медь – 500 т; бумага – 1000 т; пшеница – 1500 т; синтетический каучук – 2000 т; капрон – 5600 т. Одна ТЭЦ мощностью 300 МВт расходует воды более 300 млн м3/год. Для производства суточной нормы продуктов питания для одного человека требуется 6 м3 воды.
Таблица 9.3