<<
>>

Техногенный материальный баланс мирового хозяйства

Масштаб и состав техносферы. Мировое хозяйство можно рассматривать как совокупность экологических ниш современного человечества, так его видовую реализованную экологическую нишу.

По многим пространственным и потоковым параметрам она совпадает с экосферой, экологическая емкость которой ограничена. Поэтому неизбежны конкурентные отношения между общественным производством и планетарной биотой. Хотя эти отношения намного сложнее, чем межвидовые взаимоотношения в природе, многие их черты выглядят как конкурентное замещение, когда значительные участки экосферы замещаются техносферой.

Техносфера — это глобальная совокупность орудий, объектов, материальных процессов и продуктов общественного производства. Техносферу можно определить также как пространство геосфер Земли, находящееся под воздействием производственной деятельности человека и занятое ее продуктами[VI]. В XX в. человек раздвинул границы техносферы далеко за пределы биосферы: в ближний и дальний космос, в глубины земной коры, под дно океана, в субмолекуляр- ный микромир. Вся планета оплетена густой сетью спутниковых орбит, авиационных трасс, океанских маршрутов, кабелей, линий электропередач, дорог, трубопроводов; значительная часть суши несет на себе многие миллионы различных сооружений. Околоземное пространство пронизано радиоволнами бесчисленных передатчиков. Все это испускает, излучает, звучит, загрязняет все геосферы, создавая особую материально-энергетическую оболочку планеты.

Техносфера в настоящее время пронизывает всю биосферу. Вряд ли остались участки живой природы, которые не испытали бы на себе действие техногенеза. Мировое хозяйство стало не только глобальной политико-экономической, но и глобальной эколого-географической системой.

В техносфере можно выделить несколько материальных категорий: орудия производства — инструменты, машины, механизмы, энергетические агрегаты, производственные комплексы, коммуникации, транспорт и т.д., а также люди-операторы, т.е.

все действующие субъекты средств производства', ресурсы производства — совокупность веществ, материалов, энергии и информации, необходимых для осуществления производства, т.е. вся ресурсная часть средств производства; к ней относятся и ресурсы человеческого труда как источника энергии и информации для производства; продукты производства — различные вещества, материалы, изделия и сооружения, созданные и переработанные в процессе производства. К ним также относятся и все отходы производства. Все ресурсы техносферы, орудия и продукты производства рано или поздно превращаются в отходы.

Преобладающая масса изделий представляет собой орудия производства. Большая часть материалов идет на строительство. Здания и сооружения производственного назначения вместе с орудиями производства образуют основные производственные фонды. Количество ресурсов, идущее на получение единицы продукции, определяет ресурсоемкост ь производства. Потребность в различных видах продукции определяет необходимые для их производства ресурсы, орудия, предприятия и, следовательно, различные отрасли и отраслевую структуру производства.

По различным оценкам общая масса техносферы в настоящее время составляет около 20 Гт. Основную ее часть образуют скопления пустой горной массы, отработанных руд, перемещенных грунтов, производственных отходов, оставленные сооружения, развалины, культурные слои на земле и под землей и т.п., т.е. накопившееся за всю историю человечества техногенное вещество. «Действующая» техносфера — используемые людьми в настоящее время сооружения, орудия производства, предметы потребления, основные производственные фонды — составляет малую часть общей массы — всего лишь(!) 150—200 Гт. В них преобладают капитальные сооружения со сроками амортизации во многие десятки лет. Наиболее активная часть техносферы — вся совокупность орудий производства имеет массу порядка 10—15 Гт (в 100 раз меньше биосферной биомассы) и в настоящее время обновляется за средний срок порядка 10 лет, т.е. со скоростью около 1—1,5 Гт/шд.

Эти данные приведены для того, чтобы показать исключительно высокую концентрированность и активность техносферы в глобальном масштабе, намного превосходящую активность природных систем. Подобно тому, как при сравнении биосферы с другими геосферами говорится о большой «динамической массе» биосферы, так и в данном случае главную угрозу биосфере следует усматривать не столько в массе, сколько в тендециях активного расширения техносферы.

Техногенный материальный баланс. На рис. 6.3 представлена схема современного техногенного круговорота веществ. Из 120 Гт ископаемых материалов и биомассы, мобилизуемых за год мировой экономикой, только 9 Гт (7,5%) преобразуется в материальную продукцию в процессе производства. Более 80% этого количества вновь возвращается в основные фонды производства. Только 5 Гт составляют личное потребление всех людей, причем 2/3 этой массы относится к нетто-потреблению продуктов питания. />Из окружающей среды все люди потребляют 3,6 Гт питьевой воды и 1,1 Гт кислорода. В атмосферу возвращается 1,5 Гт выдыхаемых углекислого газа и паров воды; при этом выделяется 18 ЭДж теплоты. В водоемы и на поверхность земли от людей поступает 3,9 Гт жидких и 0,7 Гт твердых отходов. Материальный нетто-баланс человечества как биологического вида необычайно велик, но в целом почти вписывается в глобальный биотический круговорот и создает лишь часть современных экологических проблем. Надо помнить также, что человек контролирует большое число ввдов растений и животных, которые вне человеческого хозяйства либо вообще не могли бы существовать, либо вносили бы незначительный вклад в экосферный обмен веществ.

Рис. 6.3. Глобальный антропогенный материальный баланс.

Ориентировочные данные для середины 90-х годов. Цифры - в Гт в год. Потоки потребления -              потоки отходов и загрязнения среды              »; ® - потребле

ние биомассы (сухое вещество); ® - в химическую продукцию ^содяг минеральные удобрения (0.18 Гт/год) и органическая синтетика (0,12 Гт/год); © - указаны бругто-продукты; нетто-потребление продуктов питания составляет 0,95 Гт/год; © - имеются в виду все товары (продукты, вещества, материалы, изделия) индивидуального потребления

Наиболее серьезные проблемы связаны с потреблением биоресурсов, технической энергетикой и промышленным производством. Ежегодное изъятие не менее 10 Гт сухого вещества биомассы в виде сельскохозяйственной продукции и древесины составляет более *7% продукции фотосинтеза на суше.

Ho кроме того, за счет антропогенного уменьшения биомассы и продуктивности естественных экосистем - замещения их агроценозами и техноценозами, вырубки лесов, опустынивания, техногенной деградации и т.п. — человек косвенно переводит в антропогенный канал еще 27- 30% первичной продукции экосистем суши, в целом снижая продуктивность земной экосферы примерно на 12%. Именно это расценивается как самое главное вмешательство человеческого хозяйства в природные процессы.

В добывающей и перерабатывающей промышленности мира за год образуется более 100 Гт твердых и жидких отходов; из них около 15 Гт попадает со стоками в водоемы, а остальное количество (более 85 Гт/год) добавляется к отвалам пустой породы, золо- и шлакоотвалам, к другим хранилищам и захоронениям промышленных отходов, к свалкам. Сжигание 10 Гт ископаемого топлива, а также сжигание и биологическое окисление более 7 Гт изымаемой растительной биомассы отнесено в балансе к массообмену в атмосфере. Оно сопряжено с потреблением 40 Гт кислорода и возвращением в атмосферу 44 Гт углекислого газа и 12 Гт паров воды (не считая техногенного испарения свободной воды). Вместе с ними в воздух попадают продукты неполного сгорания, различные пыледымовые аэрозоли, окислы, соли, а также значительная масса разнообразных летучих органических веществ, выделяющихся при производственных процессах и работе транспорта. Общая масса этих примесей достигает I Гт в год. Одновременно в среду выделяется более 530 ЭДж техногенной теплоты.

Сравнение техносферного обмена веществ с биосферным.

Человеческая деятельность обусловливает очень весомую долю геохимической динамики вещества на планете. Все отрасли техносферы потребляют огромное количество воды — около 5000 км3/год, что соответствует почти 1/5 объема влаги, вводимой в планетарный круговорот транспирацией всех растений суши. Скорость оборота воды в техносфере во много раз больше, чем в биосфере. С учетом потребляемого воздуха и добываемого природного газа техносферный              газообмен составляет более 150 тыс.

км3/год, что превышает 1/4 биосферного газообмена. Почти такое же соотношение существует между выделением техногенной теплоты и годовым протоком нетго-энергии фотосинтеза. Таким образом, к концу XX столетия человечество на 20—25% увеличило обмен веществ и энергии на планете.

Напомним, что по закону распределения деструкции органй- ческого вещества между разными группами организмов для крупных консументов допустимо изъятие не более 1% ежегодной продукции биосферы («правило 1%»). Воспроизводя снова соответствующую диаграмму и добавляя к ней уровень, отражающий современное техногенное изъятие, нетрудно увидеть, что человечество во много раз превысило естественный «норматив», техно- сферный круговорот веществ существенно разомкнут и в количественном, и в качественном отношении (рис. 6.4). Поскольку техногенный массообмен составляет заметную часть глобального круговорота веществ, своей разомкнутостью он нарушает необходимую высокую степень замкнутости биотического круговорота, которая выработана в длительной эволюции и является важнейшим условием стационарного состояния биосферы. Это означает очень серьезное нарушение биосферного равновесия, свидетельство наступившего глобального экологического кризиса.

Рис. 6.4. Распределение скорости деструкции органики по размерам тепа гетеротрофов (см. рис. 3.9).

Пунктиром показано изъятие продукции биосферы с участием человечества

О степени разомкнугости техногенного круговорота можно судить по его вмешательству в круговорот углерода (см. гл. 3). Выброс в атмосферу 44 Гт техногенной СОг соответствует 12 Гт С, что прибавляет к природному обмену между экосферой и атмосферой около 20% углерода. К этому количеству добавляется еще по меньшей мере 1,6 Гт углерода СО2, выделяющегося в результате изъятия фитомассы и эрозии почвы. Кроме того, судя по массе сильных кислот, образующихся из техногенных оксвдов серы и азота и выпадающих на землю, вытесняемый ими СО2 из карбонатов и органики почвы дает еще минимум 0,4 Гт углерода.

Таким образом, общее количество техногенного углерода, ежегодно выбрасываемого в атмосферу, достигло 14 Гт и на 22% увеличило планетарный обмен углерода.

Казалось бы, при очень высокой замкнутости биосферного круговорота углерода (8т — 0,999) и огромной буферной емкости биосферы и океана по связыванию атмосферного избытка СО2 это увеличение не должно приводить к нарушению равновесия. Более того, можно было бы ожидать улучшения углеродного питания растений. Ho в действительности содержание СО2 в атмосфере на протяжении последних десятилетий неуклонно увеличивается. Следовательно, буферные системы биосферы и океана не справляются с регулированием равновесия потоков СОг- Это можно объяснить снижением ассимиляционной мощности флоры из-за техногенного изъятия биомассы и значительного загрязнения суши и поверхности океана.

Таким образом современное человеческое хозяйство со своей экономикой не только вытесняет и замещает биосферу техносферой, но, что во сто крат опаснее, угнетает и нарушает важнейшие средорегулирующие функции биосферы. 

<< | >>
Источник: Акимова Т.А., Хаскин В.В.. Экология: Учебник для вузов. 1999

Еще по теме Техногенный материальный баланс мирового хозяйства:

  1. 5.3.1. Материальный баланс реактора
  2. 2.1.3 Уравнение материального баланса сушащего газа.
  3. 2.1.1 Уравнение материального баланса сушащегося вещества.
  4. 5.3. Материальный и тепловой балансы узласинтеза меламина на пилотной установке
  5. 2.1 Уравнения материального и теплового балансов для получения динамической модели процесса сушки.
  6. Тема 73. Глобальные проблемы мирового хозяйства.
  7. ГЛАВА26 СУЩНОСТЬ, ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ И СТРУКТУРА МИРОВОГО ХОЗЯЙСТВА
  8. ГЛАВА7.МЕЖДУНАРОДНЫЕ РАСЧЕТЫ В КАПИТАЛИСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ МИРОВОГО ХОЗЯЙСТВА
  9. Глава XI ВОЗНИКНОВЕНИЕ И УКРЕПЛЕНИЕ СОЦИАЛИСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МИРОВОГО ХОЗЯЙСТВА
  10. Предпосылки возникновения социалистической системы мирового хозяйства
  11. Глава III МЕЖДУНАРОДНЫЕ МОНОПОЛИИ И ИХ РОЛЬ В КАПИТАЛИСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ МИРОВОГО ХОЗЯЙСТВА
  12. 3.1.2. Косвенные последствия изменений климата для экономики России: фактор структурных и технологических перемен в мировом хозяйстве