Кривые кумулятивного предложения

Полезную перспективу связи общего предложения невозобновляемых ресурсов и их цены во времени дают кривые кумулятивного предложения, разработанные Джоном Тилтоном из Школы горняков (School of Mines) Колорадо и Брайаном Скиннером из Уаlе University. Существует три представляющих интерес сценария. В сценарии на рис. 5.4,а предполагается, что небольшой рост спроса со временем вызовет постепенный рост цен. Рисунки 5.4,Ь и 5.4,с. демонстрируют ситуацию, в которой запасы высококачественной руды истощаются и используется больше залежей менее высокого класса.

С кривыми кумулятивного предложения связаны несколько групп факторов. Первая группа геологическая и определяет наклон кривой. как описано ранее в этой главе и показано на рис 5.1, если распределения класса руды логнормальны, они приведут к кривой кумулятивного предложения, представленной на рис. 5.4,а.

Если они бимодальны, результатом, по-видимому, будет кривая кумулятивного предложения на рис. 5.4,Ь или рис. 5,4,с. В настоящий момент недостаточно данных для определения того, какая альтернатива правильная.

Вторая группа факторов связана со спросом и определяет, как быстро мир движется вдоль кривой предложения. Сюда входят глобальная численность населения, доход на душу населения и интенсивность использования материалов (потребление минеральных ресурсов на единицу дохода). Первые два фактора неуклонно и все более быстро растут.

Интенсивность использования имеет тенденцию к понижению для большинства ресурсов вследствие использования новых технологий и культурных предпочтений продуктов «высшего класса». Также в уравнение спроса на минералы (но не на энергетические ресурсы) входит доступность рециклированного материала как заместителя материала самородного. Принимая во внимание то, что рециклированный материал есть полезное дополнeниe к добываемым запасам, все же не следует ожидать, что он будет играть доминирующую роль в предложении материалов вовремя быстро растущего потребления.

Третья группа факторов обладает потенциалом вызвать сдвиг кривой кумулятивного предложения. Новая технология исторически доминировала в этой группе, что сдвигает кривую вниз. Изменения издержек факторов производства как результат эволюции труда, капитала или энергии могут сдвинуть кривую вверх или вниз. История показывает, что эти возможности сложно или невозможно с достоверностью предсказать.

Водные ресурсы

Вода - возобновимый ресурс, но тем не менее ограниченный. Воду уже назвали «нефтью ХХI в.», и существуют все предпосылки к тому, что она будет все более ограничивать использующие ее технологические процессы. В отличие от дерева или других возобновимых ресурсов общее среднее количество воды, которым располагают люди, фиксировано. Однако не фиксировано постоянство темпов предложения, так как засухи, наводнения и среднегодовые осадки - явления относительно общие. Поскольку все секторы промышленности используют воду, некоторые гораздо больше других, размещение производства, тип и эффективность являются важными факторами водного бюджета.

ТАБЛИЦА 5:5 Глобальное использование воды

Область потребления Потребление воды, 10³ KM3jrOA

Сельское хозяйство 2880

Промышленность 975

Домашнее 275

Другое. 300

Итого 4430

источник данных: S.L. Postel, G.c. Daily , and Р.К Ehrlich, Hиman appropriation of renewable fresh water, Scieпce, 271, 785-788, 1996.

Как видно из табл. 5.5, приблизительно 80% глобального использования воды расходуется в сельском хозяйстве на орошение посевов. Все другие отрасли потребляют дополнительно около 10%. Разное использование и темпы изменения сильно различаются год от года и от одного региона к другому, но текущее потребление составляет более половины всей воды, географически доступной людям. С ростом численности населения и продолжением промышленного развития конкуренция за воду, используемую в сельском хозяйстве, промышленности и в быту, во многих уголках мира будет только усиливаться.

Возможная картина ограничений воды показана на рис. 5.5 для 2025 г. Ожидается, что к этому времени в большей части Африки, Европы и Южной Азии будут испытывать дефицит воды, а Китай и Юг Северной Америки в этом смысле будут находиться в состоянии стресса. Поскольку промышленные мощности эксплуатируются обычно более четверти века, эти прогнозы подсказывают, что мощности следует размещать в таких областях, только если их потребности в воде умеренны, поскольку количество доступной там воды может оказаться недостаточным.

РЕЗЮМЕ

Заканчиваются ли у нac pecурсы? Этот вопрос исследовался с точки зрения абсолютных количеств материалов, формы, в которой они для нас доступны, их географического распределения, энергии, необходимой для их добычи и переработки, и воздействий на окружающую среду, которые ограничивают их доступность. Мы считаем, что каждый из этих факторов способен ограничивать предложение отдельных материалов, хотя и в различных временных и пространственных масштабах. Материалы, чьи кривые кумулятивного предложения следуют предсказуемым моделям предложения-издержек, как на рис. 5.4, а, по всей видимости, не будут страдать от существенной их редкости, по крайней мере несколько десятилетий, хотя рост издержек может со временем изменить спектр их использования. Для материалов, чьи кривые кумулятивного предложения содержат разрывы (рис. 5.4, Ь) или издержки, которые быстро растут при небольшом росте предложения (рис. 5.4, с), дефицит сырья реально возможен. Для энергетических ресурсов указывается на постепенный переход к более высокой пропорции возобновляемых ресурсов. В использовании многие районы, по-видимому, оказываются все более ограниченными.

Очень мало вероятно, чтобы какие-либо ресурсы исчезли совсем, поскольку, если они cтанут дефицитными, цена станет очень высокой и использование будет падать. Однако в течение нескольких следующих десятилетий существует реальная возможность того, что ограниченно распространенные ресурсы станут достаточно дефицитными, чтобы их возросшая цена вызвала новый спектр природоохранных мер, замещения и более разумного использования.

Основные принципы инженерной

защиты окружающей среды

Инженерная защита окружающей среды представляет собой изыскание способов предотвращения загрязнения элементов природы и разработку мероприятий воздействия на последние с целью сохранения экологического равновесия и предотвращения катастрофических явлений.

Общий принцип инженерной защиты окружающей среды заключается в минимизации комплексных потерь живой и неживой природы, которые делятся на:

• абсолютно невосполнимые потери, связанные о уничтожением биологических популяций за пределами границ самовосстанавливаемости;

• качественные потери неживой природы в первоначальных количественных пропорциях (ухудшение плодородной структуры почв, изменение гидрогеологического режима вод и т.п.);

• обратимые потери живой природы в границах самовоостанавливаемости или восстанавливаемости при содействии человека.

Анализ механизма формирования экологических потерь позволяет выделить три стадии в процессе функционирования системы «человек – окружающая среда»:

На первой стадии происходит закономерное использование природных ресурсов в результате целенаправленного взаимодействия человека с окружающей средой. Условный максимум этой стадии совпадает с окончанием активной фазы производственного цикла.

Вторая стадия в случае полного отсутствия восстановительных мероприятий характеризуется некоторым периодом сравнительно устойчивого состояния с сохранением имевшихся потерь. Этот период является переходным к третьей стадии.

Третья стадия протекает в одной из трех возможных форм:

• естественного устойчивого самовосстановления с окончательным периодом, отвечающим предельно допустимому уровню потерь, или не отвечающему этому нормативному уровню.

• естественного неустойчивого самовосстановления с периодом завершения восстановления, не отвечающим нормативному уровню минимальных потерь;

• техногенного восстановления, включающего ряд мероприятий инженерной защиты по этапам их выполнения, которые в сочетании с естественными процессами самовосстановления дают наибольший эффект сохранности объектов природы.

Горно-строительная деятельность накладывает свою специфику на принципы инженерной защиты окружающей среды. При этом исключительно важное научное значение приобретает задача оптимизации ограничений на строительный процесс с точки зрения минимального воздействия на природный ландшафт и обеспечения конструктивно-технологических предпосылок по сохранению экологического баланса в регионе.

Решение данной задачи осуществляется по двум направлениям:

1. определение области оптимизации качества горно-строительной деятельности по заданным экологическим критериям (например экологической надежности городских подземных сооружений);

2. определение принципиальных условий создания экологически чистого горно-строительного комплекса по критериям качественно-количественной минимизации техногенных нагрузок на компоненты природного ландшафта.

Система инженерно-экологического обеспечения горно-строительного комплекса включает:

• экологически обоснованные требования к подземным объектам промышленного и гражданского строительства;

• научно-методологическую проработку природоохранных решений;

• комплексный анализ всех форм техногенеза горно-строительного комплекса;

• задачи экологически оптимального проектирования по всем звеньям системы «горная выработка – массив горных пород – окружающая среда»;

• принципы организации экологически безопасных технологий горно-строительного производства;

• количественную оценку текущих и долговременных последствий в регионах дислокации горных и подземных комплексов;

• задачи рационального природопользования и сбережения природных ресурсов.

Принцип экологически безопасного горно-строительного производства предусматривает всесторонний и высокоэффективный контроль на всех стадиях строительства и эксплуатации выработки. Контроль выступает как в функции активного обеспечения качества горно-строительного производства (за счет устойчивых обратных связей и придания контролю функций регулирования и управления), так и в функции объективной оценки экологической обстановки в регионе подземного строительства. С этой точки зрения комплексный контроль определяет необходимое условие обеспечения безопасного строительства горнопромышленных объектов.

Выбор мероприятий инженерной защиты окружающей среды начинается с установления соответствия отдельных показателей, сформировавшихся в результате техногенного воздействия на природу, существующим нормативам качества окружающей природной среды, которые подразделяются на 3 группы:

1. санитарно-гигиенические – нормативы предельно-допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ – химических, биологических, физических воздействий, предельно-допустимых уровней (ПДУ) радиационного воздействия; их цель – определение качества окружающей среды применительно к здоровью человека;

2. производственно-хозяйственные – нормативы выбросов, сбросов вредных веществ (ПДВ, ПДС); технологические, строительные, градостроительные правила, содержащие экологические требования; их цель – установление требований к источнику вредного влияния путем ограничения его негативного воздействия пороговой величиной;

3. комплексные – нормативы, сочетающие в себе признаки первой и второй группы: предельно-допустимая нагрузка (ПДН) на окружающую среду, нормы защитных и санитарных зон (это размеры техногенного воздействия на природные ресурсы или природные комплексы, не приводящие к нарушению их экологических функций).

Существуют отраслевые ПДН применительно к отдельным видам природных ресурсов и региональные ПДН о учетом хозяйственной или рекреационной нагрузки на природные комплексы.

Следующим этапов выбора мероприятия инженерной защиты окружающей среды является экологический мониторинг.

Экологический мониторинг – это система наблюдений за состоянием объекта изучения, отражения динамики происходящих в нем изменений и прогноза развития ситуаций.

Экологический мониторинг включает в себя следующие компоненты:

• мониторинг источников техногенного воздействия на окружающую среду;

• мониторинг загрязнения отдельных компонентов окружающей природной среды;

• социально-гигиенический мониторинг;

• обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем.

Задачами мониторинга являются:

• оперативный контроль энергоэкологического, социального, медико-биологического состояния среды на различных уровнях;

• сбор и хранение объективной информации о состоянии окружающей среды, здоровья населения;

• формирование текущей картины состояния окружающей среды;

• выявление факторов экологического неблагополучия региона, в том числе источников негативного воздействия на окружающую среду и здоровье человека;

• подготовка информации, необходимой для принятия управленческих решений, соответствующих экологической обстановке;

• выработка управляющего воздействия, направленного на улучшение состояния окружающей среды, с использованием системы поддержки принятия решения и анализом степени риска.

Экологический мониторинг предусматривает не только контроль состояния окружающей среды и здоровья населения, но и возможность активного воздействия на ситуацию. В системе экологического мониторинга существует возможность управления источниками загрязнения на основании результатов математического моделирования промышленных объектов, которое включает два уровня:

Первый уровень обеспечивает детальное моделирование технологических процессов с учетом влияния отдельных параметров этих процессов на окружающую среду.

Второй уровень математического моделирования обеспечивает эквивалентное моделирование на основе общих показателей работы промышленных объектов и степени их воздействия на окружающую среду. Эквивалентные модели необходимы для оперативного прогнозирования экологической обстановки и определения размера затрат на уменьшение количества вредных выбросов в окружающую среду.

Конечным этапом изыскания мероприятия инженерной защиты окружающей среды является принятие технических и технологических решений, которые предотвращали бы или снимали уже проявившийся негативный эффект техногенного вмешательства в природу.

Еще одним принципом инженерной защиты окружающей среды является экологическое картографирование.

Экологическое картографирование является одним из практически важных информационных методов управления природопользования, основанном на использовании топографической информации общего и тематического характера и составлении специальных экологических карт.

Составление экологических карт является особо актуальным в условиях нарушенной среды городов, так как позволяют проследить развитие техногенных процессов в их динамике, спрогнозировать экологическую обстановку, определить детальный перечень мероприятий инженерной защиты, выявить уровни или степени охраны природы.

Важное место в экологическом картографировании занимает выделение санитарно-защитных зон на карте городов.

Санитарно-защитная зона – это особая природоохранная функциональная зона в черте города, которая должна защищать человека и природу от вредного воздействия предприятий.

Конечным этапом изыскания мероприятия инженерной защиты окружающей среды является принятие технических и технологических решений, которые предотвращали бы или снимали уже проявившийся негативный эффект техногенного вмешательства в природу.

Следовательно, система инженерной защиты окружающей среды включает в себя следующие аспекты:

1. организационно-правовые основы охраны окружающей среды и природопользования;

2. информационные методы управления (экологический мониторинг, экологическое картографирование, государственные природные кадастры, математическое моделирование и прогнозирование техногенных процессов, эколого-хозяйственный баланс территорий и т.п.);

3. административные методы управления (лицензирование природоохранной деятельности, экологическая экспертиза, экологический аудит, экологическая сертификация и т.п.);

4. экономические и рыночные методы управления;

5. технические и технологические методы.

Следование этим аспектам подчинено единой цели – обеспечению экологической безопасности.