Источники и основные направления использ0вания материалов

Первоначально прерогатива конструктора выбирать материалы с физическими и химическими свойствами, подходящими для установленной цели, ограничена поставками этих материалов и связанными с ними издержками. Многие из моментов, связанных с этим вопросом, обсуждались ранее, и информация, представленная там, показала, что ряд широко используемых ресурсов может стать менее доступным в будущем из-за разнообразия факторов, ограничивающих их добычу и переработку.

Вопросы глобальной доступности ресурсов редко рассматривались в прошлом (очевидное исключение - эмбарго на арабскую нефть в 1970-х годах), но станут все более значимыми через некоторое время, поскольку численность населения стремительно растет, в мире растет уровень жизни и, использование ресурсов, связанное с этими тенденциями, делает все больший упор на материальные ресурсы.

Какова точная интерпретация этой перспективы изобилия и предложения? Не в том, что следует избегать потенциально дефицитных материалов, в особенности по экономической причине. На самом деле не существует устойчивой связи между физическим изобилием и издержками, при том что на издержки так; сильно воздействуют накопление резервов, глобальная экономическая активность и т.п. Тем не менее кажется разумным, что потенциально дефицитные материалы должны использоваться только в тех случаях, когда идеально подходят их свойства. Это особенно верно для использования материалов с низким их содержанием.

Сырье из возобновимых источников, таких как биомасса, не подчиняется абсолютным ограничениям предложения невозобновимых ресурсов и должно быть использовано там, где это возможно. Если нeт, в той степени, в, которой могут быть придуманы эффективные и приемлемые средства, такие усилия улучшат предложение материалов с развитием технологического общества. В дальнейшем там, где требуется определенный ресурс, следует использовать минимальный объем этого ресурса. Кроме того, существует предложение модифицировать практику управления отходами, которая сегодня допускает смешивание материальных ресурсов на свалках, чтобы обеспечить возможный доступ к минимально смешанным материалам, если бы благоприятные экономические и технологические условия со временем сделали выгодным использовать их. Таким образом, свалки (полигоны) стали бы местами хранения материалов на будущее. Резюмируя, мы предлагаем не запреты использования материалов, но, скорее, использование материалов с осторожностью и взглядом в будущее.

Воздействие добычи и

ПЕРЕРАБОТКИ РЕСУРСОВ

Добыча сырья из земной коры обычно включает движение и переработку больших объемов породы и земли. Например, для получения одной тонны меди требуется перемещение около 350 тонн перекрывающей породы и 100 тонн руды. Поэтому добыча сырья крайне энергоемка и имеет тенденцию быть разрушительной по отношению к экологическим ареалам обитания. Некоторое ощущение исключительного объема связанных материалов передает табл. 10.2 и превращение в продукты - рис. 10.2.

В шахтах и других местах добычи предпринимают ряд действий по охране окружающей среды, среди которых:

• сохранение верхнего почвенного слоя, перемещенного с места так, чтобы его можно было переместить обратно;

• контроль оползней поверхности в водоемах седиментации;

• отмежевание любых рабочих рудников водонепроницае мым материалом для сокращения загрязнения подземных вод;

• проведение мониторинга концентрации металлов, общих твердых взвесей и рН в любых сбросах в воду;

• контроль кислотных стоков из шахт (образующихся в результате реакции серы из открытых отходов обогащения с воздухом и водой);

• сбор воды от подземных операций в поддоны и откачка ее на поверхность для переработки;

• восстановление объекта до его прежних состояния и производительности при завершении операций.

После добычи полученный ресурс должен быть переработан и очищен для того, чтобы получить необходимый металл, химическое вещество или какую-либо начальную смесь. Эта последовательность этапов может быть высокоэнергоемкой, в особенности если требуются высокое давление или высокие температуры. Для извлечения металлов осуществляются переработка и очистка в расплавленном состоянии, и потребление энергии, таким образом, связано с точкой плавления. Энергетические потребности по добыче ряда обычных минералов в пригодной к использованию форме из самородных запасов («овеществленная энергия») показаны на рис. 10.3. Вместе с вопросами воздействия на окружающую среду, связанными с добычей и переработкой самородных запасов, они предоставляют уникальный случай для рассмотрения рециклирования и повторного использования ресурсов.

ТАБЛИЦА 10.2 Глобальные материальные потоки, связанные с основными минералами, 1991 г.

Минерал	Руда, Тг	Руда среднего	Остатки, Тг
		качества, %
Медь	910	0,91	900
Железо	820	40,0	490
Свинец	120	2,5	115
Алюминий	100	23,0	77
Никель	35	2,5	34
Другие	925		850
Итого	2910		2460

Из J.E. yoиng, Mining the Earth, Worldwatch Tech. Paper 109, Worldwatch Institиte, Washington, DC, 1992.