I. ВВЕДЕНИЕ
Вопросы комплексного использования минерального сырья и утилизации различных отходов с каждым годом привлекают все большее внимание науки и практики. Одним из важнейших разделов современной геоэкологии является повышение уровня безотходности технологических процессов, максимальное использование всех видов природного сырья при минимальном ущербе окружающей среде.
В Кузбассе, где добывающие отрасли являются ведущими, за многие десятилетия скопилось большое количество отходов угледобычи, углеобогащения, теплоэнергетики, железорудной промышленности, черной и цветной металлургии, ежегодно образуется большая масса отходов строительной индустрии, агропромышленного комплекса, в том числе крупных животноводческих комплексов, а также бытовых отходов.
Под этими отходами в области занято десятки тысяч гектар земель. Отвалы горных пород, шламонакопители, бытовые свалки стали постоянными источниками загрязнения атмосферы, водоемов и подземных вод региона.
За последние годы в Кузбассе накапливается положительный опыт использования отходов углеобогащения, золошлаковых отходов и некоторых других, но это лишь опыт, а не массовый процесс.
Стремление к увеличению валовой добычи угля в регионе привели к тому, что в отдельных угольных районах потери при добыче составляли более 50% от утвержденных запасов. Техническое состояние углеобогатительных фабрик и их технологии таковы, что в отходах углеобогащения содержание угля достигает 25—26%. В хвосты обогащения железных руд уходят тысячи тонн цветных и редких металлов. Масса отходов образуется при добыче нерудного сырья.
Решение проблемы комплексного использования минерального сырья и утилизации промышленных и бытовых отходов — это сокращение площадей нарушенных ландшафтов и подработанных земель, это снижение загрязнения атмосферного воздуха, особенно взвешенными веществами, это уменьшение поступления в водоемы техногенных вредных веществ, это предотвращение загрязнения почв и подземных вод, это получение дополнительной продукции из уже добытого из недр и в значительной мере обработанного сырья.
При разработке Территориальной .комплексной программы охраны окружающей среды Кемеровской области были проанализированы современные достижения науки и техники в рассматриваемой области, обобщены накопленные данные по паспортизации и изучению различных отходов в регионе, а также выполнены дополнительные исследования. В этой работе наиболее весомое участие приняли Сибирский Промстройпроект, СибНИ-Истромпроект, СКТП "Природа", Кемеровский НИИ сельского хозяйства, ПГП "Запсибгеология", Кузбасский горный округ, КузПИ, ЗапсибГИПРОМЕЗ, НПО "Карболит", КемГУ, ВНИИКТЭП и ряд других организаций. В разработке рассматриваемого раздела Территориальной комплексной программы приняли участие авторы: Е. И. Червяков, М. Ф. Романенко, Н. Я. Репин, В. В. Михальченко, В. А. Лукша, О. В. Постникова, Ю. М. Бугров, Н. И. Федынин, В. П. Болтухин, С. М. Миртова, В. Г. Вавин, О. Н. Трунова, Б. Ф. Нифантов, Ю. М. Ефремов, Л. М. Иноземцева, Е. С. Ситников и другие.
2. РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ
Природная среда в том состоянии, когда человек еще не оказывал на нее существенного влияния, сформировалась в течение длительного развития при материальном взаимодействии и балансе атмосферы, гидросферы и литосферы. Свои материальные потребности (общественное развитие, человек удовлетворяет за счет природных ресурсов (благ).Среди видов природных ресурсов, если они используются человеком, существуют объективно ресурсы исчерпаемые, невосполнимые, незаменимые, невозобновимые. По мере роста численности населяющих планету Земля людей, а также качества и количества их потребностей ("общество потребления") возрастали объемы изымаемых у природы разнообразных ресурсов. Менее чем за полвека численность живущих на Земле людей почти удвоилась и ныне приближается к 5,5 млрд. Каждую минуту число людей возрастает в среднем на 156 человек, ежедневно на 250000 человек, а ежегодно приблизительно на 80 млн. На рубеже второго и третьего тысячелетий различные прогнозы дают близкие цифры: 6,3—6,5 млрд. человек.
Еще быст^| за последние 40—45 лет растет промышленное пространство. Среднегодовой прирост используемых топливных ресурсов был близок к 4%, руды к 5, а продуктов химического производства к 6— 10% и более. С 1913 года до конца 70-х годов возросло ежегодное производство чугуна в 6,5 раза, стали в 9,4, нефти в 20, химических продуктов (пластмасс и волокон) в 115, электроэнергии в 125 раз, а общая энерговооруженность человечества за нынешнее столетие возросла во много десятков раз. В результате люди в процессе своей деятельности перемещаются за такое же афемя под влиянием всех экзогенных факторов (текучие воды, ветер, ледники и др.), а на каждого жителя Земли приходится ежегодно более 20 т искусственно перемещаемых почв и горных пород.
В настоящее время за один год человечество производит около 100 млн. т химических удобрений и свыше 2 млн. тонн различных ядохимикатов. В атмосферу Земли выбрасывается каждый год более 200 млн. т углекислого газа, около 150 млн. т двуокиси серы и около 50 млн. т окислов азота. Вся мировая промышленность сбрасывает неочищенных вод в объеме более 30 млрд. м куб. и выбрасывает ядовитых газов около 70 млн. т.
Благодаря деятельности человека в земные сферы включаются искусственные химические соединения, чуждые природе, очень медленно разрушаемые живыми организмами и абиотическими агентами и остающиеся вне естественного обмена веществ. Ряд химических соединений и элементов (например, тяжелые металлы), естественно входящих в природные образования и в естественных условиях обычно рассредоточенных на больших пространствах и в небольших концентрациях, извлекаются из одних геосфер в другие или искусственно концентрируются им. В обоих случаях антропогенные химические вещества накапливаются в биосфере и служат угрозой для жизни.
В первой четверти текущего века академик В. И. Вернадский показал, что уже тогда энергоматериальный потенциал человеческого общества, его материальный обмен с природой стали соизмеримыми с геологическими и геохимическими процессами на Земле.
Таким образом, масштабы человеческой деятельности стали опасными для земной природной среды, существования самого человека и других форм жизни на Земле.
Развитие общества сопровождалось изъятием у природной среды огромного количества разнообразных ресурсов и только лишь незначительная часть их массы и энергии использовалась целесообразно, а остальное в измененном состоянии хаотически возвращалось в естественную среду, загрязняя ее, оказывая на нес угнетающее воздействие. В современном мире в целом при ежегодной добыче примерно 100 млрд. т всех видов сырья и материалов, включая топливо, руды, строительные материалы, продукты питания и не считая пустой породы, в виде готовой продукции используется около 2— 4%. Остальные 96—98% добываемого сырья и материалов идут в отходы.
В природной среде стал нарушаться сложившийся сбалансированный кругооборот массы и энергии и, как следствие, появились признаки деградации природы. Этот процесс обратной связью отрицательно воздействует на самого человека и его хозяйственную деятельность. Начало сказываться сокращение запасов многих важнейших ресурсов, особенно невозобновляемых — некоторых металлов в недрах, сельскохозяйственных угодий, ряда видо! химического сырья, пресной воды и т. д.
Окружающая человека природная средг фактически является совокупностью ресурсов выполняющих двойную функцию: средообразующую и непосредственно ресурсную (вода, воздух, земля, лес, травы и т. п.). Исполь зование природных ресурсов для максималЬ' ного удовлетворения потребностей человек; в материальных и духовных благах, с од ной стороны, и поддержание окружаюиш природной среды на уровне, обеспечивающе» нормальную жизнедеятельность общества, с * другой стороны, стали для человечеств; проблемой, которая по своей сложности изначимости выдвинулась на одно из главных мест. Решением этой проблемы озабочено большинство стран мира.
Общие принципы использования природных ресурсов человеческим обществом исследуются комплексной научной дисциплиной ~ природопользованием. В формулировке автора термина Н. Н. Куражсковскрго "задачи природопользования как науки сводятся к разработке общих принципов осуществления всякой деятельности, связанной либо с непосредственным пользованием природой и ее ресурсами, либо, с изменяющими ее воздействиями. Конечная цель этой разработки — обеспечить единый подход к природе как к всеобщей основе труда".
Объектом природопользования как науки служит комплекс взаимоотношений между природными ресурсами, естественными условиями жизни общества и его социально-экономическим развитием. Предметом природопользования можно считать оптимизацию этих отношений, стремление к сохранению и воспроизводству среды жизни. Природопользование как сфера знания включает в себя элементы естественных, общественных и технических наук, в т. ч. охрану природы с одним из ее разделов — ресурсоведением.
Поскольку планета Земля представляет собой естественно ограниченное целое, на ней не могут существовать бесконечные части, а все природные ресурсы и условия Земли конечны. Следовательно, категория "неисчерпаемых" природных ресурсов возникла и встречается еще по недоразумению. К этим ресурсам относят, например, энергетические, полагая, что солнечная энергия дает практически неисчерпаемый источник получения полезной энергии. Однако ошибка состоит в том, что не учитываются ограничения, накладываемые самой энергетикой биосферы, антропогенное изменение которой сверх допустимого предела по "правилу одного процента" чревато серьезными последствиями. Искусственное привнесение энергии в биосферу в наше время достигло уже значений, близких к предельным (отличающихся от них не более чем на один математический порядок — в 10 раз).