Природничі науки. 8 клас. Інтегрований курс. Мандренко

Розділ 12. Баланс природно-ресурсного потенціалу планети

Після початку промислової революції втручання людини в природу стало настільки масштабним, що вплинуло на всі природні системи Землі. Це призвело до серйозного дисбалансу у взаєминах між людством і навколишнім середовищем.

Усвідомлюючи ці виклики, на рівні ООН була розроблена концепція переходу до сталого розвитку, яка складається з 17 цілей, які спрямовані на збереження природних ресурсів, захист екосистем та забезпечення благополуччя для всіх людей.

У цьому розділі ви дізнаєтеся:

• про відмінності між відновлюваними та невідновлюваними ресурсами;
• про перспективи використання відновлюваних ресурсів;
• які цілі сталого розвитку.

У цьому розділі ви навчитеся:

• оцінювати природно-ресурсний потенціал;
• визначати відновлювані джерела енергії;
• орієнтуватися в процесі переходу до сталого розвитку.

rnk.com.ua/108812

Тема 1. Відновлювані та невідновлювані ресурси

rnk.com.ua/108813

Будете навчатися:

• визначати, що таке природно-ресурсний потенціал;
• відрізняти відновлювані та невідновлювальні ресурси;
• оцінювати вплив викопного палива на навколишнє середовище;
• характеризувати способи застосування й утилізації пластмас.

Природно-ресурсний потенціал

У сучасному світі природні ресурси є основою для економічного розвитку та соціального добробуту. Вони забезпечують людей сировиною, енергією та іншими необхідними компонентами для життя. Проте, зростання населення, індустріалізація та глобалізація призводять до посилення тиску на природні ресурси, що вимагає їх раціонального використання. Важливо розуміти, що ресурсний потенціал не є статичним поняттям, а залежить від багатьох факторів, як-от технологічний прогрес, зміни в суспільстві та екологічні виклики.

Природно-ресурсний потенціал — це сукупність природних ресурсів, що використовуються в господарстві. Він складається з мінеральних, земельних, водних, лісових, біологічних, рекреаційних, кліматичних та космічних ресурсів. Природно-ресурсний потенціал є багатокомпонентним, оскільки кожен з цих ресурсів має свої особливості використання та відновлення.

В Україні рекреаційні ресурси, зокрема, чорноморське узбережжя та природні резервати, приваблюють туристів з усього світу. Україна володіє значними земельними ресурсами, а її родючі ґрунти, зокрема чорноземи, забезпечують високу врожайність сільськогосподарських культур (рис. 12.1).

Рис. 12.1. Чорноземні поля України, засіяні соняшником

Слід зазначити, що навіть відновлювані ресурси, як-от земельні, можуть мати тривалий процес відновлення. Для утворення лише 1 см ґрунту в природних умовах може знадобитися до 200 років, тому поділ природних ресурсів на відновлювані та невідновлювані є умовним.

Однак, незважаючи на значні природні багатства, Україна стикається з викликами у сфері раціонального використання цих ресурсів. Основними проблемами щодо раціонального використання природно-ресурсного потенціалу в Україні, окрім військових дій, є нераціональне їх використання, важковидобувний характер, виснажливість ряду ресурсів, низька рентабельність розробки, обмеженість обсягів запасів та інше.

Раціональне використання природних ресурсів передбачає їх ефективне і збалансоване використання, яке враховує екологічні, економічні та соціальні аспекти. Це включає оптимізацію процесів видобутку та переробки ресурсів, зменшення відходів, а також забезпечення відновлення використаних ресурсів для збереження їхньої доступності для наступних поколінь (рис. 12.2).

Рис. 12.2. Вичерпання сировинної бази Землі

Попрактикуйтеся

1. Об'єднайтеся в групи та обговоріть, які кроки можна вжити для поліпшення раціонального використання природних ресурсів на глобальному рівні? Запропонуйте три стратегії.

2. Які, на вашу думку, основні екологічні виклики постають перед країнами в умовах попиту на природні ресурси, що зростає? Як ці виклики можуть вплинути на соціальний добробут?

Відновлювані та невідновлювані ресурси

Відновлювані ресурси — це природні ресурси, які здатні самовідновлюватися природним шляхом або за допомогою людської діяльності протягом тривалого періоду часу. До відновлюваних природних ресурсів належать родючі ґрунти, рослинність і тваринний світ. Під час використання вони безперервно відновлюються самою природою, однак, їх природне відтворення часто не збігається з темпами використання.

Для того, щоб цього не було, треба:

• раціональніше видобувати й обробляти природні ресурси;
• завчасно залучати в експлуатацію нові невиснажені ресурси, за рахунок цього послабити використання виснажених;
• штучно відновлювати ресурси, що можна робити набагато інтенсивніше, ніж це робить природа;
• відшукувати штучні замінники.

Невідновлювані ресурси — це природні ресурси, які не можуть відновлюватися протягом людського життя або відновлюються дуже повільно, часто за мільйони років.

Вони видобуваються з надр планети, і з часом можуть вичерпатися. Наприклад, світові запаси вугілля становлять приблизно 1,07 трлн тонн (рис. 12.3). За нинішнього темпу видобутку близько 4 млрд тонн на рік, їх вистачить приблизно на 267 років. В Україні запаси вугілля оцінюються в 34 млрд тонн, яких може вистачити на близько 1,4 тисячі років при видобутку 25 млн тонн на рік.

Рис. 12.3. Зразки кам'яного вугілля

Нафта є ще одним важливим невідновлюваним ресурсом. Загальні світові запаси нафти становлять близько 1,7 трильйона барелів. Щороку геологи відкривають нові родовища, а технології видобутку постійно вдосконалюються, що дає змогу добувати нафту з більш складних геологічних структур (рис. 12.4). В Україні запаси нафти становлять близько 0,5 мільярда тонн, що при видобутку 1,2 мільйона тонн на рік дасть змогу забезпечити ресурси на приблизно 416 років.

Рис. 12.4. Видобуток нафти

Природний газ також є ресурсом із обмеженими запасами. Світові запаси природного газу оцінюються в 200 трильйонів кубічних метрів, у разі видобутку 3,9 трильйона куб. м. на рік цього може вистачити на близько 51 рік. В Україні запаси газу становлять приблизно 1 трлн куб. м., чого вистачить на 50 років у разі видобутку 20 млрд куб. м. на рік.

Запаси рідкісних металів, які використовуються в електроніці, також обмежені. Наприклад, запаси літію у світі становлять близько 14 мільйонів тонн (рис. 12.5). У разі видобутку 100 тисяч тонн на рік цих запасів вистачить на 140 років. В Україні запаси рідкісних металів не є значними, тому точно оцінювати важко.

Рис. 12.5. Зразки літієвих руд

Світові запаси мінералів, як-от пісок і гравій перевищують 15 мільярдів тонн на рік.

Однак через високий темп споживання ці ресурси можуть вичерпатися вже через 10-20 років. В Україні запаси піску та гравію є значними, але вони можуть вичерпатися за 50-100 років (рис. 12.6).

Рис. 12.6. Піщаний кар'єр в українському природному заповіднику «Медобори»

Ці оцінки підкреслюють, наскільки важливо переходити на відновлювані джерела енергії, посилити контроль над видобутком корисних копалин та їх використанням, щоб зберегти природні ресурси для майбутніх поколінь.

Попрактикуйтеся

3. Дослідіть, наскільки Україна забезпечена невідновлюваними джерелами енергії (нафта, газ, вугілля), визначте основні регіони їх видобутку та тенденції за останні кілька років. Зокрема проаналізуйте, як воєнні дії вплинули на ці ресурси.

4. Скориставшись додатковими джерелами інформації:

• а) укладіть список наявних відновлюваних джерел енергії в Україні;
• б) з'ясуйте, які з них найбільш розвинені;
• в) поміркуйте, яке значення цих джерел у загальному енергетичному балансі країни;
• г) знайдіть інформацію, які відновлювані джерела енергії наявні у вашому регіоні.

Викопне паливо

Викопне паливо — це невідновлювані ресурси, яке утворилося, на думку вчених, із залишків мертвих тварин, рослин. Воно утворилося близько 300-400 млн років тому. Під дією високого тиску і температури рештки організмів поступово перетворювалися на вугілля, нафту та природний газ. Цей процес тривав сотні мільйонів років, тому запаси викопного палива є обмеженими.

Рис. 12.7. Процес утворення вугілля

Викопне паливо залишається ключовим джерелом енергії в глобальному масштабі, забезпечуючи приблизно 80 % світових енергетичних потреб. Виробництво та споживання викопних ресурсів, як-от вугілля, нафта і природний газ, мають значний вплив на світову економіку та екологічну ситуацію (рис. 12.8).

Рис. 12.8. Скільки енергії споживає людство

Ці види палива видобуваються порівняно економічно, а їх транспортування також не є надто затратним.

Ефективність викопного палива полягає в тому, що під час його спалювання вивільняється велика кількість енергії, що робить ці ресурси привабливими у використанні, особливо в регіонах, де сонячна чи геотермальна енергія можуть бути менш доступними. Проте, спалювання викопного палива призводить до викидів багатьох забруднювальних речовин, зокрема вуглекислого газу, який є основним парниковим газом, що сприяє зміні клімату (рис. 12.9). Інші забруднювачі, як-от сульфур(І\/) оксид та оксиди Нітрогену, також вивільняються в атмосферу.

Ці гази взаємодіють з вологою, що міститься у повітрі, утворюючи кислотні дощі, які негативно впливають на навколишнє середовище.

Рис. 12.9. Спалювання викопного палива призводить, зокрема до викидів у атмосферу вуглекислого газу

Попрактикуйтеся

5. Поміркуйте, чи доцільно розробляти родовища викопного палива в полярних регіонах світу, які стають більш доступні в процесі глобального потепління? Обґрунтуйте свою думку.

Наука в дії. Застосування та утилізація пластмас

Рециклінг — це процес переробки відходів у матеріали, які можна використовувати повторно. Він є одним із методів утилізації сміття.

Завдяки такому процесу зменшується навантаження на природні ресурси. Рециклінг — це також багаторазове використання побутових відходів після переробки. Стрічка Мебіуса є міжнародним символом вторинної переробки (рис. 12.10).

Рис. 12.10. Стрічка Мебіуса

Існує кілька основних типів рециклінгу, які повертають відходи до вторинного використання. Рециклінг полімерів передбачає перероблення таких матеріалів, як поліетилен і поліпропілен, які широко використовуються у виробництві упаковки, плівок, труб тощо, на вторинну сировину. Зібрані полімери подрібнюються і формуються у гранули для подальшого використання (рис. 12.11).

Рис. 12.11. ΠΕΤ пляшки для вторинної переробки

Рециклінг пластмас набув найбільшої популярності, адже саме пластмасові відходи становлять більшість усіх твердих побутових відходів. Найчастіше пластмаси переробляють на нові упаковки, меблі та будівельні матеріали. Всі відходи виробництва можуть бути небезпечними та вимагають особливої уваги під час утилізації.

Україна використовує різноманітні технології рециклінгу, зокрема механічний, хімічний та енергетичний. Механічний рециклінг передбачає подрібнення та перетворення відходів на нові матеріали (рис. 12.12). Хімічний рециклінг використовує хімічні процеси для перетворення відходів на хімічні речовини. За допомогою енергетичного рециклінгу з відходів утворюється енергія, наприклад, під час спалювання.

Рис. 12.12. Вторинні гранули пластмас

Наразі в Україні офіційно стартувала реформа управління відходами. Початок їй дав відповідний закон, який набув чинності 9 липня 2023 року. Цей закон спрямований на введення нормативно-правового регулювання в галузі управління відходами, що відповідає вимогам відповідних директив ЄС. Головна його мета — поліпшення стану навколишнього середовища та створення необхідної інфраструктури для управління відходами.

Завдання 12.1. Дослідження та утилізація пластмас

Визначте види пластикових відходів навколо вас, оцініть їхній вплив на екосистему.

1. Проведіть експеримент у класі або вдома: зберіть різні пластикові вироби (пляшки, упаковки, іграшки тощо). На зібраних вами пластмасових виробах розгляньте позначення у вигляді трикутника зі стрілок, у центрі якого розміщена цифра від 1 до 7 (рис. 12.13).

Рис. 12.13. Марковання пластмас

• 1 — поліетилентерефталат (PETE) — універсальний матеріал, який широко використовується.

• 2 — поліетилен високої щільності (HDPE) — вироби вважаються безпечними для здоров'я людини і наразі жодних зауважень з боку науковців немає.

• 3 — полівінілхлорид — небезпечний для здоров'я людини вид пластмас.

• 4 — поліетилен низької щільності (LDPE) — офіційно вважається нешкідливим, але у виробництві LDPE використовують потенційно небезпечні для здоров'я бутан і бензен (рис. 12.14).

Рис. 12.14. Виріб з поліетилену низької щільності (LDPE)

• 5 — поліпропілен (РР) — офіційно вважається нешкідливим для здоров'я.

• 6 — полістирен (PS) — добувають полімеризацією стирену, який є канцерогеном, уражає слизові оболонки, негативно впливає на репродуктивні функції організму людини.

• 7 — інші види пластмас — до цієї групи належать пластмаси, використання яких може бути пов'язане з небезпекою не тільки для здоров'я людини, а й планети в цілому.

2. Класифікуйте зібрані пластикові відходи за типами марковання на них.

3. Використовуючи наукові джерела, дослідіть, як різні типи пластмас впливають на навколишнє середовище. Визначте терміни розкладання різних видів пластмас.

4. Розгляньте наявні програми переробки пластмас у вашому регіоні. Які з них є більш ефективними? Проведіть опитування серед однокласників, батьків або сусідів про їхні знання щодо практики утилізації пластмас.

5. Розробіть власні пропозиції для поліпшення системи утилізації пластмас у вашій школі або громаді.

6. Підготуйте презентацію або звіт для оприлюднення своїх результатів. Обговоріть можливі кроки і запропонуйте стратегії для зменшення кількості пластикових відходів.

Підсумки

• Ресурсний потенціал є сукупністю природних ресурсів, що використовуються в господарстві (фактично і потенційно).

• Відновлювані ресурси — це ресурси, які можуть відновлюватися природним шляхом за тривалий період часу.

• Невідновлювані ресурси — це ресурси, які формуються протягом мільйонів років і не можуть бути відновлені в людському масштабі часу.

• Сталий розвиток — концепція, ухвалена на рівні ООН та України, має на меті збалансувати нинішній рівень життя та екологічні можливості навколишнього середовища.

• Вичерпні — ресурси, запаси яких можуть бути виснажені.

• Невичерпні — ресурси, які не можуть бути вичерпані за людське життя.

Ключові поняття

Ресурсний потенціал, відновлювані та невідновлювані ресурси, викопне паливо.

Оцініть свої досягнення

• Я можу порівнювати та розрізняти поняття «відновлювані ресурси» та «невідновлювані ресурси».

• Я можу встановлювати причинно-наслідкові зв'язки між діяльністю людини та впливом на вичерпні ресурси.

• Я можу оцінювати вплив використання викопного палива на навколишнє середовище.

• Я можу визначати способи застосування та утилізації пластмас.