Функционирование техносферы и техногенез

Техносфера представляет собой совокупность искусственных объектов, созданных целенаправленной деятельностью человека, и природных объектов, измененных этой деятельностью. Техно­сфера является составной частью ноосферы. Однако се­годня экономическое и социальное развитие общества пришло в явное противоречие с ограниченными ресурсовоспроизводящими и жизнеобеспечивающими возможностями биосферы. Любой природный ресурс обладает тем или иным потенциа­лом, который может быть вовлеченным в производственный про­цесс. Размер этого потенциала определяется возможностью ком­плексного использования природного ресурса, а также его возобновляемостью или невозобновляемостью.

Сущность рационального использования возобновляющихся природных ресурсов состоит в потреблении их годичного прирос­та. Недопотребление ресурса целесообразно с позиции оптималь­ного природопользования, но не имеет отрицательных последст­вий для самого ресурса. Чрезмерное же потребление ресурса со­провождается его сокращением, а при длительной излишне интенсивной эксплуатации может вызвать его деградацию.

Сущность рационального использования не возобновляющих­ся природных ресурсов состоит в их многократном включении в циклы, где применяются ресурсосберегающие технологии. На первом этапе они представляют собой природные вещества, а на последующих – природно-техногенные, так как в отличие от природных они формируются в системе «производство – продук­ция – отходы». В этой системе понятие «отходы», прежде всего, от­ражает не внешние природно-ресурсные условия, а технологиче­ские, экономические и организационные причины недоис­пользования ресурсного потенциала.

Для разработки конкретных мероприятий по обеспечению ра­ционального природопользования необходимо рассмотреть ре­сурсные циклы. Под ресурс­ным циклом (РЦ) понимают обмен веществом, энергией и ин­формацией между природными системами, а также природой и обществом. Выделяется три вида ре­сурсных циклов.

1. Биогеохимический ресурсный цикл (БРЦ) – круговорот химических веществ между органической природой (растительные и животные организмы) и неорганической - обладает свойством самоподдержания и саморегуляции без корректирующего воздей­ствия со стороны человека. Складываясь в течение длительного геологического периода, БЦР превратился в устойчивую, внутренне связанную систему. Она включает три основные функциональные подсистемы: растения, животные и микроорганизмы. Совокупность БЦР составляет биологический (биотический) круговорот, который выступает в качестве основы функциониро­вания и эволюции жизни в планетарном масштабе. Биологиче­ский круговорот представляет собой процесс развития жизни, где потери веще­ства минимальны, информация теряется с гибелью видов и необратимыми генетическими перестройками, в энергетических циклах преобладает однонаправленный поток энергии от расте­ний-продуцентов с последующим выносом ее через консументы в околоземное и космическое пространство, при этом коэффици­ент круговорота энергии от редуцентов к продуцентам не превы­шает 0,24 %.

Химический состав живого вещества в основном представлен легкими элементами периодической системы Д.И. Менделеева: кислорода – 70 %, углерода – 18 %, водорода – 10 %, кальция – 0,5 %, азота – 0,3 %, калия – 0,3 %, фосфора – 0,07 %, серы – 0,05 %, хлора – 0,02 %, натрия – 0,02 %, железа – 0,01 %, марганца – 0,001 %. Все эти макроэлементы в сумме составляют 99,4 % массы живого вещества. Следует отметить, что живое вещество по сво­ему составу отличается от набора компонентов, образующих лито-, гидро- и атмосферу.

В связи с тем, что круговорот веществ в биосфере полностью незамкнут, после смерти и разрушения живых организмов боль­шая часть составляющих их химических элементов снова возвращается в состав живого вещества, а оставшаяся часть на длительное время выходит из жизненного цикла, например, формируется в виде залежей угля, нефти, горючих сланцев и т.п. Особенность природных ресурсных циклов состоит в том, что они не оказывают отрицательного воздействия на природу даже в отдаленной перспективе.

2. Природно-техногенный ресурсный цикл(ПТРЦ) состоит из об­мена веществом, энергией и информацией между природой и обществом и включает извлечение естественных богатств из при­роды, вовлечение их в хозяйственный оборот и возвращение при­родной субстанции в виде вторичного сырья в хозяйственный оборот или в виде неиспользуемых отходов в окружающую среду. На каждом этапе его (добыча, заготовка, транспортировка, пере­работка) неизбежны потери вследствие особенностей технологии и других причин.

В нормативных документах принято классифицировать фак­торы антропогенного воздействия на физические, химические, биологические и психофизические, а последними оценивать сте­пень воздействия промышленных предприятий и отдельных ви­дов производств на окружающую среду по наличию, количест­венному составу и механизму воздействия вредных веществ и энергоизлучений, соответствующих этим факторам.

3. Техногенные ресурсные циклы связаны с загрязнением окру­жающей среды. Загрязнениемназывают привнесение в какую-либо среду или возникновение в ней новых, не характерных для нее физических, химических или биологических веществ, агентов или превышение в рассматриваемое время естественного средне-многолетнего уровня концентрации перечисленных агентов в среде в количествах, вызывающих вредное воздействие на чело­века, флору и фауну.

Совокупность инженерно-геологических процессов в земной коре, научно-философских и технических достижений, позво­ляющих человеку овладевать природными ресурсами и состояни­ем среды жизни, а также перестройка биосферы и создание новой планетной оболочки (техносферы), где господствует человечество как геологическая сила, т.е. все, что связано с производственной деятельностью человека, называют техногенезом. Созданные в процессе техногенеза или возникшие как его побочный результат искусственные (техногенные) вещества, включая вышедшую из строя технику, оказывающие воздействия на среду обитания организмов, называют техногенной продукцией.