Основи екології

Резерви -- це обсяги корисних копалин, які можуть бути ефективно вилучені з надр за допомогою сучасних технологій.

Запаси -- загальний передбачуваний обсяг копалин у родовищах Землі.

Майже всі корисні копалини належать до невідновних ресурсів, тому що їх відтворення в земній корі відбувається дуже повільно. Інтенсивність їх видобування та використання значно перевищує швидкість їх утворення. Використання людством корисних копалин подвоюється через кожні 14--15 років. Щорічне використання вугілля, заліза, мангану й нікелю за останні 100 років збільшилося у 50--60 разів, калію, алюмінію, молібдену й вольфраму -- у 200--1000 разів. Щороку з надр Землі видобувають близько 120 млрд т руди та інших корисних копалин, майже по 20--ЗО т на одну людину. Тільки за 1991 р. у світі було видобуто 3,1 млрд т нафти, 1,9 трлн м3 природного газу та 3,2--3,5 млрд т кам'яного і 1,2--1,5 млрд т бурого вугілля.

Якщо видобуток корисних копалин збережеться в такому обсязі, як нині, то багато родовищ будуть вичерпані через кілька десятиріч. У разі збільшення видобутку й використання мінеральних ресурсів країнами, що розвиваються, до рівня США на початку 90-х років XX ст., за даними ООН, резерви бокситів, нафти, газу, міді, цинку, свинцю, будуть вичерпані впродовж 5--15 років.

З усього видобутого із земних надр обсягу речовин у вигляді продуктів виробництва використовується тільки 2--6 %, що пояснюється недосконалістю технологій. Решта потрапляє у відходи, які забруднюють навколишнє природне середовище. При зазначених темпах видобутку корисних копалин щороку утворюватиметься близько 400 млрд т твердих відходів.

Значні обсяги видобутку сировини і на території України. Видобуток нафти становить 5,3 млн. т, природного газу-- 28,1 млрд м3, кам'яного вугілля -- майже 137 млн. т і бурого -- близько 9,3 млн. т. Україна задовольняє свої потреби майже всіма мінеральними ресурсами, за винятком паливно-енергетичних та деяких інших.

Освоєння родовищ мінеральних ресурсів охоплює геологорозвідувальні роботи, розробку родовищ та переробку мінеральної сировини. Кожен з цих етапів має певний вплив на навколишнє природне середовище. Будівництво свердловин, шахт та кар'єрів пов'язане з відчуженням родючих земель, зміною природних ландшафтів та погіршенням екологічної ситуації. В Україні щороку відводиться близько 5--7 тис. га земель для складування відходів та створення шламонакопичувачів.

Найістотніші порушення пов'язані з відкритими розробками, які потребують відведення місць для покривних порід. При цьому відбувається зниження рельєфу. Створення глибоких (до 800 м) і значних за площею кар'єрів супроводжується зсувами, обвалами й селями. Навколо родовищ облаштовують відвали пустої породи, терикони і шламосховища. Так, гірничо-збагачувальними комбінатами Криворізького залізорудного району створені велетенські кар'єри завдовжки кілька кілометрів. Усі яри та балки засипані десятками мільйонів тонн відходів після збагачення залізної руди. У шламосховищах накопичується забруднена вода, яка підтоплює прилеглі території та забруднює підземні води. З їх поверхні вітрами розноситься пил на великі відстані.

Розробка родовищ за допомогою вибухів спричинює забруднення атмосферного повітря пилом і шкідливими газами. Порушується міцність ґрунтів, збільшується тріщинуватість порід, зникають підземні води. Пил і газуваті викиди гірничо-збагачувальних фабрик розносяться вітрами на далекі відстані й осідають на поверхні ґрунту, знижуючи врожайність угідь на 15--20%.

Під час підземних розробок утворюються пустоти, виникають тріщини в гірських породах, обвали та просідання породи, дренаж водоносних горизонтів та їх осушення. Відбувається набухання порід, виділення шкідливих газів (гідроген сульфіду, метану) та прориви підземних вод. Тільки при підземному видобутку вугілля на шахтах світу щороку виділяється 25--28 млрд м3 метану. У країнах, де на шахтах виділяється багато метану, його використовують для опалення приміщень. З метою економії природного газу замість повітряного дуття у котли використовують метаново-газові суміші, навіть якщо вміст метану становить менш як 2,5 %.

Внаслідок порушення водоносних горизонтів відбувається приплив підземних вод у шахти та кар'єри. Щороку з шахт України відкачують понад 600 млн. м3 шахтних вод з підвищеною мінералізацією (7,7--103,5 г/л), яка інколи досягає 150 г/л. Такі води, які відкачують у ставки-накопичувачі, спричинюють засолення навколишніх ґрунтів і водоносних шарів.

У Центральному Донбасі внаслідок заглиблення дев'яти кар'єрів на 50--70 м від поверхні й відкачування з них підземних вод відбулося різке зниження їх рівня на всій площі регіону, а також у два-три рази підвищилася мінералізація, яка досягла 2,5 г/л.

У Донбасі за роки існування вугільної промисловості навколо шахт утворилося близько тисячі териконів з відвальної породи. Тільки на 12 з них здійснено рекультиваційні роботи: їх засипано ґрунтом і засаджено деревами. На решті териконів вигоряють залишки вугілля з виділенням в атмосферу отруйних газів. Щороку на підприємствах регіону утворюється близько 70 млн. м3 забруднених промислових і побутових стічних вод. Близько 3 тис. га орних земель засмічено різними промисловими відходами (брухт, залишки будівельних матеріалів тощо). Через значні порушення земної кори шахтами у багатьох селах із колодязів зникає вода і її доводиться завозити.

Одним із найважливіших завдань раціонального використання мінеральних ресурсів є зменшення втрат корисних копалин під час їх розробки, які бувають дуже значними. Так, при шахтному видобутку сировини вони становлять 20--60 %, вугілля -- 20--40, руд чорних і кольорових металів -- 15--25 %. При відкритому видобутку втрати менші і становлять не більш як 10--12 %. Тому з метою зниження втрат під час видобутку корисних копалин перевагу слід віддавати відкритому способу.

У разі підземного видобутку втрати значно зменшуються, якщо застосовувати закладання пустими породами відпрацьованих підземних порожнин (штреків, штолень). У цьому випадку можна додатково вилучити до 98,6 % руди при одночасному істотному зниженні енергетичних і матеріальних витрат, які пов'язані з підійманням нагору пустих порід.

Для зменшення втрат корисних копалин і охорони надр потрібно проводити повне розвідування родовищ з тим, щоб території, в надрах яких знаходяться родовища корисних копалин, не були забудовані або в їх зоні не були створені водосховища. Після завершення експлуатації родовищ слід обов'язково виконувати рекультиваційні роботи.

Заощадити мінеральні ресурси можна за рахунок істотного вдосконалення технології видобутку корисних копалин: свердловинне гідродобування й вилуження, підземні виплавляння сірки та газифікація вугілля тощо. Потрібно застосовувати технології комплексної переробки сировини, вилучаючи всі корисні інгредієнти, а пусту породу використовувати як будівельний або закладний матеріал. Пусті породи з вугільних та інших шахт використовують для будівництва шляхів, гідротехнічних дамб, виробництва будівельних блоків, заповнення відпрацьованих штолень, штреків і кар'єрів. З порід, які раніше складувалися, почали виготовляти щебінь, цемент, скло, силікатну цеглу, вогнетриви й формувальні матеріали. На підприємствах кольорової металургії з руд поряд з основними металами почали додатково вилучати сполуки ще 60 елементів (селен, індій, телур, вісмут, кобальт та ін.).

Істотно зменшити споживання руд можна за рахунок вилучення корисних речовин із викидних газів, пилу та стічних вод. З цих відходів добувають сірку, ванадій, цинк, свинець, молібден та рідкісні метали.

Верховна Рада України прийняла нові закони про охорону природного середовища та ресурси країни. Ними передбачено конкретні заходи охорони надр та земної поверхні, а також жорсткі покарання за шкоду, заподіяну природі.

8.4 КОНТРОЛЬ І УПРАВЛІННЯ ЯКІСТЮ ҐРУНТІВ

Ґрунти як об'єкт охорони, контролю та управління якістю мають низку специфічних особливостей порівняно з іншими об'єктами природного середовища. Ґрунти значно менш рухомі, ніж атмосферне повітря чи поверхневі води, а тому не мають такого могутнього природного самоочищення, властивого іншим середовищам, як розбавляння. Антропогенні забруднення, що потрапили до ґрунту, накопичуються, а ефекти підсумовуються з одночасним можливим утворенням більш токсичних речовин, ніж вихідні компоненти.

Міграція ксенобіотиків відбувається дуже повільно, що спричинює значне забруднення. При цьому можливий перебіг анаеробних процесів розкладання забрудників, пов'язаний з утворенням токсичних розчинів та речовин з неприємним запахом. З метою запобігання такому забрудненню розроблена методологія гігієнічного нормування екзогенних хімічних речовин (або ксенобіотиків) у ґрунті. Це дало змогу науково обґрунтувати ГДК понад 1ЗО забруднювальних речовин та здійснювати контроль і управління якістю ґрунтів. До переліку цих полютантів входять переважно пестициди, які застосовують для захисту рослин від шкідників і хвороб (табл. 8.1), та деякі сполуки мінеральних добрив.

Ґрунти безпосередньо не впливають на здоров'я людини, як атмосферне повітря чи вода. Несприятливий вплив ґрунтів виявляється в тому, що шкідливі речовини, які потрапили в ґрунт, надходять у сільськогосподарські рослини і накопичуються в них. Тому на практиці використовують інший норматив -- допустиму залишкову кількість (ДЗК) полютантів у ґрунтах, харчових і кормових продуктах.

Гігієнічна діагностика ґрунтів охоплює санітарно-топографічне обстеження місцевості, фізико-хімічний аналіз, санітарно-бактеріологічне, вірусологічне, гельмінтологічне, ентомологічне, а за потреби -- санітарно-токсикологічне й радіометричне дослідження.

Різні рослини мають неоднакову здатність до накопичення нітратів, а тому ГДК для різних овочів різняться. Так, ГДК нітратів за нітрат-йоном становить, мг/кг: у картоплі -- 80, капусті білоголовій та моркві -- 300, буряках -- 140, огірках -- 150, помідорах і цибулі -- 60.

Санітарний контроль забруднення ґрунтів здійснюють органи санепід-служби. Для забезпечення санітарної охорони ґрунтів, своєчасного збирання та видалення промислових і побутових відходів, вторинної сировини проводять попереджувальний та поточний санітарний нагляд. Під наглядом санітарних служб, крім збирання, перебувають транспортування відходів, місця їх захоронення та переробки. Санітарний стан ґрунтів контролюють за певною схемою і регламентом. Комплексну гігієнічну діагностику ґрунтів здійснюють на основі експериментально встановлених показників, наведених у табл. 8.2.

Фізико-хімічні дослідження полягають у визначенні відношення вмісту загального азоту до органічного, кислотності, біохімічного споживання кисню, окиснюваності, сухого залишку, сульфатів і хлоридів та ін.

Таблиця 8.1 Гранично допустимі концентрації деяких полютантів у ґрунті та рослинних продуктах

Речовина	ГДК у ґрунті, мг/кг	ДЗК у рослинних продуктах, мг/кг
Прометрин (арборицид)	0,5	0,1--0,25
Хлорамп (арборицид)	0,05	--
Хлорофос (інсектицид)	0,5	1,0
Карбофос (інсектицид)	2,0	1,0--3,0
Бензпірен	0,02	--
Свинець	20,0	--
Хром (VI)	0,05	--
Ртуть	2Д	--
Бензол, толуол	0,3	--
Нітрати	130	--
Сірка	160	--
Гексахлорциклогексан (інсектицид)	1,0	1,0
Гамма-ізомер гексахлорану (інсектицид)	1,0	2,0
Поліхлорпінен (інсектицид)	0,5	Не допускається
Поліхлоркамфен (інсектицид)	0,5	0,1
Мідь	3,0	--
Нікель	4,0	--
Цинк	23,0	--
Манган	1500,0	--
Ванадій	150,0	--
Кобальт	5,0	--
Кадмій	1,0	--
Гідрогенсульфід	0,4	~

Ці дослідження стосуються переважно ґрунтових витяжок. До санітарно-ентомологічних досліджень входять підрахунок чисельності синантропних мух у всіх фазах їхнього розвитку (лялечки, личинки, дорослі) в приміщеннях, на відкритому повітрі, в ґрунтах і відходах. Санітарно-гельмінтологічні дослідження мають на меті виявлення яєць гельмінтів, що паразитують в органах людини, у місцях масових скупчень людей. Санітарно-бактеріологічні дослідження передбачають повний, короткий і спеціальний аналізи. При цьому визначають наявність бактерій кишкової групи (колі-титр). Спеціальні аналізи проводять з метою виявлення представників дизентерійної й тифозної груп та збудників деяких інших хвороб.

Проблема санітарної охорони ґрунтів від забруднення відходами господарювання набула надзвичайної гостроти, проте ефективних засобів для її радикального вирішення поки що не знайдено, оскільки до останнього часу утилізації та знищенню відходів приділялося недостатньо уваги. З метою запобігання забрудненню літосфери доцільно здійснювати раціональну переробку природних ресурсів із використанням безвідходних та маловідходних технологій, які повністю виключали б утворення відходів господарської діяльності. Проте сучасний стан розвитку техніки поки що не дає змоги здійснювати це повною мірою.

8.5 ОХОРОНА ЛАНДШАФТІВ

Ландшафти належать до ключових геосистем локального і регіонального рівнів. Для них характерні єдине походження, однорідний геологічний фундамент, єдиний тип рельєфу, однаковий клімат, специфічне поєднання ґрунтів і біоценозів, спільна історія розвитку. В Україні виділяють різноманітні рівнинні (94,3 % загальної площі) та гірські (5,7 %) ландшафти. Серед рівнинних ландшафтів домінуючими є степові та лісостепові (понад 70 %). Ландшафти поділяють на природні та антропогенні. Природні ландшафти формуються під впливом природних факторів, і для них характерні певні динамічні зміни (добові, сезонні, річні). Таких ландшафтів на Землі майже не залишилось. Переважна їх більшість перебуває під впливом антропогенних процесів (утворення зсувів на берегах морів, замулення водосховищ, підвищення або зниження рівня підземних вод тощо). Деякі антропогенні процеси, як вирубування лісів, створення великих водосховищ та кар'єрів, здатні істотно змінювати природне середовище. Подібні процеси породжують негативні, часто непередбачувані людиною наслідки. Антропогенні процеси порушують динамічну рівновагу та взаємозв'язки між компонентами екосистем значно швидше, ніж це відбувається під впливом тільки природних процесів.

За ступенем змінюваності й характером антропогенного впливу розрізняють змінені, порушені та перетворені ландшафти. У змінених ландшафтах, до яких належать пасовища, сіножаті, згарища, антропогенний вплив позначається лише на окремих природних компонентах. До порушених ландшафтів, що зазнають інтенсивного антропогенного впливу, належать місця знищення лісів, суцільної забудови та розорювання крутих схилів. Перетворені ландшафти -- це території, на яких свідомо змінене природне середовище.

Залежно від соціально-економічних функцій розрізняють також міські (урбаністські), сільськогосподарські (агрокультурні), промислові (технологічні), рекреаційні (зони відпочинку) та інші ландшафти.

З метою раціонального використання ландшафтів потрібно визначати мінімальний та максимальний ступені екологічного навантаження, за межами яких лежить неможливість інтенсивного природного розвитку екосистем або загроза виникнення екологічної катастрофи. Встановлення таких двох граничних меж дає змогу зорієнтуватись на застосування раціонального природокористування в тому чи іншому регіоні, оптимізувати взаємовідносини людського суспільства і природного середовища. Створення різноманітних карт (водних ресурсів регіону, агро кліматичних ресурсів, факторів природної сталості, оцінки природних умов, ареалів антропогенного впливу на довкілля тощо) дають змогу визначити екологічне навантаження на цей регіон.

Ефективні способи обмеження антропогенного тиску на ландшафти мають ґрунтуватися на перебудові народного господарства в напрямі запровадження малоенерго- та мало матеріалоємних виробництв із використанням маловідходних і безвідходних технологій, ефективних методів очищення стічних вод та газо- димових викидів від забруднювальних речовин, утилізації та переробки відходів господарської діяльності.

Інтенсивний антропогенний тиск на природу зумовлює необхідність збереження еталонних екосистем, включаючи ландшафти. Це здійснюють створенням заповідних територій. Якщо своєчасно не зберегти необхідну кількість природних еталонів геосистем, людство може назавжди втратити можливість збереження існуючого генофонду флори й фауни, типових і рідкісних ландшафтів, вивчення процесів і закономірностей прояву життєвих процесів у біосфері Землі.

Опрацювавши цей розділ, ви повинні вміти:

- зробити аналіз екологічного стану літосфери;

- назвати джерела забруднення ґрунтів;

- пояснити причини зменшення врожайності сільськогосподарських угідь;

- описати процеси самоочищення літосфери;

- класифікувати забруднення літосфери;

- обґрунтувати поведінку забруднень у літосфері й пояснити їх вплив на здоров'я людини;

- дати визначення надр, резервів та запасів мінеральних ресурсів;

- схарактеризувати сучасний стан мінеральних ресурсів;

- накреслити шляхи раціонального використання мінеральних ресурсів
та бережливого ставлення до надр;

- розкрити суть контролю і управління якістю ґрунтами;

- дати визначення ландшафтів та сформулювати шляхи їх охорони.

Запитання і завдання для самостійної роботи

Проаналізуйте екологічну ситуацію довкілля регіону, в якому ви мешкаєте.

Схарактеризуйте основні забрудники літосфери.

Назвіть основні джерела забруднення ґрунтів.

Поясніть причини зменшення врожайності ґрунтів.

Людина впродовж свого життя споживає близько 14 т вуглеводів.

Скільки картоплі потрібно вирощувати на Землі за умови, що всі люди харчуватимуться картоплею? Скільки для цього знадобиться орних земель?

Середня врожайність картоплі становить 3 т/га за рік.

Як здійснюється самоочищення літосфери в природних умовах?

Поясніть сутність ерозії ґрунтів. У чому виявляються її негативні наслідки?

Назвіть причини деградації ґрунтів. Як класифікують забруднення літосфери? .

Що відбувається із забрудненнями в літосфері? Як вони впливають на здоров'я людини та життєдіяльність інших організмів? .

Дайте визначення, що таке надра, резерви та запаси мінеральних ресурсів.

Поясніть це на прикладах.

Які забруднення надходять у літосферу з тваринницьких ферм?

Як ви розумієте процес відтворення ґрунтів?

Чому на Землі постійно зменшується площа орних земель?

Обґрунтуйте необхідність бережливого ставлення до надр.

Охарактеризуйте сучасний стан мінеральних ресурсів.

На скільки років вистачить запасів вугілля, нафти, заліза та алюмінію, якщо темпи споживання їх залишаться на рівні 1995 -- 2000 років?

Як розвиватиметься господарська діяльність людей у майбутньому?

Накресліть шляхи раціонального використання природних ресурсів та бережливого ставлення до надр.

Як здійснюють контроль і управління якістю ґрунтами?

Що таке ландшафти і як здійснюють їх охорону?

З якою метою слід оберігати природні ландшафти від антропогенного тиску?

Скільки орних земель буде виведено з експлуатації в Україні через 20 років, якщо темпи їх виведення збережуться на досягнутому рівні?

У чому полягає сутність екологічної безпеки літосфери та як її забезпечити?

Розділ 9. Тема 9. Раціональне природокористування та ресурсозбереження

9.1 АНТРОПОГЕННИЙ РЕСУРСНИЙ ЦИКЛ

Для задоволення життєвих потреб, як-то енергія, продукти харчування, одяг, світло, вода для пиття і повітря для дихання, та здійснення виробничих процесів люди використовують природні ресурси. Система діяльності, покликана забезпечити економну експлуатацію природних ресурсів та найсприятливіший режим їх відтворення при одночасному забезпеченні здоров'я людей, характеризує раціональне природокористування.

Отже, раціональне природокористування -- це високоефективне господарювання, яке не призводить до різних порушень природно-ресурсного потенціалу або змін у навколишньому природному середовищі, що можуть завдати значної шкоди здоров'ю людей і навіть загрожувати їх існуванню. Для здійснення ефективного господарювання використовують природно-ресурсний потенціал. Під останнім розуміють ту частину природних ресурсів Землі й ближнього Космосу, що може бути залучена в господарську діяльність людського суспільства за певних технічних і соціально-економічних можливостей за умови збереження середовища проживання людства. Теоретично -- це гранична кількість природних ресурсів, яка може бути використана людством в умовах кінцевого цілого планети та її найближчого оточення, тобто без підриву умов, за яких може існувати і розвиватися людина як біологічний вид і соціальний організм. Природно-ресурсний потенціал визначається рівнем екологічної рівноваги біосфери та її великих складових, які є лімітами для такого існування і розвитку. Перехід за межі використання природно-ресурсного потенціалу відповідає стану колапсу.

Таким чином, під раціональним природокористуванням розуміють мінімальні витрати відновних і невідновних природних ресурсів для задоволення обґрунтованих життєвих потреб людського суспільства при мінімальній шкоді природному середовищу.

9.2 БЕЗВІДХОДНІ Й МАЛОВІДХОДНІ ТЕХНОЛОГІЇ

Європейською економічною комісією сформульовано визначення поняття «безвідходна технологія». Безвідходна технологія -- це практичне застосування знань, методів і коштів для того, щоб забезпечити в межах людських потреб якнайраціональніше використання природних ресурсів

і енергії та захист навколишнього середовища. Під маловідходпою технологією розуміють спосіб виробництва продукції, за якого частина сировини і матеріалів переходить у відходи, однак шкідливий вилив на навколишнє середовище не перевищує санітарних норм. У широкому розумінні поняття «безвідходна технологія» охоплює й сферу споживання. Ця технологія передбачає, щоб виготовлені вироби служили довго, легко могли бути відновлені (відремонтовані), а після закінчення терміну служби поверталися в антропогенний ресурсний цикл після відповідної переробки або знешкоджувалися та захоронялися як неутилізовувані відходи.

За законом розвитку довкілля, як уже зазначалося, будь-яка природна система розвивається лише за рахунок використання матеріально-енергетичних та інформаційних можливостей навколишнього середовища. Абсолютно ізольований саморозвиток неможливий -- це висновок із законів термодинаміки. Із цього закону випливає наслідок: абсолютно безвідходне виробництво неможливе. Тому поняття «безвідходна технологія» с умовним і наповнюється змістом залежно від розвитку техніки на певному історичному етапі. У 1976 р. в Дрездені на Міжнародному симпозіумі з маловідходних та безвідходних технологій було виділено чотири основні напрями, за якими розвиваються безвідходні технології:

- розроблення різних видів безстічних технологічних схем і водооборотних циклів;

- створення і впровадження систем перероблення відходів виробництва та їх споживання як вторинних матеріальних ресурсів;

- розроблення і впровадження принципово нових процесів добування речовин зі зменшеним обсягом відходів;

- створення територіально-виробничих комплексів (ТВК) із замкненою структурою матеріальних потоків сировини та відходів у середині
комплексу, включаючи комплексну переробку сировини.

До названих вище чотирьох напрямів варто додати (на думку авторів) п'ятий: раціональне використання енергоресурсів та енергозбереження.

9.3 РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ВОДНИХ РЕСУРСІВ

Як уже зазначалося, залежно від призначення води у виробництві її поділяють на кілька категорій. Вода, яку використовують для охолодження в теплообмінних апаратах, нагрівається, але не забруднюється сторонніми домішками. Воду, яку використовують як транспортувальний засіб, наприклад при збагаченні руд, не нагрівається, але забруднюється механічними й розчиненими домішками. Іноді у виробництві використовують підігріту воду, наприклад для миття харчової сировини, тари тощо. Дуже часто у виробництвах використовують воду як розчинник і реагент. Воду, яку застосовують для охолодження та транспортування, можна використовувати у водооборотних циклах (див. схему на стор. 224).

Для цього охолодні води треба охолодити, води для транспортування -- очистити, а підігріті води для миття сировини, тари тощо -- охолодити й очистити. Потім до охолоджених та очищених вод додають додаткову кількість свіжої води 2доб (підживлення системи) для компенсації втрат і їх знову повертають у виробництво.

Для запобігання забрудненню навколишнього природного середовища продукти очищення вод потрібно переробляти на цьому самому або суміжному підприємстві з метою добування з них корисних продуктів чи напівпродуктів. Якщо після очищення утворюються токсичні відходи, які неможливо переробити, їх захоронюють. Оборотне водопостачання в 20-^ 50 разів зменшує споживання чистої природної води та забруднення водойм, тобто зменшує надходження розсіюваних відходів у природне середовище.

9.4 РЕКУПЕРАЦІЯ Й УТИЛІЗАЦІЯ ВІДХОДІВ ТА КОМПЛЕКСНА ПЕРЕРОБКА СИРОВИНИ

Згідно з другим напрямом безвідходності технологій відходи виробництва використовують як вторинні матеріальні ресурси, які після збирання та оброблення знову надходять у виробництво як вторинна матеріальна сировина:

- залишки сировини і матеріалів, що утворюються в процесі виготовлення продукції;

- продукти фізико-хімічної переробки сировини;

- продукти, які отримують у результаті видобування й збагачення корисних копалин;

- вироби і предмети, що вийшли з ужитку або морально застаріли;

- продукти очищення газо димових викидів і стічних вод;

- відпрацьована та побічна теплота, енергетичний потенціал якої може
бути використаний в інших процесах (використання вторинних енергетичних ресурсів -- ВЕР).

За орієнтовними даними, щорічні обсяги промислових відходів у США становлять понад 1 млрд т, у країнах Європейського співробітництва -- близько 0,5 млрд т, у Японії -- близько 300 млн. т. Уже на сучасному етапі майже повністю переробляються брухт, скло бій, макулатура та вироби з вовни, текстилю, частково -- вироби з пластмас, гуми, шкіри тощо. Отже, рекуперація відходів -- це основа раціонального використання сировини. Враховуючи виснаження резервів первинної сировини, дедалі більшого значення в усьому світі набуває проблема використання вторинної сировини. Виробництво паперу з макулатури взамін деревини потребує енергії на 60 % менше, зменшує забруднення повітря на 15 % і води на 60 %. Сталь, виготовлена з брухту, на 70 % дешевша від добутої з руди. При цьому на кожній тонні сталі економиться 1,5 т руди і 0,2 т коксу, зменшується величезна кількість відходів, що потрапляють у відвали.

На сучасному етапі розвитку техніки поки що незадовільно утилізуються відходи з пластмас. Останні природним шляхом розкладаються надзвичайно повільно або зовсім не розкладаються. Під час їх спалювання відбувається сильне забруднення атмосфери отруйними речовинами. Нині утилізується незначна частка з 80 млн. т пластмас, які щороку виготовляються в світі. Так, британські фірми переробляють тільки 50 тис. т (10 %) усієї виробленої поліетиленової плівки, близько 25 тис. т (7 %) щорічного виробництва поліетилену. Понад 70 % цих матеріалів становлять пластмасові пляшки та автомобільні акумулятори. Після переробки вони трансформуються в початковий матеріал.

У США рециклінг пластмас упродовж п'яти найближчих років передбачається збільшити від 1 до 25 %, а в підсумку становитиме 50--60 %. В Японії ще в 1988 р. за загального обсягу виробництва пластмас 11 млн. т обсяг продукції з вторинної сировини становив 4,87 млн. т. В Україні на сьогодні вироби з пластмас майже не утилізуються.

Оптимальним способом вирішення проблеми запобігання утворення полімерних звалищ є створення екологічно чистих біодеградабельних пластмас. Перший крок на шляху отримання само руйнівних пластмас змішуванням синтетичних матеріалів з поліцукридами або синтез біодеградабельних матеріалів, що руйнуються мікроорганізмами, вже зроблено. На наш погляд, найраціональнішим для вирішення цієї проблеми є застосування склотари, технологія утилізації якої добре розроблена й використовується в багатьох країнах.

Враховуючи обмеженість запасів кольорових і дорогоцінних металів в Україні, особливо важливою є організація збирання та переробки брухту й відходів кольорових і дорогоцінних металів (міді, цинку, свинцю, кадмію, нікелю, золота, срібла, платини, родію та ін.). Потрібно розробити раціональні технології комплексної переробки відпрацьованих електролітів та промивних вод гальванічних виробництв. Варто при цьому враховувати, що в подальшому господарюванні людського суспільства утилізація й переробка відходів набуватимуть дедалі більшого значення і обсягу. Отже, з метою раціонального вирішення проблеми утилізації відходів рекомендують таку програму заходів:

- зменшення кількості відходів;

- повторне використання, рециклізація, використання вторинної сировини;

- обробка, детоксикація та інші деструктивні методи;

- скидання і захоронення в наземних звалищах.

Наведемо кілька прикладів переробки відходів різних виробництв. Так, колчеданні недогарки пропонують переробляти на залізо оксидні пігменти високої якості, вилучати дорогоцінні (золото й срібло) та кольорові (мідь, цинк, олово, нікель та ін.) метали, а силікатний залишок використовувати у виробництві цементу. Великотоннажні відходи виробництва фосфорних добрив -- фосфогіпс запропоновано використовувати у виробництві будівельних матеріалів, як наповнювач у виробництві паперу, після нейтралізації -- для розкислення ґрунтів у сільському господарстві, для добування сірки, сульфатної кислоти та будівельного вапна й цементу. При виробництві глинозему з бокситів на Миколаївському глиноземному заводі та Запорізькому алюмінієвому комбінаті утворюються величезні відходи червоних шламів, що містять глинозем, оксиди феруму та рідкісноземельні елементи. Тому розробляють технології вилучення рідкісноземельних елементів та використання шламів для виплавляння чавуну, добування глинозему й коагулянтів для очищення питних і стічних вод.

При видобутку й збагаченні ільменітових руд Іршанського родовища (Житомирська обл.) накопичено десятки мільйонів тонн піщаних та глинистих відходів, величезна кількість покривних порід. Останні пропонують використовувати як будівельний матеріал для будівництва доріг, піщані фракції -- для виробництва будівельних конструкцій, скла та руберойду. Глинисті відходи можна використовувати для виробництва цементу та спеціальних добавок для нього, цегли, коагулянтів тощо.

Побутове сміття переробляють і спалюють на спеціальних заводах. При цьому отримують скло, чорні та кольорові метали, добрива, етанол та будівельні матеріали. Отже, переробка й утилізація відходів дають змогу не тільки додатково отримати корисні продукти й вироби, а й зменшити видобуток та використання невідновних природних ресурсів (мінеральної сировини) й використання відновних (ліси, бавовна, льон тощо), а також запобігти забрудненню довкілля.

Слід також врахувати, що при використанні навіть передових технологій переробки відходів бувають такі відходи, які неможливо утилізувати й переробити, тому вони повинні бути детоксиковані й іммобілізовані до такої міри, щоб не створювати загрози для здоров'я людей і довкілля. Такі відходи вивозять на спеціальні полігони для захоронення. Найпростіші й найпоширеніші споруди для знешкодження відходів -- удосконалені звалища, де відбувається анаеробне саморозкладання відходів у їх товщі впродовж десятків років. У результаті розкладання утворюються токсичні гази і розчини, які забруднюють атмосферне повітря, водойми та ґрунтові води. Метан, гідроген сульфід та вільний водень утворюють вибухонебезпечні суміші (вторинне забруднення). Особливо небезпечним с мікробне забруднення стоків звалищ. Тому облаштування полігонів має передбачати надійну гідроізоляцію.

Останнім часом запропоновано спосіб прискореного знешкодження побутових відходів, застосовуючи спеціальне польове компостування впродовж 4--18 міс. замість десятків років у звичайних полігонах або впродовж 1--3 тижнів на сміттєпереробних заводах. Внаслідок анаеробних процесів органічні речовини розкладаються з утворенням легкозасвоюваного азоту. Температура в буртах досягає 50--70 °С. У цих процесах провідну роль відіграють бактерії, джерелом енергії для яких є органічні речовини відходів, після чого сміття трансформується на азотні добрива.

Усі способи знешкодження, утилізації та захоронення токсичних відходів, які використовують нині, можна розподілити на три групи: термічні, хімічні та методи іммобілізації. Кожну з трьох груп можна ще розподілити на підгрупи:

Термічні способи засновані на тепловій обробці відходів, під час якої відбувається окиснення або газифікація горючих компонентів, термічне розкладання чи відновлення деяких шкідливих речовин з утворенням нешкідливих або менш шкідливих.

Суть вогневого способу полягає в спалюванні горючих відходів або вогневій обробці негорючих відходів високотемпературними продуктами палива (понад 1000 °С). Токсичні компоненти при цьому окислюються, зазнають термічного розкладання та інших хімічних перетворень з утворенням газів (СС>2, Н2, N2 тощо) і твердих залишків (оксидів металів і солей).

Рідкофазне окиснення ґрунтується на тому, що окиснення киснем повітря органічних і елементоорганічних домішок в рідинах відбувається за температури 150--350 °С в автоклавних умовах (за тиску 2--28 МПа). Газифікацію використовують для переробки твердих, рідких та пастоподібних відходів з отриманням горючих газів, смоли й шлаку. Утворені горючі гази та смоли можуть бути використані як паливо й хімічна сировина.

Термохімічний піроліз здійснюють у печах з непрямим нагріванням відходів з використанням систем для відведення й уловлювання продуктів піролізу (смол і важких масел). Утворені гази також очищають в електростатичних фільтрах та кислотних і лужних промивниках.

Плазмовий спосіб заснований на тому, що за температур понад 4000 °С відходи трансформуються на гази та порошкоподібний матеріал, які не містять шкідливих речовин.

Фізико-хімічні способи переробки розглядалися у п. 7.10 (Очищення стічних вод).

Іммобілізація токсичних відходів полягає у закріпленні, фіксації або хімічному зв'язуванні токсикантів. Для цього відходи обробляють спеціальними речовинами, в результаті чого відбувається хімічне перетворення шкідливих речовин на нетоксичні сполуки або трансформація токсикантів у нерозчинні міцні штучні утвори (гранули, моноліти тощо). Використовують такі методи іммобілізації: компактування, локалізацію, депонування.

Компактування токсичних і радіоактивних відходів ґрунтується на зв'язуванні їх за допомогою різних в'яжучих речовин у штучні утвори досить високої стійкості й непроникності для запобігання шкідливому впливу на довкілля. Як зв'язуючи матеріали можна використовувати термопластичні бітумні, органічні та неорганічні матеріали (полімери, бетони тощо). Оброблені таким чином відходи можна безпечно зберігати та транспортувати до місця їх подальшої переробки. Пропонують здійснювати компактування токсичних відходів за допомогою органо-мінеральних в'яжучих контактного твердіння, що забезпечує високу концентрацію відходів (до 90 %) у гранулах, повну водостійкість і непроникність.

У тому разі, якщо в токсичних відходах містяться цінні компоненти, використовують локалізацію.

Одним із найпростіших і найнадійніших способів знешкодження та захоронення токсичних відходів є їх депонування у виробництві будівельних матеріалів (бетону, кераміки, скла тощо). Суть способу полягає в тому, що токсичні відходи вводять у сировинні суміші під час виробництва будівельних матеріалів. Захоронення токсичних відходів є надзвичайно складним, оскільки потребує повного виключення можливості проникнення токсичних газів у атмосферне повітря, а розчинів -- у природні води.

Комплексна переробка сировини спрямована не тільки на бережливі витрати природних ресурсів, а й на зменшення викиду розсіюваних відходів у природне середовище. При цьому передбачається максимальний вихід продукту на кожній стадії переробки, що підвищує ефективність виробництва і зменшує утворення утилізованих У, 2 та розсіюваних 1, 2 відходів (див. схему). Прикладом комплексного використання сировини в хімічній промисловості може бути перероблення апатитонефелінової руди, у харчовій промисловості -- м'яса й молока.

Апатитонефелінова руда Кольського родовища містить, %: апатиту -- 13, нефеліну -- ЗО...40, титаномагнетиту -- 2,2, егірину -- 9,4, сфену--25 та ін. Добуту флотацією руду розділяють на апатитовий і нефеліновий концентрати. З апатитового концентрату виробляють фосфорні добрива, фосфатну кислоту та її солі, елементний фосфор та ін. У процесі виробництва екстракційної фосфатної кислоти на 1 т 100 %-го ?2Оз у вигляді твердого відходу утворюється близько 4 т фосфогіпсу. Фтор з газової фази вловлюють абсорбційними методами, а з екстракційної кислоти виділяють осадженням, сорбцією або екстракцією. Фосфогіпс пропонують переробляти на гіпсові в'яжучі вироби, цемент, вапно й сульфатну кислоту, а також крейду і сульфат амонію. Нефеліновий концентрат переробляють на глинозем, соду, поташ і портландцемент.

9.5 РОЗРОБКА НОВИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

Такі процеси вже існують у багатьох галузях промисловості, причому вони характеризуються мінімальною кількістю технологічних стадій і поєднанням операцій. Так, у чорній металургії розроблено метод прямого добування заліза безпосередньо відновленням рудних концентратів воднем або синтез-газом (сумішшю водню з оксидом карбону (II)). При цьому вилучено стадії доменної плавки, а також виробництва коксу й агломерату. У виробництві сталі за цією технологією прямого відновлення в 2--3 рази зменшуються витрати води та утворення стічних вод і значно зменшуються викиди пилу й оксиду сульфуру (IV), а також інших домішок.

Ось уже понад 100 років соду виробляють за методом Сольве, згідно з яким аміачний розсіл, отриманий насиченням розчину кухонної солі аміаком, карбонізують оксидом карбону (IV) за схемою

КаСІ + №І3 + СО2 + Н2О = КаНСО3 + КН4С1

З осаду гідроген карбонату натрію після фільтрування та прожарювання добувають кальциновану соду за схемою

2НаНСО3 = Ка2СО3 + СО2 + Н2О

З фільтрату, що є розчином хлориду амонію, після обробки вапняним молоком регенерують аміак, який повертається у виробництво:

21ЧН4С1 + Са(ОН)2 = 2КН3 + СаС12 + 2Н2О.

Відходом цього виробництва є дистилерна рідина -- суспензія розчинних сполук у розчині хлоридів кальцію і натрію. На 1 т соди утворюється 1 т хлориду кальцію і 0,5 т хлориду натрію, а загальна кількість відходів содового виробництва становить 2000 млн. м3 щороку.

В Японії запропонували два варіанти вдосконалення технології Сольве: 1) не здійснювати взагалі регенерацію аміаку, а використовувати хлорид амонію як добриво;

2) регенерувати аміак за допомогою гідроксиду магнію:

 2ІчГН4С1 + М§(ОН)2 = 2НН3 + М§С12 + 2Н2О.

У цьому разі хлорид магнію можна переробити на корисні продукти: металічний магній, оксид магнію та хлориду кислоти.

Досліджуються нові процеси добування зв'язаного азоту (плазмохімічний метод), а також аміаку за допомогою ізопропілату титану. Проте ці процеси поки що не можуть замінити синтез аміаку з водню й азоту.

У хімічній промисловості здійснюється значна інтенсифікація виробничих процесів, створюються агрегати високої одиничної потужності, впроваджуються енерготехнологічні процеси, які широко використовуються у виробництві синтетичного аміаку. Потужність установок для синтезу аміаку зросла в 20 разів, і проектуються агрегати ще вдвічі потужніші. При цьому витрати енергії зменшилися з 1200 до 40 кВт * г од на одиницю зв'язаного азоту, витрати свіжої води -- з 32 до 8 м3/т, витрати оборотної води -- з 500 -- 550 до 50 -- 100 м3/т.

9.6 ТЕРИТОРІАЛЬНО-ВИРОБНИЧІ КОМПЛЕКСИ

Одним з істотних напрямів зменшення витрат сировини і енергії, а також розсіюваних відходів виробництва є створення територіально-виробничих комплексів (ТВК) з метою організації комплексної переробки сировини. У ТВК здійснюється кооперування окремих підприємств, коли відходи одного з них є сировиною для іншого. Вже нині золошлакові відходи теплових електростанцій використовують для виробництва будівельних матеріалів як наповнювачі для бетону, силікатної цегли тощо. Розроблено технологію перероблення червоних шламів глиноземного виробництва з високим вмістом заліза. З них запропоновано виготовляти коагулянти, вилучати рідкісноземельні елементи, глинозем та виплавляти чавун.

З доменних шлаків пропонують виробляти шлакоситал -- склокристалічний матеріал з добрими фізико-хімічними властивостями. На основі доменних шлаків щороку виробляють понад ЗО млн. т шлакопортландцементу. Такі металургійні заводи, як «Азовсталь», Дніпропетровський їм. Петровського та інші перейшли на повне використання шлаків.

У багатьох регіонах нашої країни формуються територіально-виробничі комплекси, діяльність яких спрямована на збалансування виробничих технологічних потоків та вдосконалення територіальної структури виробництв. Особливо велике значення має збалансування структури виробництв для сформованих індустріальних центрів (Донбас, Придніпров'я) у зв'язку з перебудовою економіки на ринкові відносини і пов'язаною з цим реструктуризацією промисловості.

9.7 РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ЕНЕРГОРЕСУРСІВ

Споживання енергоресурсів у всьому світі безперервно збільшується, млрд т умовного палива:

1900--1925 рр. -- ЗО; 1950--1975 рр. -- 95; 1925--1950 рр. -- 50; 1975--2000 рр. -- 300-^50.

Нині на одну людину припадає в середньому в США -- близько 7 т енергоресурсів, у Японії-- 1,5--5 т, а в країнах, що розвиваються, -- 0,15-- 0,3 т у нафтовому еквіваленті (нафтовий еквівалент 1 т = 44 * 1015 Дж). У період з 1990 до 2000 р. споживання енергоресурсів на 1 людину збільшилося приблизно в 5 разів. Задоволення зростаючих потреб населення полягає в раціональному використанні енергоресурсів, якого досягають кількома способами:

- реструктуризацією енергоємних галузей господарства з використанням менш енергоємних;

- економією енергоресурсів у всіх галузях господарської діяльності;

- використанням нетрадиційних джерел енергії;

- використанням вторинних енергетичних ресурсів (ВЕР), тобто утилізацією відходів теплоти й енергії.

Ці способи реалізуються відповідно до закону енерговіддачі в природокористуванні: у процесі добування з природних систем корисної продукції з часом (в історичному аспекті) на її виготовлення витрачається в середньому дедалі більше енергії (зростають енергетичні витрати на одну людину). Так, якщо в неоліті витрати на одну людину становили 42 000 кДж (близько 10--12 тис. кДж для харчування), наприкінці середніх віків -- 92 000 кДж, то в 1970 р. на одного жителя США -- 964 000 кДж. Ці потреби, очевидно, зростатимуть і надалі.

Враховуючи вичерпність викопного палива та забруднення довкілля відходами енергетики, дедалі більше зростатиме значення відновних джерел енергії. За прогнозами, до 2020 р. ці джерела замінять близько 2,5 млрд т палива, їх частка у виробництві електроенергії й теплоти становитиме 8 %. Отже, дедалі більше використовуватимуть енергію Сонця (геліостанції), вітру (вітродвигуни), геотермальні теплові електростанції (геоТЕС), енергію океанів у вигляді теплоти, енергії течій, хвиль і припливів.

Для виробництва електричної й теплової енергії у лісопереробній промисловості використовують біомасу -- енергоносії рослинного походження. Турбогенератори, що працюють на продуктах газифікації біомаси, можуть успішно конкурувати з традиційними тепловими, ядерними та гідравлічними енергоресурсами.

Істотним резервом економії енергії є використання вторинних енергетичних ресурсів (теплових відходів). На машинобудівних підприємствах тепловими відходами є фізична теплота викидних газів, охолодження нагрівних і термічних печей та вагранок, теплота відпрацьованої пари ковальсько-пресового обладнання тощо.

У чорній та кольоровій металургії до теплових ВЕР належать фізична теплота основної продукції та відходів виробництва, теплота викидних газів мартенівських і доменних печей, конверторів, нагрівних печей прокатного виробництва, а також відведена теплота після охолодження агрегатів.

У хімічній промисловості в значних кількостях ВЕР утворюються в результаті виробництва сульфатної та нітратної кислот, аміаку, каустичної соди, добрив, хімічних волокон і пластмас. Це теплота викидних газів, фізична теплота охолодних рідин промивних ванн, теплообмінників, теплота відпрацьованої пари й конденсату тощо.

На підприємствах нафтопереробної промисловості ВЕР -- це фізична теплота продукційного потоку, викидних газів трубчастих печей і печей спалювання гідроген сульфіду, установок регенерації каталізатора, фізична теплота після спалювання токсичної органіки і теплота охолодної води.

Вторинні енергетичні ресурси є також на тепло і електростанціях (ТЕС і ГЕС). На ТЕС -- це теплота охолодної води конденсаційних пристроїв, на ГЕС -- відходи тепловиділення в електрогенераторах. Джерелами ВЕР є викидні димові гази котелень або відведені продукти спалювання в газотурбінних установках, нагріта охолодна вода із системи охолодження генераторів електростанцій, на АЕС -- теплота конденсату і охолодних систем.

Утилізацію відходів теплоти й енергії здійснюють, безпосередньо використовуючи їх у процесах, які були джерелом цих відходів, або в інших, та за допомогою теплообмінних пристроїв різної конструкції -- рекуператорів, регенераторів, котлів-утилізаторів, а також в інших конструкціях, наприклад агрегатах мотор--насос--турбіна. Відпрацьовані пару й гарячу воду використовують зазвичай безпосередньо (без трансформації в інші енергоносії) для опалення та гарячого водозабезпечення. Теплоту викидних газів можна використати для сушіння, випарювання, дистиляції та здійснення інших процесів.

9.8 РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ФІТОЦЕНОЗІВ

Рослинність стабілізує вуглецево-кисневий баланс атмосфери. Зелені рослини щороку засвоюють за допомогою фотосинтезу близько 170 млрд т оксиду карбону (IV) і виділяють 460 млрд т кисню. Рослини забезпечують біологічний коло обіг речовин у біосфері, накопичують органічні речовини, необхідні для життя людей і тварин, збагачують киснем середовище існування живих організмів, сприяють формуванню ґрунтового покриву та впливають на його родючість, беруть участь у депонуванні сонячної енергії. Рослинні ценози мають повітроочисне, водоохоронне, ґрунтозахисне, кліматорегулювальне, санітарно-гігієнічне та культурно-естетичне значення.

Рослини є основним джерелом постачання ґрунту органічними речовинами, що сприяє збільшенню їх врожайності завдяки утворенню гумусу (перегною). За допомогою бобових, злаків та інших вищих рослин формуються структура та хімічний склад ґрунту. Рослинний покрив регулює добову й річну температури. Поверхня ґрунту в лісі та інших місцевостях, де проростають рослини, взимку тепліша, а в інші пори року -- холодніша. Рослини утримують вологу в ґрунті, сприяють розподілу вологи суходолу (впливають на випаровування вологи, опади, а також на поверхневий і внутрішньо ґрунтовий стоки). Лісові рослини сприяють зниженню рівня ґрунтових вод та рівномірності розподілу стоку, зменшують його інтенсивність і швидкість на поверхні після дощів. Зниження інтенсивності поверхневого стоку зменшує ерозію ґрунтів, особливо в гірській місцевості та в районах сильних вітрів і суховіїв.

Рослини забезпечують близько 60--80 % очисної здатності біосфери. Вони поглинають різні гази та пил, завдяки чому очищається атмосферне повітря. У містах, де бідний рослинний покрив, концентрація оксиду карбону (IV) та інших шкідливих газів у повітрі в 9--10 разів вища, ніж у лісі. Рослини виділяють фітонциди, що згубно діють на хвороботворні бактерії. Вони очищають довкілля від радіоактивних забруднень. Однак найголовніша роль рослин полягає у створенні продуктів харчування для людей і кормів для тварин. Багато видів рослин використовуються людиною як сировина для промисловості (льон, бавовник, деревина тощо). Важливу роль у господарській діяльності людей відіграють природні ресурси рослинного походження -- нафта, кам'яне та буре вугілля, горючі сланці, торф.

Негативне значення рослин полягає в тому, що деякі їх види засмічують поля, пасовиська, водойми, канали тощо. Деякі рослини згубно впливають на людей і тварин, зумовлюють алергію, отруєння, грибні захворювання тощо.

Проте життя без рослин неможливе. Отже, слід прагнути, щоб у результаті антропогенної діяльності рослинний покрив не зменшувався, а, навпаки, -- збільшувався. Адже «від зеленого листа беруть початок усі прояви життя на Землі» (К. А. Тімірязєв). Зменшення чисельності видів рослин порушує біологічний коло обіг речовин у природі, знижує родючість ґрунтів і врешті порушує динамічну рівновагу в природі та призводить до небажаних екологічних наслідків.

Величезний вплив на стан життя в біосфері мають ліси. На частку лісів припадає близько 70 % усієї біологічної маси суші. З найдавніших часів ліс задовольняє найрізноманітніші потреби людей. Його ресурси широко використовують у різних галузях господарства.

Ліси на Землі вкривають близько ЗО % площі суші (3,8 млрд га) і розподілені на території вкрай нерівномірно. Вони зосереджені переважно в середніх широтах Північної півкулі та в тропічній зоні. Ліс постійно продукує органічну масу -- деревину, з якої виготовляють вироби й товари вжитку майже 25 тис. найменувань. Деревина є паливом, будівельним матеріалом та природним сировинним ресурсом для багатьох галузей господарства (деревопереробної, целюлозно-паперової, хімічної, машинобудівної та ін.). Як сировина деревина посідає третє місце після кам'яного вугілля і харчової сировини. З деревини виготовляють папір, штучний шовк і шерсть, целулоїд, бездимний порох, піроксилін, фото й кіноплівку, нітрофарби та нітролаки, штучну шкіру, пластмаси, етанол і метанол, ацетатну кислоту, смолу, дьоготь, скипидар, кормові дріжджі, штучний каучук, ефірні олії, медикаменти та багато інших продуктів. Деревина, оброблена під високими тиском і температурою, може використовуватись як замінник металу й пластмас, що характеризуються тривалим терміном використання (понад 50 років і більше).

Багато порід дерев дають плоди з високим вмістом поживних речовин і вітамінів. Лісові рослини є кормовою базою для бджільництва. З лісових рослин добувають багато лікарських засобів. Ліс -- це природна аптека. Тут росте багато технічних рослин, які є сировиною для деревообробної, олійної, ефірної, дубильної, лакофарбової та інших галузей промисловості. Лісові сіножаті та пасовища забезпечують поживними кормами тваринництво. Органічні добрива, виготовлені з кори, діють упродовж 6--8 років і підвищують урожайність сільськогосподарських культур на 50--80 %.

Ліс є гігантським акумулятором сонячної енергії, основним генератором кисню, легенями нашої планети. Він відіграє надзвичайно'важливу роль у відновленні киснево-вуглекислотного балансу в повітрі. Лісові насадження забезпечують рівномірне водопостачання рік і водойм упродовж року. Вирубування лісів зумовлює обміління річок і навіть повне їх пересихання. Лісонасадження на схилах захищають ґрунти від розмивання й утворення ярів, зміцнюють схили в ярах і балках. Ліси пом'якшують клімат, підвищують вологість повітря. Різниця температури повітря під кронами дерев і зовні досягає влітку 7--10 градусів у денний час. Завдяки руху холодного й вологого повітря з лісу в поле зменшується негативний вплив суховіїв, посух і пекучого сонця. Вночі спостерігається зворотний рух повітря -- з охолодженого поля в ліс. Таким чином зменшується коливання температури й вологості повітря та ґрунту. Ліс поліпшує мікроклімат. Охолодний ефект добового випаровування одного дорослого дерева дорівнює 105- 104 кДж, що еквівалентне роботі 10 кімнатних кондиціонерів упродовж 20 год.