Неметалічна сировина
Хімікам ще довгий час можна не турбуватись за запаси таких елементів як сірка, фосфор, азот; оксиген і хлор. Крім піриту FeS2 є цілий ряд мінералів, що містять сірку. Це рентабельні родовища гіпсу CaSO4 x 2H2O, ангідриду (CaSO4 ), кізериту (MgSo4 x H2O).
Відомі величезні запаси мінералів, що містять фосфор. Світове виробництво фосфору досягло в 1974р. 25млн.т. Його вистачить і на XXI століття.
Значення азоту – складової частини білку ключового елементу виробництва добрив і інших важливих промислових продуктів – важко переоцінити. Проблема нестачі азоту на Землі ніколи не виникне хоча його доля 0,03% земної маси і він відноситься до елементів різноземельних.
Одним із найважливіших видів хімічної сировини є кисень. Головні хімічні реакції – процеси окиснення – протікають при прямій участі цього елемента. Оксисен – найпоширеніший елемент. Нестача кисню, навіть враховуючи забруднення навколишнього середовища, нам не загрожує. Причому, запаси кисню постійно поновлюються завдяки процесам життєдіяльності рослин( 1га лісу постачає 60т кисню на рік), а також розщепленню ультрафіолетовим випромінюванням водяної пари в атмосферу.
Постійно зростає необхідність у хлорі. В основному за рахунок збільшення випуску хлоридної кислоти і вініл хлориду.
Але навіть у далекому майбутньому не виникне його дефіциту поширеність становить приблизно 0,2%, він знаходиться в соляних покладах, морській воді, 1м3 якої містить 30кг NaCl. Це можна говорити і про бром хоча його в 300разів менше, ніж хлору.
Все більшого значення набуває виробництво штучних будівельних матеріалів – гіпсу, будівельного розчину, цементу, бетону. Можна радіти, що необхідна для цих будівельних матеріалів сировина пісок, гравій, щебінь, глина, галька, вапняк, доломіт – є в колосальних кількостях майже всюди.
Поширеність елементів в земній корі підказує нам, що будівельним матеріалом майбутнього повинні стати силікати.
Ніякий хімічний продукт не може бути одержаний без води. Вода – це розчинник, носій тепла, вихідна речовина для добування водню і кисню. Промислові підприємства використовують 25% загальної потреби у воді, а енергетика – 41%. На кінець тисячоліття потреба у воді зросла в 3 рази. Виникає питання : чи не обідніють водні запаси на Землі? Земля – водяна зірка. Океани, моря, річки, озера, льодовики покривають 75% її поверхні. Радянські дослідники довели, що води на планеті 1386млн.м3. Якби всю воду рівномірно розподілити на планеті, то вона покрила б планету шаром в 2713м.
Але на долю прісної води припадає 25%. Ми використовуємо воду, яка не випаровується, а збирається в підземні води, чи просочується під грунт і підживлює ґрунтові води і джерела. Потенціальний запас прісної води складає приблизно 45000км3, або 11-12 тис.м3 на душу населення.
В 2000р.на кожного міського жителя припадало 6500м2корисної води. І здавалось, що це значно більше того, що можна витратити не економлячи, і ніяких труднощів з забезпеченням водою не може бути. Але це не так. Уже до кінця тисячоліття гостро стала проблема води. Чому? По-перше, вода на планеті нерівномірно розподілена, по-друге, частина її непридатна для вживання, бо містить велику кількість мінеральних солей, або забруднена з вини людей. Тому турбота про задовільний стан водооснащення зводиться до проблем транспортування і очищення.

Карбон.
За поширеністю займає 13 місце. На його долю припадає 0,087%,що складає 20000блн.т. Якби людство зберегло потребу цього елемента на рівні 1970р., то його вистачило б на 500 років. Із запасів карбону 99,5% припадає на карбонатні породи, головним чином карбонати кальцію і магнію. 0,47% складає діоксид карбону в повітрі і в воді, 0,02% - на вугілля, нафту, газ, а 0,01% залишається на біосферу. Цей залишок складає 2блн.т.
Виходячи з цих даних можна зробити висновок, що для раціонального використання загальних запасів карбону, необхідно дотримуватись таких умов :
1. Хіміки повинні одержувати будь-які бажані сполуки із будь-яких джерел карбону.
2. На енергетичні цілі використовувати лише 0,03% загальних запасів карбону, тобто карбон органічних чи добувних сполук.
3. Для хімічної промисловості використовувати колосальні запаси карбонатів, а органічні сполуки залишити енергетиці.

Насправді і енергетика і хімія із зростаючою інтенсивністю використовує саме 0,02% запасів карбону, які складають горючі речовини, в основному вугілля, нафта і газ. В якості вихідної речовини нафти і газу дає колосальні можливості для високоефективного розвитку хімічного виробництва. Добування необхідних для хімічної промисловості вуглеводнів із нафти і газу вимагає в порівнянні з використанням вугілля значно менших капіталовкладень і витрат на переробку сировини, оскільки при цьому відсутні енерго- і матеріалоємні проміжні стадії.
Продуктивність на одиницю робочої сили в нафтохімії в 12-15 разів вища, ніж в карбохімії.
Зараз на земній кулі випускається рідкого палива, в тому числі бензинів і дизельного палива, більше 100млн.т. на рік. Якщо нефтяна промисловість США виробляє карбюраторне паливо, то європейські країни виробляють мазут і бензин-сирець, рідкий бутан, а також очищені гази для хімічної промисловості.
Всі способи переробки нафти приводять до перетворення її в приблизно дві дюжини простих сполук, з яких найважливіші – нижчі оліфіни, діолефіни (етилен, пропілен, бутадієн, ізопрен), ароматичні сполуки (бензол, толуол, ксилол) і газові суміші оксидів карбону з воднем. Це вихідні речовини для тисяч проміжних і кінцевих продуктів, які визначають профіль всього синтезу органічних сполук. Біля 80% всіх органічних хімікалій добувають із нафти і природного газу, а на початок третього тисячоліття ця доля зростає до 99%.
Бурхливий розвиток нафтохімії наочно ілюструють цифри, що відносяться до виробництва етилену, який є незамінною сировиною для виробництва пластмас, лаків і фарб.
Якщо в 1960р. у всіх країнах світу його вироблялось лише 3,4млн.т., то в 1975р. – уже 30млн.т., в 1980р. – більше 50млн.т.
Це ж можна сказати і про пропен, якого в 1980р.одержали більше 20млн.т.
На нафтохімічні цілі в 1975р. було використано 110млн.т. нафти.
Сьогодні здається казкою, коли говорять, що до ХІХст. нафту використовували лише в різних випадках, то для змазування коліс, то як ліки. В 1860р. світова потреба в ній складала 70тис.т. А в кінці ХІХст. вона виросла до 21млн., а ще через 75 років – до 2731млн.т., тобто в порівнянні з 1900р.зросла в 130 раз. Надійно розроблені і придатні для добування запасів нафти на земній кулі в 1974р. оцінювались в 97млрд.т. В 1980р. світова потреба нафти складала 4млрд.т., в 1990р. – 5млрд.т., а в 2000р. – 7млрд.т. Підраховано, якщо в наступні 50 років збережеться такий рівень використання нафти, то до 2050р. потреби в нафті буде повністю забезпечено.
За даними ООН оптимістичні терміни зникнення світових запасів : вугілля – 2500р., нафти – 2100р., газу – 2015р.
Таким чином на зміну нафти і газу, які вичерпаються прийде вугілля.
Знову актуальність набирає карбохімія. Останнім часом на повістку дня поставлені питання синтезу бензину і технічного газу із вугілля.
В США повним ходом ведуться дослідження по добуванню рідкого палива із вугілля, наприклад, шляхом коксування в присутності водню при помірно високому тиску. Створені демонстративні установи, що виробляють200тис.т.рідких вуглеводнів. Побудовані заводи, які переробляють 5млн.т.камяного вугілля на рік. Розробляють методи перетворення кам’яного вугілля к нафту. Крім того в проекті виробництво горючого і товарного синтетичного газу із вугілля з допомогою відходів тепла ядерних реакторів. Теологічно розвідані запаси вугілля оцінюються в 20000-25000млрд.т. Якщо потреби кам’яного вугілля збережеться на рівні 1974р., то його вистачить на 5000років, а якщо на рівні 2000р. – то кам’яного вугілля вистачить на 600 років.
Після нафти і вугілля в списку сировинних ресурсів третє місце посідає деревина. Її запаси оцінюються в 400млрд.м3. В 2000р.витрати деревини в порівнянні з 1974р. – 2,5млрд.м3 зросли на 180%.
Продукція всіх лісів планети складає майже 33млрд.т. вуглецю на рік, що в 370 раз перевищує потребу хімії у вуглецю з нафти. Звідси ясно, що частина вуглецю, необхідного для хімічної промисловості, може бути забезпечена шляхом переробки деревної біомаси.
Роль інших рослинних мас(цукрового тросику, бамбуку, очерету, соломи) в якості сировини поки незначна і в світовому масштабі покриває 1%. Але необхідно використовувати навіть ту сировину, яка здається малоцінною

Перспективи використання вторинної сировини.
Корисні сировинні запаси Землі при сучасних засобах використання все більше вичерпуються. Одночасно накопичується колосальна кількість відходів – твердих, рідких, газоподібних промислових підприємстві міських відходів. З однієї сторони постійно зростає забруднення навколишнього середовища, а з іншої – можна передбачити, що для матеріального виробництва в майбутньому стане досконале і ефективне використання цих відходів.
Метали у вигляді вторинної сировини використовуються дуже широко. Майже половина виробництва сталі базується на скрапі, який покриває 20-60% потреб в найважливіших неметалах.
До цього часу використовували трохи більше половини волокнистої маси, яку добувають із лісоматеріалів,. Кору, гілки, коріння, листя дерев просто залишають в лісі. Тирса, стружки і уламки – відходи деревообробної промисловості. У виробництві целюлози втрачаються 50% речовин деревини, що відповідає 55% вуглецю, оскільки лише 1/4 біомаси дерев переходить в цільовий продукт. При річному виробництві 100млн.т. целюлози втрати вуглецю складають 55млн.т. Основні зусилля направлені на виготовлення із деревини дошок, високоякісних волокнистих матеріалів, активованого вугілля, білків і різних хімікатів. Тому особливо важливо утилізувати старий папір, оскільки 59тис.т. макулатури економлять 120тис. кубометрів деревини і тим самим 500га лісу.
Старий текстиль крім целюлози містить синтетичні волокна. Це затрудняє його переробку, а щоб його переробляти, необхідні нові технології.
Попіл і шлаки, які залишаються після спалювання вугілля використовуються менш, ніж на 20%, в той час як на їх ліквідацію використовують великі суми грошей.
Частину попелу можна використовувати в якості наповнювача для цементу, не кажучи про інші корисні використання. Так, 1,3т. попелу бурого вугілля заміняє 1т.цементу, а крім цього цей попіл містить до 30% оксиду феруму. Якщо в попіл, нагрітий до 10000С вдувати хлороводень, то разом з током газу видуватиметься хлорид феруму. При охолодженні до 5000С виділяється оксид феруму, який можна використати, як готовий до переробки залізний концентрат.
Крім того попіл бурого вугілля містить біля 30% вапна, а також коксованого залишку вугілля. Пригадаємо, що залізна руда, вапняк і кокс – це головна сировина для металургії. Отже велике практичне значення може мати метод виготовлення заліза і силікатних будівельних матеріалів із цієї вторинної сировини.
З великою користю можна використовувати величезні кількості вапнякових і гіпсових шлаків, а також не повністю обвуглену деревину, яка залишається при відкритій розробці бурого вугілля.
Хлорид магнію створює серйозну проблему забруднення стічних вод. Використання цієї солі для знищення льоду на вулицях взимку приводить до виникнення корозії. Але із цієї солі можна добувати магній, тим більше, що в деяких країнах магній добувають з морської води, де його значно менше.
Надзвичайно важка і в той же час невідкладна проблема – переробка і повторне використання пластмас. Такі термопластмаси як полістирол і полівініл хлорид можна з успіхом повернути промисловості. Їх повторно можна використати для покриття підлоги, труб для прокладання кабелів та ін. Одним із важливих завдань хіміків і біологів треба вважати розробку нових методів утилізації великих кількостей відходів тваринництва.
Звичайно, переробка старих матеріалів і відходів вимагає значних капіталовкладень. Але використання вторинної сировини все ж дешевше, ніж переробка первинної сировини. Крім того, це приведе до створення безвідходних промислових циклів, які забезпечать одержання основних і побічних продуктів без відходів.
В листопаді 1979р. в Женеві відбулась загальноєвропейська нарада на високому рівні із співробітництва в галузі охорони навколишнього середовища, на якому було розглянуто і прийнято декілька важливих міжнародних документів. Одним з них є : «Декларація про маловідходні і безвідходні технології і використання відходів», яка підписана 34 європейськими країнами, США і Канадою. В декларації вказані причини і місця їх створення, дано рекомендації по прийняттю конкретних заходів державами і міжнародними організаціями.