Погода в Санкт-Петербурге | Pogoda78.ru

Влияние энергетики на природную среду и климат

Влияние энергетики на природную среду и климат

Все процессы, связанные с преобразованием энергии, в частности, производство, транспортировка, переработка и сжигание органического топлива, являются мощным источником антропогенного воздействия на окружающую среду. Источники негативного влияния котельных и тепловых электрических станций (ТЭС) на органическом топливе на природу можно классифицировать:

1. По характеру воздействия:

- ухудшающие качество воздуха (выбросы оксидов азота и серы, монооксида углерода CO, летучих углеводородов, пыли, сажи и ряда других загрязняющих веществ);

- изменяющие радиационно-тепловой баланс атмосферы (эмиссия парниковых газов – CO₂, CH₄, N₂O), а также выбросы, приводящие к образованию озона и сульфатного аэрозоля в нижних слоях атмосферы (выбросы NO_x и SO_x);

- нарушающие естественный тепловой режим (сброс теплоты);

- загрязнение водных объектов сточными водами.

2. По территориальному масштабу:

- локальные (ухудшение окружающей среды в непосредственной близости (до 100 км) от источника загрязнения или сброса теплоты);

- региональные (трансграничный (на несколько тысяч километров) перенос загрязняющих веществ);

- глобальные (изменения климата, разрушение озонового слоя).

Ряд веществ, образующихся в процессах, связанных с преобразованием энергии органического топлива и поступающих в атмосферу, способен оставаться в ней длительное время, измеряемое неделями, годами и даже десятилетиями; переноситься на большие расстояния и вызывать изменения окружающей среды в значительных временных и территориальных масштабах.

Наблюдения за составом атмосферы, ведущиеся систематически уже более 40 лет, свидетельствуют о значительном увеличении атмосферных концентраций основных парниковых газов, как за этот период, так и по сравнению с доиндустриальной эпохой. Производимые расчеты показывают, что антропогенная эмиссия (выброс) метана и оксида азота N₂O играет основную роль в увеличении их атмосферных концентраций.

Метеорологические наблюдения показывают, что за последние сто лет среднеглобальная температура увеличилась на 0,6 °C, из которых 0,4 °C пришлись на последние 30 лет, благодаря чему 90-е годы прошлого века были самым теплым десятилетием за всю историю метеорологических наблюдений.

Тем не менее, в последние десятилетия в мировой энергетике наблюдаются процессы, приводящие к значительному снижению ее негативного воздействия на окружающую среду. Таковыми процессами являются: изменения в топливно-энергетическом балансе, внедрение природоохранных технологий и повышение энергоэффективности экономики (повышение КПД установок преобразования энергии, снижение энергоемкости производства). Указанные тенденции уже привели к заметному снижению удельных выбросов основных парниковых газов и загрязняющих веществ в атмосферу.

Так, за счет уменьшения доли угля в мировом энергетическом балансе и повышения роли газа, ядерной энергии и возобновляемых источников энергии удельная эмиссия CO₂ снизилась за последние 50 лет примерно на 120 кг C/т у.т. Аналогичное снижение удельной эмиссии оксидов серы и азота в теплоэнергетике индустриально развитых стран связано с повышением эффективности производства электроэнергии, использованием экологически более чистого топлива и внедрением технологий подавления образования оксидов азота и очистки дымовых газов от SO_x и NO_x.

Дата добавления: 2016-12-09 ; просмотров: 1672 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Воздействие человека на окружающую среду

Каждый из нас, каждый из тех, кто считает себя частицей мирового человечества, обязан знать, какое влияние оказывает человеческая деятельность на окружающий нас мир и чувствовать на себе долю ответственности за те или иные действия. Именно человек является причиной собственных опасений по поводу природы, как дом, дающий пищу, тепло и другие условия для его нормальной жизни. Человеческая деятельность является весьма агрессивной и активно разрушающей (преобразующей) силой на нашей планете. Человек с самого начала своего развития чувствовал себя хозяином всего, что его окружает. Но, как гласит пословица: "Не руби сук, на котором сидишь". Одно неверное решение и, возможно, понадобятся десятки, а то и сотни лет на исправление роковой ошибки. Природный баланс весьма хрупок. Если серьезно не задуматься о своей деятельности, то эта самая деятельность непременно начнет душить само человечество. Это удушье уже началось в какой-то степени и если его не остановить, то оно моментально начнет развиваться с неимоверно быстрой скоростью.

Однако первые шаги навстречу природе уже делаются, природу начинают уважать, ухаживать за ней и поддерживать в ней элементарный порядок. Хотя и поступают все новые и новые загрязнения, огромное число устраняется, но это мало. Загрязнения нужно не устранять, а предотвращать.

Нужно всемирное объединение, долгая, слаженная и целенаправленная деятельность движущих и производящих сил планеты.

Но, первоначально, для того, чтобы бороться против влияния человека на окружающую природу необходимо выяснить влияние человеческой деятельности на отдельные разделы природы. Это знание позволяет человечеству более глубже изучить проблему, выяснить какие причины послужили нарушению природного баланса и ухудшению экологического состояния. Также глубокое изучение разделов природы позволяет разработать оптимальные планы исправления положения на земном шаре за более короткие сроки.

Решением проблемы окружающей природы – если учесть затраты на исследования, создание новых технологий, переоборудование производства и восстановление, хотя бы частичное, разрушенных природных систем – вырастает в едва ли не самую крупную, масштабную и дорогостоящую программу.

· Изучить воздействие человека на окружающую природу.

· Изучить последствия воздействия человека на окружающую природу.

· Выявить ошибки человечества, чтобы в дальнейшей жизни учитывать их.

· Показать реальную угрозу воздействия человека на окружающую природу.

· Привести яркие примеры влияния человека на окружающую природу.

Необходимо выявить воздействие человека на природу. Воздействие – непосредственное влияние хозяйственной деятельности человека на окружающую природную среду. Все виды воздействия можно объединить в 4 тип: преднамеренное, непреднамеренное, прямое и косвенное (опосредованное).

Преднамеренное воздействие происходит в процессе материального производства с целью удовлетворения определенных потребностей общества. К ним относятся: добыча полезных ископаемых, строительство гидротехнических сооружений (водохранилищ, оросительных каналов, ГЭС), вырубка лесов для расширения земледельческих площадей и для получения древесины и др.

Непреднамеренное воздействие возникает побочно с первым типом воздействия, в частности, добыча полезных ископаемых открытым способом приводит к понижению уровня грунтовых вод, к загрязнению воздушного бассейна, к образованию техногенных форм рельефа (карьеры, терриконы, хвостохранилища). Строительство ГЭС сопряжено с образованием искусственных водохранилищ, которые воздействуют на среду: вызывают повышение уровня грунтовых вод, меняют гидрологический режим рек и т.д. При получении энергии из традиционных источников (уголь, нефть, газ) происходит загрязнение атмосферы, поверхностных водотоков, подземных вод и пр.

Как преднамеренные, так и непреднамеренные воздействия могут быть прямыми и косвенными.

Прямые воздействия имеют место в случае непосредственного влияния хозяйственной деятельности человека на среду, в частности ирригация (орошение) непосредственно воздействует на почву и изменяет все процессы, связанные с ней.

Косвенные воздействия происходят опосредованно – через цепочки взаимосвязанных влияний. Так, преднамеренные косвенные воздействия – это применение удобрений и непосредственно влияние на урожайность культур, а непреднамеренные – влияние аэрозолей на количество солнечной радиации (в особенности в городах) и т.д.

Воздействие горного производства на среду – многообразно проявляется в прямом и косвенном воздействии на природные ландшафты. Наибольшие нарушения земной поверхности происходят при открытом способе разработки полезных ископаемых, на долю которого в нашей стране приходится более 75% объема горного производства.

В настоящее время общая площадь земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых (уголь, железные и марганцевые руды, нерудное сырье, торф и др.), а также занятых отходами горного производства, превысила 2 млн га, из которых 65% приходится на европейскую часть страны. Только в Кузбассе угольными карьерами сейчас занято более 30 тыс. га земель, в районе Курской магнитной аномалии (КМА) – не более 25 тыс. га плодородных земель.

Подсчитано, что при добыче 1 млн т железной руды нарушается до 640 га земли, марганцевой – до 600 га, угля – до 100 га. Горное производство способствует уничтожению растительного покрова, возникновение техногенных форм рельефа (карьеры, отвалы, хвостохранилища и пр.), деформации участков земной коры (особенно при подземном способе добычи полезных ископаемых).

Косвенные воздействия проявляются в изменении режима грунтовых вод, в загрязнении воздушного бассейна, поверхностных водотоков и подземных вод, а также способствуют подтоплению и заболачиванию, что в конечном итоге приводит к повышению уровня заболеваемости местного населения. Среди загрязнителей воздушной среды выделяется прежде всего запыленность и загазованность. Подсчитано, что из подземных горных выработок шахт и рудников ежегодно поступает около 200 тыс. т пыли; добыча угля в количестве 2 млрд т в год примерно из 4000 шахт в различных странах мира сопровождается выделением в атмосферу 27 млрд м 3 метана и 17 млрд м 3 углекислого газа. В нашей стране при разработке угольных месторождений подземным способом также фиксируется значительные количества метана и СО₂, поступающие в воздушный бассейн: ежегодно в Донбассе (364 шахты) и в Кузбассе (78 шахт) выбрасывается соответственно метана 3870 и 680 млн м 3 и углекислого газа – 1200 и 970 млн м 3 .

Горное производство негативно воздействует на поверхностные водотоки и подземные воды, которые сильно загрязняются механическими примесями и минеральными солями. Ежегодно из угольных шахт на поверхность откачивается около 2,5 млрд м 3 загрязненных шахтных вод. При открытых горных работах в первую очередь истощаются запасы высококачественных пресных вод. На карьерах Курской магнитной аномалии инфильтрация из хвостохранилищ препятствует снижению уровня верхнего водоноса горизонта на 50 м, что приводит к подъему уровня грунтовых вод и заболачиванию прилегающей территории.

Отрицательно влияет горное производство и на недра Земли, так как в них захороняют отходы промышленного производства, радиоактивные отходы (в США – 246 полигонов подземного захоронения) и др. В Швеции, Норвегии, Англии, Финляндии в горных выработках устраивают хранилища нефти и газа, питьевой воды, подземные холодильники и др.

Воздействие на гидросферу – человек начал оказывать существенное влияние на гидросферу и водный баланс планеты. Антропогенные преобразования вод континентов уже достигли глобальных масштабов, нарушая естественный режим даже крупнейших озер и рек земного шара. Этому способствовали: строительство гидротехнических сооружений (водохранилищ, оросительных каналов и систем переброски вод), увеличение площади орошаемых земель, обводнение засушливых территорий, урбанизация, загрязнение пресных вод промышленными, коммунальными стоками. В настоящее время в мире имеется и строится около 30 тыс. водохранилищ, объем вод которых превысил 6000 км 3 . Но 95% этого объема приходится на крупные водохранилища. В мире имеется 2442 крупных водохранилищ, при этом их наибольшее количество приходится на Северную Америку – 887 и Азию – 647. На территории бывшего СССР было построено 237 крупных водохранилищ.

В целом пока площади водохранилищ в мире составляют всего 0,3% земельных угодий, но при этом увеличивают речной сток на 27%. Однако, крупные водохранилища оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду: изменяют режим грунтовых вод, их акватории занимают большие участки плодородных земель, приводят к вторичному засолению почв.

В России крупные водохранилища (90% из 237 в б. СССР), имеющие площадь зеркала 15 млн га, занимают около 1% ее территории, но из этой величины 60 –70% составляют затопленные земли. Гидротехнические сооружения приводят к деградации речных экосистем. В последние годы в нашей стране составлены схемы улучшения природно-технического состояния и благоустройства некоторых крупных водохранилищ и каналов. Это позволит уменьшить степень их неблагоприятного воздействия на окружающую природную среду.

Воздействие на животный мир – животные вместе с растениями играют исключительную роль в миграции химических элементов, которая лежит в основе существующих в природе взаимосвязей; они также важны для существования человека как источник пищи и различных ресурсов. Однако хозяйственная деятельность человека сильно повлияла на животный мир планеты. По данным Международного союза охраны природы, с 1600 г. на Земле вымерло 94 вида птиц и 63 вида млекопитающих. Исчезли такие животные, как тарпан, тур, сумчатый волк, европейский ибис и др. Особенно пострадала фауна океанских островов. В результате антропогенного воздействия на материках возросло количество исчезающих и редких видов животных (бизон, викунья, кондор и др.). В Азии угрожающе сократилась численность таких животных, как носорог, тигр, гепард, др.

В России к началу нынешнего века отдельные виды животных (зубр, речной бобр, соболь, выхухоль, кулан) стали редкими, поэтому для их охраны и воспроизводства были организованы заповедники. Это позволило восстановить популяцию зубра, увеличить численность амурского тигра, белого медведя.

Однако в последние годы на животном мире отрицательно сказывается чрезмерное применение минеральных удобрений и пестицидов в сельском хозяйстве, загрязнение Мирового океана и др. антропогенные факторы. Так, в Швеции применение пестицидов привело к гибели прежде всего птиц-хищников (сапсан, пустельга, орлан-белохвост, филин, ушастая сова), погибают жаворонки, грачи, фазаны, куропатки и др. Аналогичная картина отмечается во многих западно-европейских странах. Поэтому при возрастающей антропогенной нагрузке многие виды животных нуждаются в дальнейшей охране и воспроизводстве.

Воздействие на земную кору – человек стал вмешиваться в жизнь земной коры, являясь мощным рельефообразующим фактором. На земной поверхности возникли техногенные формы рельефа: валы, выемки, бугры, карьеры, котлованы, насыпи, терриконы и др. Отмечены случаи прогибания земной коры под крупными городами и водохранилищами, последние в горных районах привели к увеличению естественной сейсмичности. Примеры таких искусственных землетрясений, которые были обусловлены заполнением водой котловин крупных водохранилищ, имеются в Калифорнии, США, на полуострове Индостан. Такой тип землетрясений хорошо изучен в Таджикистане на примере Нукерского водохранилища. Иногда землетрясения могут вызываться откачиванием или закачиванием отработанных вод с вредными примесями глубоко под землю, а также интенсивной добычей нефти и газа на крупных месторождениях (США, Калифорния, Мексика).

Наибольшее воздействие на земную поверхность и недра оказывает горное производство, особенно при открытом способе добычи полезных ископаемых. Как уже отмечалось выше, при этом способе изымаются значительные площади земельных угодий, происходит загрязнение окружающей среды различными токсикантами (особенно тяжелыми металлами). Локальные прогибания земной коры в районах добычи угля известны в Силезском районе Польши, в Великобритании, в США, Японии и др. Человек геохимически изменяет состав земной коры, добывая в огромном количестве свинец, хром, марганец, медь, кадмий, молибден и др.

Антропогенные изменения земной поверхности также связаны со строительством крупных гидротехнических сооружений. К 1988 г. во всем мире построено более 360 плотин (высотой 150 – 300 м), из них в нашей стране 37. Суммарное воздействие веса плотин, а также процессы выщелачивания приводят к значительной осадке их оснований с образованием трещин (в основании плотины Саяно-Шушенской ГЭС отмечены трещины длиной до 20 м). Большая часть Пермской области ежегодно оседает на 7 мм, так как чаша Камского водохранилища с огромной силой давит на земную кору. Максимальные величины и скорости просадки земной поверхности, вызываемые заполнением водохранилищ, значительно меньше, чем при добыче нефти и газа, больших откачках подземных вод.

Для сравнения укажем, что Японские города Токио и Осака из-за откачки подземных вод и уплотнения рыхлых пород за последние годы опустились на 4 м (при ежегодной скорости осадки до 50 см). Таким образом, только детальные исследования взаимосвязей природных и антропогенных рельефообразующих процессов помогут устранить нежелательные последствия воздействия хозяйственной деятельности человека на земную поверхность.

Воздействие на климат – в некоторых регионах земного шара в последние годы эти воздействия стали критическими и опасными для биосферы и для существования самого человека. Ежегодно в результате хозяйственной деятельности человека во всем мире поступление загрязняющих веществ в атмосферу составило: диоксида серы – 190 млн т, оксидов азота – 65 млн т, оксидов углерода – 25,5 млн т и т.д. Ежегодно при сжигании топлива кроме того выбрасывается более 700 млн тонн пылеватых и газообразных соединений. Все это приводит к увеличению концентрации в атмосферном воздухе антропогенных загрязнителей: моноксида и диоксида углерода, метана, оксидов азота, диоксида серы, озона, фреонов и др. Они оказывают существенное воздействие на глобальный климат, вызывая негативные последствия: "парниковый эффект", истощение "озонного слоя", кислотные дожди, фотохимический смог и др.

Увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере привело к глобальному потеплению климата: средняя температура воздуха повысилась на 0,5-0,6 0 С (по сравнению с доиндустриальным периодом), а к началу 2000 г. это повышение составит 1,2 0 С и к 2025 г. может достигнуть 2,2–2,5 0 С. Для биосферы Земли такое изменение климата может иметь как отрицательные, так и положительные экологические последствия.

К первым можно отнести: повышение уровня Мирового океана (современная скорость подъема вод составляет примерно 25 см за 100 лет) и его отрицательные последствия; нарушения стабильности "вечной мерзлоты" (увеличение протаивания грунтов, активизация термокарства) и др.

К положительным факторам следует отнести: увеличение интенсивности фотосинтез, что может оказывать благоприятное влияние на урожайность многих сельскохозяйственных культур, а в некоторых регионах – на ведение лесного хозяйства. Кроме того, такие изменения климата могут оказать воздействие на речной сток крупных рек, а значит и на водное хозяйство в регионах. Палеогеографический подход (с учетом климатов прошлого) к данной проблеме поможет дать прогноз изменений не только климатов, но и других компонентов биосферы в будущем.

Воздействие на морские экосистемы – оно проявляется в ежегодном поступлении на акватории водоемов огромного количества загрязняющих веществ (нефть и нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества, сульфаты, хлориды, тяжелые металлы, радионуклиды и др.). Все это вызывает в конечном итоге деградацию морских экосистем: эвтрофирование, снижение видового разнообразия, замена целых классов донной фауны на устойчивые к загрязнению, мутагенность донных осадков и пр. Результаты экологического монитора морей России позволили ранжировать последние по степени деградации экосистем (в порядке убывания масштабов изменений): Азовское – Черное – Каспийское – Балтийское – Японское – Баренцево – Охотское – Белое – Лаптевых – Карское – Восточно-Сибирское – Берингово – Чукотское моря. Очевидно, что наиболее ярко негативные последствия антропогенного воздействия на морские экосистемы проявляются в южных морях России.

Для решения экологических проблем морей в рамках специальной Программы комплексного экологического мониторинга океана уже проводятся широкие исследования с целью прогноза состояния природной среды в бассейнах южных морей.

Таким образом, в заключение из изложенного материала можно сделать вывод о том, что однонаправленная деятельность человека может повлечь за собой колоссальные разрушения в природной экосистеме, что повлечет в дальнейшем огромные затраты на восстановление.

Влияние погодных условий на организм человека

В любом явлении окружающей нас природы существует строгая повторяемость процессов: день и ночь, прилив и отлив, зима и лето. Ритмичность наблюдается не только в движении Земли, Солнца, Луны и звезд, но и является неотъемлемым и универсальным свойством живой материи, свойством, проникающим во все жизненные явления - от молекулярного уровня до уровня целого организма.

В ходе исторического развития человек приспособился к определенному ритму жизни, обусловленному ритмическими изменениями в природной среде и энергетической динамикой обменных процессов.

В настоящее время известно множество ритмических процессов в организме, называемых биоритмами. К ним относятся ритмы работы сердца, дыхания, биоэлектрической активности мозга. Вся наша жизнь представляет собой постоянную смену покоя и активной деятельности, сна и бодрствования, утомления от напряженного труда и отдыха. В организме каждого человека, подобно морским приливам и отливам, вечно царит великий ритм, вытекающий из связи жизненных явлений с ритмом Вселенной и символизирующий единство мира.

Центральное место среди всех ритмических процессов занимают суточные ритмы, имеющие наибольшее значение для организма. Реакция организма на любое воздействие зависит от фазы суточного ритма (то есть от времени суток). Эти знания вызвали развитие новых направлений в медицине - хронодиагностики, хронотерапии, хронофармакологии. Основу их составляет положение о том, что одно и то же средство в различные часы суток оказывает на организм различное, иногда прямо противоположное воздействие. Поэтому для получение большего эффекта важно указывать не только дозу, но и точное время приема лекарств.

Климат также оказывает серьезное воздействие на самочувствие человека, воздействуя на него через погодные факторы. Погодные условия включают в себя комплекс физических условий: атмосферное давление, влажность, движение воздуха, концентрацию кислорода, степень возмущенности магнитного поля Земли, уровень загрязнения атмосферы.

При резкой смене погоды снижается физическая и умственная работоспособность, обостряются болезни, увеличивается число ошибок, несчастных и даже смертных случаев.

Большинство физических факторов внешней среды, во взаимодействии с которыми эволюционировал человеческий организм, имеют электромагнитную природу.

Хорошо известно, что возле быстро текущей воды воздух освежает и бодрит. В нем много отрицательных ионов. По этой же причине нам представляется чистым и освежающим воздух после грозы.

Наоборот, воздух в тесных помещениях с обилием разного рода электромагнитных приборов насыщен положительными ионами. Даже сравнительно непродолжительное нахождение в таком помещении приводит к заторможенности, сонливости, головокружениям и головным болям. Аналогичная картина наблюдается в ветреную погоду, в пыльные и влажные дни. Специалисты в области экологической медицины считают, что отрицательные ионы положительно влияют на здоровье, а положительные - негативно.

Изменения погоды не одинаково сказываются на самочувствии разных людей. У здорового человека при изменении погоды происходит своевременное подстраивание физиологических процессов в организме к изменившимся условиям внешней среды. В результате усиливается защитная реакция, и здоровые люди практически не ощущают отрицательного влияния погоды.

Виды воздействия на окружающую среду

Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» впервые закрепил принцип, согласно которому негативное воздействие на окружающую среду является платным (пункт 1 статьи 16).

К видам негативного воздействия на окружающую среду пункт 2 статьи 16 Федерального закона «Об охране окружающей среды» относит:

— выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ и иных веществ;

— сбросы загрязняющих веществ, иных веществ и микроорганизмов в поверхностные водные объекты, подземные водные объекты и на водосборные площади; — загрязнение недр, почв; размещение отходов производства и потребления; загрязнение окружающей среды шумом, теплом, электромагнитными, ионизирующими и другими видами физических воздействий;

— иные виды негативного воздействия на окружающую среду.

При этом, в силу статьи 16 Федерального закона «Об охране окружающей среды» внесение платы за негативное воздействие на окружающую среду не освобождает субъектов хозяйственной и иной деятельности от выполнения мероприятий по охране окружающей среды и возмещению вреда окружающей среде — осуществление заказчиком и (или) субъектом хозяйственной и иной деятельности, включая деятельность по изъятию компонентов природной среды, предполагает обязанность этих лиц возместить вред окружающей среде, в том числе когда на проект такой деятельности имеется положительное заключение государственной экологической экспертизы (статья 77 Федерального закона «Об охране окружающей среды»).

Виды негативного воздействия на окружающую среду

Загрязнение окружающей среды — изменение качества среды, способное вызвать отрицательные последствия.

Загрязнением (в узком смысле) считается привнесение в какую-либо среду новых, нехарактерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня этих агентов.

Загрязнение может иметь естественное и искусственное происхождение.

Классификация загрязнений

1.Механическое — загрязнение среды агентами, оказывающими лишь механическое воздействие без физико-химических последствий (строительный мусор, бутылки ПЭТ и т.д.).

2. Химическое — изменение химических свойств среды, оказывающих отрицательное воздействие на экосистемы и технологические устройства.

3. Физическое — изменение физических параметров среды: температурно-энергетических (тепловое), волновых (световое, шумовое, электромагнитное и т. п.), например:

3.1.Тепловое (термальное) — повышение температуры среды, главным образом в связи с промышленными отходами газов и воды, в меньшей степени — твердыми отходами (металлургические шлаки).

3.2 Световое — нарушение естественной освещенности местности в результате действия искусственных источников света (это приводит к аномалиям в жизни растений и животных).

3.3. Шумовое — увеличение интенсивности шума сверх природного уровня.

3.4. Электромагнитное — изменение электромагнитных свойств среды (от линий элетропередачи, радио и телевидения, работы некоторых промышленных установок и др.) приводит к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах.

4.Радиационное — превышение естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ.

5. Биологическое — проникание в экосистемы и технологические устройства видов животных и растений, чуждых данным сообществам и устройствам, в том числе:

5.1.Биотическое — распространение, как правило, нежелательных с точки зрения людей биогенных веществ (выделений, мертвых тел и др.) на территории, где они раньше не наблюдались.

а) увеличение численности популяции микроорганизмов, связанное с их массовым размножением на антропогенных субстратах или в средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека;

б) приобретение ранее безвредной формой микроорганизмов патогенных свойств или способности подавлять другие организмы в сообществах.

Перечисленные виды загрязнений взаимосвязаны и каждый из них может явиться толчком для возникновения других видов загрязнения: например, химическое загрязнение атмосферы может способствовать повышению вирусной активности, а следовательно, биологическому загрязнению.

Более спорным является ответ на вопрос — в каких количественных пределах происходящие изменения свойств среды могут рассматриваться как ее загрязнение.

Чаще всего загрязнением считают лишь поступление, привнесение в среду, нахождение в ней различных агентов. Однако уменьшение количества какого-либо компонента в окружающей среде (например, кислорода в атмосферном воздухе) также негативно отражается на человеке и других биологических объектах и, следовательно; должно квалифицироваться как загрязнение.

Оптимальные для жизни и деятельности человека условия окружающей среды находятся в определенных, относительно узких пределах.

Существуют верхняя и нижняя критические границы параметров окружающей среды, достижение которых угрожает наступлением необратимых сдвигов в биологической системе и в ее отдельных звеньях.

Например, тяжелые металлы в значительных количествах — сильные яды, в малых дозах — необходимы для человека, иначе возникают тяжелые функциональные расстройства; здоровью вреден и излишний шум, и его полное отсутствие.

Источники загрязненийвесьма разнообразны: промышленные предприятия, теплоэнергетический комплекс, бытовые отходы, отходы животноводства, транспорта, а также химические вещества, намеренно вводимые человеком в экосистемы для защиты полезных продуцентов, вредителей, болезней, сорняков.

С экологических позиций загрязнение означает не просто внесение в атмосферу, почву или воду тех или иных чуждых им компонентов — в любом случае объектом загрязнения является элементарная структурная единица биосферы — биогеоценоз, вследствие чего данная экосистема разрушается или снижается ее продуктивность.

Загрязнение среды — сложный многообразный процесс.

Воздействие человека на биосферу сводится к четырем главным формам:

— изменение структуры земной поверхности (распашка степей, вырубка лесов, мелиорация, создание искусственных озер и морей и другие изменения режима поверхностных вод);

— изменение состава биосферы, круговорота и баланса слагающих ее веществ (изъятие ископаемых, создание отвалов, выброс различных веществ в атмосферу и водные объекты, изменение влагооборота);

— изменение энергетического баланса отдельных регионов земного шара и всей планеты;

— изменения, вносимые в биоту в результате истребления некоторых видов, создания новых пород животных и сортов растений, перемещения их на новые места обитания.

Различают загрязнители, разрушаемые биологическими процессами и не разрушаемые (стойкие).

Первые входят в естественные круговороты веществ и поэтому быстро исчезают, подвергаясь разрушению биологическими агентами. Вторые не входят в естественные круговороты веществ, передаются по пищевым цепям и накапливаются.

Объектами загрязнения служат основные компоненты экотопа (местообитание биотического существа): атмосфера, вода, почва.

Косвенными объектами загрязнения являются составляющие биоценоза — растения, животные, микроорганизмы.

В конечном итоге объектом загрязнения служит элементарная структурная единица биосферы — биогеоценоз. Изменения, вызванные загрязнением среды, означают изменение режимов различных экологических факторов, отклонение их от требований того или иного организма (звена в пищевой цепи.).

При этом нарушаются процессы обмена веществ, снижается интенсивность ассимиляции и продуктивность биогеоценоза в целом.

Т.о., с экологических позиций загрязнением ОС следует называть любое внесение в ту или иную экосистему не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, их ассимиляцию, поток энергии, вследствие чего данная экосистема разрушается или снижается ее продуктивность.

Виды негативного воздействия на землю. Деградация земель – совокупность процессов, приводящих к изменению функций почв, количественному и качественному ухудшению их состава и свойств. Агроистощение; Заболачивание; Эрозия.

Загрязнение земель – антропогенная деятельность, влекущая ухудшение качества земель, характеризующееся увеличением либо появлением химических веществ или уровня радиации по сравнению с ранее существовавшими значениями.

Влияние электроэнергетики на окружающую среду

Энергетика – один из источников неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека. Краткая экологическая характеристика основных объектов электроэнергетики, на базе которых может осуществляться ее развитие, свидетельствует о том, что все они оказывают то или иное отрицательное воздействие на окружающую среду.

Практически нет объектов, которые совсем не влияют на окружающую среду.

Энергетика влияет на атмосферу (потребление кислорода, выбросы газов, влаги и твердых частиц), гидросферу (потребление воды, создание искусственных водохранилищ, сбросы загрязненных и нагретых вод, жидких отходов) и на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение ландшафта, выбросы токсичных веществ).

В то же время ни в коем случае нельзя считать все объекты электроэнергетики экологически равноценными.

Наибольшее число отрицательных воздействий связано с развитием и эксплуатацией ТЭС.

Тепловые электростанции, сжигающие органические виды топлива, неблагоприятно влияют практически на все сферы окружающей среды и подвергают природу всем рассмотренным видам воздействий, включая выбросы радиоактивных веществ в составе летучей золы дымовых газов, которые по оценкам ряда специалистов превышают объем радиационных выбросов АЭС при их нормальной эксплуатации.

Радиоактивные вещества, содержащиеся в первичном топливе, выносятся за пределы ТЭС с твердыми частицами (золой) и рассеиваются с дымовыми газами на огромной территории.

Отрицательное воздействие ТЭС усугубляется тем, что их работа должна обеспечиваться постоянной добычей топлива (топливная база), сопровождаемой дополнительными отрицательными воздействиями на окружающую среду: загрязнением воздушного бассейна, воды и земли; расходом земельных и водных ресурсов, истощением невозобновляемых запасов топлива (природных ископаемых ресурсов).

Загрязнение природной среды происходит также при транспортировании топлива, как в виде его прямых потерь, так и в результате расхода энергоресурсов на его перевозку, которая в среднем по территории России производится на расстоянии около 800 км.

Общая сумма позиций, по которым определяется отрицательное воздействие объектов электроэнергетики на окружающую среду, оказалась наибольшей для ТЭС, использующих органическое топливо.

По такой качественной оценке воздействия на окружающую среду на втором месте находятся атомные электростанции с их топливной базой.

Среди факторов неблагоприятного воздействия АЭС такие грозные, как радиационная опасность.

Среди большого числа загрязнителей воздуха (более 200) выделяются пять основных, на долю которых приходится 90-95 % валового выброса вредных веществ в различных регионах страны.

К ним относятся: твердые частицы (пыль, зола); оксиды серы; оксиды азота; оксиды углерода; углеводороды. В электроэнергетике к основным загрязняющим атмосферу веществам относятся три первых. Выбросы электроэнергетики достигают 1/3 общего количества вредных веществ, поступающих в атмосферу от стационарных источников.

Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу электростанциями за 10-летний период заметно снизилось, хотя выработка электроэнергии за тот же период возросла на 27 %.

Это снижение обеспечено за счет изменения структуры генерирующих мощностей, совершенствования систем золоочистки, увеличения доли используемого природного газа, уменьшения количества сжигаемого на электростанциях высокосернистого мазута и снижения средней сернистости углей.

По уровню опасности основные выбросы электростанций относятся к III классу, т.е. не являются самыми опасными. Наряду с рассмотренными выше основными загрязняющими атмосферу веществами в дымовых газах электростанций имеется некоторое количество еще более вредных, в том числе канцерогенных, веществ, относящихся к I классу опасности. Установлено, что существенные количества канцерогенных веществ образуются при слоевом сжигании топлива. Сжигание же топлива в пылеугольных топках снижает количество выбросов канцерогенных веществ на четыре порядка.

Бензапирен и другие канцерогенные вещества хоть и присутствуют в продуктах сгорания электростанций, но в таких небольших дозах, что определяют не более 3-4 % токсичности продуктов сгорания мощных ГРЭС.

Строительство крупных ТЭС, сжигающих твердое топливо в пылеугольных топках или природный газ, способно существенным образом улучшить канцерогенную обстановку в населенных пунктах за счет отказа от большого числа мелких котельных, в выбросах которых на четыре порядка больше канцерогенных веществ, чем у крупных электростанций.

Тем более что и осуществляются эти выбросы через низкие трубы, не способствующие их достаточному рассеиванию.

При сгорании в топках котлов электростанций органического топлива образуются твердые и газообразные вредные вещества (так называемые «отходящие»), транспортируемые в составе дымовых газов по газоходам котла в дымовую трубу. Часть «отходящих» вредных компонентов поглощается другими составляющими дымовых газов (например, оксиды серы частично поглощаются золой) в котле и в процессе движения по газоходам.

На выходе из дымовой трубы они улавливаются специальными устройствами, например золоуловителями. Все, что не поглощено и не уловлено, выбрасывается в атмосферу. Эти не уловленные и не поглощенные вредные вещества называются «вредными выбросами» или просто «выбросами».

С дымовыми газами ТЭС в атмосферу поступает большое количество различных вредных веществ.

Самая большая доля их приходится на золу (твердые частицы), оксиды серы и азота, выбросы которых нормируются и рассчитываются на перспективу.

Другие выбросы (СО и СО2) не учитываются и не контролируются, т. к. в условиях нормальной эксплуатации монооксид углерода в выбросах ТЭС отсутствует. В связи с этим выбросы монооксида углерода не учитываются, как и выбросы диоксида СО2, объем которого очень велик. Этот газ не токсичен и в природном цикле служит источником получения кислорода в процессе фотосинтеза растений.

Ученые ряда стран отмечают нарастание концентрации СО2 в атмосферном воздухе, что, по-видимому, является результатом увеличения его выброса в связи с сжиганием все возрастающего количества органического топлива в мире, в том числе и на электростанциях, а также сокращения площади лесных массивов из-за интенсивной вырубки лесов во всех регионах Земли, и особенно в бассейне р.

Амазонки, леса которого по праву считаются легкими планеты. Повышение концентрации СО2 в атмосфере планеты способно оказать глобальное влияние на климат планеты, создавая так называемый «парниковый эффект», ведущий к увеличению средней температуры воздуха, таянию ледников, повышению уровня мирового океана, затоплению обширных прибрежных районов Земли и другим неблагоприятным воздействиям.

При экологическом сопоставлении вариантов развития электроэнергетики следует учитывать, что при прочих равных условиях источники электроэнергии, сжигающие органические виды топлива и выбрасывающие большое количество СО2, имеют определенный минус по сравнению с электростанциями, принципиально не влияющими на создание «парникового эффекта».

К их числу относятся в первую очередь гидроэлектростанции, а также АЭС и электростанций на альтернативных источниках.

Говоря о воздействии на температурные условия окружающей среды, уместно, по-видимому, остановиться на нарушениях теплового баланса в результате прямых выбросов теплоты, связанных с работой электростанций.

Практически вся тепловая энергия, выделяющаяся при использовании топлива (как органического, так и ядерного), идет на пополнение теплового баланса планеты и, естественно, баланса того локального района, в котором размещается электростанция.

При сжигании органического топлива в окружающую среду дополнительно поступает та тепловая энергия, которая была накоплена в нем за миллионы лег существования Земли.

Дополнительное поступление теплоты в окружающую среду связано в первую очередь с несовершенством процесса преобразования тепловой энергии в электрическую (КПД преобразования для обычных ТЭС находится на уровне 35 %, а для АЭС 30 %). Имеют место тепловые потери в электрических сетях (8-10 %), потери в процессе преобразования электроэнергии в энергию механическую, тепловую и т.д.

Сравнивая воздействие различных источников электроэнергии на окружающую среду, необходимо принимать во внимание только тот прирост теплоты в общем тепловом балансе Земли или района, который связан с различными условиями использования первичных энергоресурсов.

В этом отношении наиболее чистыми источниками являются гидроэлектростанции, которые практически не влияют на тепловой баланс Земли.

Они, по существу, позволяют полезно использовать только ту возобновляемую часть солнечной энергии, которая постоянно поступает на Землю и формирует ее естественный тепловой баланс.

При создании гидроэлектростанций значительная часть потенциальной энергии водотока превращается в электрическую энергию, которая полезно расходуется в народном хозяйстве.

Коэффициент полезного действия ГЭС высок и находится на уровне 90-95 %.

Тепловая электростанция для производства такого же количества электроэнергии нуждается в использовании невозобновляемой энергии, накопленной в топливе, которая в меру своих масштабов нарушает тепловой баланс планеты.

Тепловой баланс АЭС складывается еще хуже.

Полезно используемая энергия современных АЭС составляет только 1/3 энергии, выделяемой в результате ядерных реакций.

Энергетический блок АЭС мощностью 1 млн. кВт имеет тепловую мощность 3 млн. кВт. Соответственно при развитии АЭС возрастают размеры поступления теплоты в баланс Земли и концентрированно в тепловой баланс района размещения АЭС.

Огромное количество сбросной тепловой энергии ТЭС и АЭС является потенциальным ресурсом для его полезного использования.

Надежные способы оценки реального вклада выбросов теплоты ТЭС и АЭС в глобальное потепление климата на Земле в настоящее время отсутствуют.

Поэтому при сопоставлении вариантов развития электроэнергетики вклад электростанций в нарушение теплового баланса Земли можно учитывать только качественно, имея в виду, что практически чистыми в этом отношении являются только гидроэлектростанции, а из ТЭС и АЭС предпочтение по этому показателю должно отдаваться ТЭС на органических видах топлива.

Наименьшее количество воздействий среди традиционных источников электроэнергии оказывают гидроэлектростанции.

Это дает основание считать их наиболее экологически чистыми источниками электроэнергии из числа традиционных. При этом ряд сред (воздух, земля) вообще не загрязняется при работе гидроэлектростанций.

Большое преимущество ГЭС заключается также в том, что их воздействие ограничивается локальными зонами водохранилищ и что они используют только возобновляемую энергию водотока, не нуждаются в топливных базах и транспортировании топлива и не расходуют невозобновляемых полезных ископаемых.

Среди неблагоприятных воздействий ГЭС главным является затопление обширных территорий, которое и определяет экологическое лицо ГЭС.

Число отрицательных воздействий на окружающую среду нетрадиционных источников электроэнергии, как правило, невелико, за исключением геотермальных электростанций.

Увеличение мощности и выработки электроэнергии, необходимое для обеспечения прироста потребительского спроса на электроэнергию, создает предпосылки для усиления отрицательного воздействия электроэнергетики на окружающую среду.

Дополнительные воздействия могут выражаться в изъятии земельных и водных ресурсов, загрязнении земель, вод и атмосферного воздуха.

В связи с этим одной из важнейших проблем экологической оптимизации развития электроэнергетики является всемерное сокращение этих воздействий с использованием различных природоохранных мероприятий.

Среди природоохранных мероприятий в электроэнергетике могут быть выделены две принципиально различные группы.

К первой из них относятся технические мероприятия, осуществляемые на объектах электроэнергетики и способствующие сокращению на них вредных выбросов и сбросов, снижению концентрации вредных веществ, а также ресурсосбережение, утилизация отходов производства и т.д.

Ко второй группе природоохранных мероприятий могут быть отнесены такие, которые обеспечивают снижение отрицательного воздействия на окружающую среду за счет оптимизации топливно-энергетического баланса электроэнергетики, оптимизации структуры и размещения электростанций.

Возможности первой группы природоохранных мероприятий определяются техническим прогрессом в энергомашиностроении, качеством разработки проектных решений по объектам электроэнергетики, полнотой учета при проектировании требований охраны окружающей среды, экономической и социальной приемлемостью предлагаемых решений.

Мероприятия второй группы исследуются и применяются с учетом того, что на объектах в полной мере реализуются мероприятия первой группы, т.е.

мероприятия второй группы не заменяют, а дополняют комплекс мероприятий первой группы. Возможности второй группы природоохранных мероприятий в структурной оптимизации определяются качественными и количественными характеристиками топливно-энергетических ресурсов рассматриваемого региона, набором альтернативных источников, которые могут быть использованы для покрытия прироста электропотребления (ГЭС, АЭС, ГРЭС и т. д.), их размещением, экологическими и экономическими характеристиками.

На условия оптимизации развития и размещения объектов электроэнергетики существенное влияние может оказать состояние окружающей среды в районе, включая наличие земельных и водных ресурсов, уровень фонового загрязнения окружающей среды.

Очевидно, что в случае повышенного уровня загрязненности окружающей среды могут возникнуть условия, при которых размещение здесь электростанции без нарушения санитарных норм окажется невозможным даже при использовании всех доступных мероприятий первой группы. В этом случае радикальным средством охраны природы в данном районе может быть вынос электростанции в другой, более благоприятный в экологическом отношении район, либо изменение вида топлива или типа электростанции.

Важно при этом подчеркнуть, что в любых вариантах развития и размещения электростанций, при любом наборе объектных природоохранных мероприятий обязательным является обеспечение норм охраны природной среды и безопасности человека.

Из изложенного следует, что реализация системных мероприятий в значительной мере зависит от специфических особенностей рассматриваемого региона, которые в каждом отдельном случае должны изучаться индивидуально.

Антропогенное воздействие на погоду и климат.

Среди глобальных проблем биосферы, обусловленных антропогенным воздействием, наиболее значительной является проблема возможного непреднамеренного изменения климата планеты. По прогнозам ученых, в ближайшие полстолетия температура Земли повысится на 2 –3oС. (За каждые сто лет температура Земли повышается в среднем на 6 – 8oС.)

Причиной такого термического разогрева является:

1. прямое нагревание атмосферы;

2. атмосфера может получить некоторое количество дополнительного тепла из-за уменьшения альбедо (альбедо – величина, характеризующая отражательную способность любой поверхности, связанную с ее физическими свойствами, выражающуюся отношением отраженного потока лучистой энергии ко всему упавшему на поверхность потоку, среднее альбедо Земли – 0,39, Луны – 0,07) земной поверхности при ее орошении, создании водохранилищ, строительстве зданий и дорог, изменений лесистости;

3. существенным антропогенным фактором является усиление «парникового эффекта» атмосферы из-за накопления в ней углекислого газа, а также ряда других газов, составляющих малые примеси к атмосферному воздуху (метан, оксиды азота, фреоны и тропосферный озон).

Изменение климата — колебания климата Земли в целом или отдельных её регионов с течением времени, выражающиеся в статистически достоверных отклонениях параметров погоды от многолетних значений за период времени от десятилетий до миллионов лет. Учитываются изменения, как средних значений погодных параметров, так и изменения частоты экстремальных погодных явлений.

«Парниковый эффект» - Задержка тепла атмосферой – нормальный процесс, происходивший и до появления человека на Земле. Суть этого процесса в том, что примерно 30 % энергии, идущей от Солнца, отражается от облаков, от частиц, содержащихся в атмосфере, от поверхности Земли. Остальные 70 % поглощаются облаками и поверхностью Земли. Поглощенная энергия переизлучается Землей и атмосферой уже в инфракрасном (ИК) диапазоне. Большая часть ИК-переизлучения, однако, задерживается парниковыми газами и облаками и возвращается к поверхности Земли. Так возникает «парниковый эффект». Погода — это ежедневное состояние атмосферы. Погода является хаотичной не линеарной динамической системой. Диоксид углерода задерживает половину тепла в атмосфере, однако у него есть конкурент – метан (СН₄) – гораздо более эффективный поглотитель инфракрасного излучения (хотя и содержащийся в атмосфере в существенно меньших количествах). Интенсивное возделывание риса, разведение скота, сжигание биомассы в тропических лесах и саваннах, деятельность бактерий на свалках отходов, утечка газа при добыче угля и нефти – вот источник появления в атмосфере метана в значительных количествах.

По прогнозам ученых, потепление климата, вызываемое метаном, может в ближайшем будущем сравняться по величине с потеплением, обусловленным накоплением в атмосфере СО₂.

Литосфера. Разработка недр и ее негативное воздействие на окружающую среду. Другие антропогенные воздействия на литосферу.

Литосфера — внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору с частью верхней мантии Земли и состоит из осадочных, изверженных и метаморфических пород. Нижняя граница литосферы нечеткая и определяется резким уменьшением вязкости пород, изменением скорости распространение сейсмических волн и увеличением электропроводности пород. Толщина литосферы на континентах и под океанами различается и составляет в среднем соответственно 25— 200 и 5—100км.

РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, процесс извлечения полезных ископаемых или строительных материалов из недр Земли. Включает подземные, наземные и подводные технологии. Под разработкой месторождений подразумевается, прежде всего, удаление почвы и горной породы, скрывающих полезные ископаемые, в шахтах и карьерах. Однако нефть, природный газ и сера извлекаются из недр Земли при помощи иных технологий, отличающихся от традиционного представления о «шахтном деле». Разработка месторождения включает четыре стадии: разведка, оценка, определение качества и объема запасов руды и добыча руды, когда ценные залежи обнаруживают и наносят на карту, решаются вопросы о способах добычи руды, дополнительной подготовке участка и технологии удаления почвы и горной породы. Негативные изменения в литосфере при освоении недр.

Изменение рельефа местности (карьерные выемки, терриконы, отвалы, хвостохранилища и др.);

Активизация опасных геологических процессов (карст, оползни) Оседание сдвижение горных пород;

Изменение физических полей (геотемпературного и др.), особенно в районах вечной мерзлоты;

Химическое загрязнение почв, механическое нарушение почв.

В процессе преобразования литосферы человек извлек 125 млрд т угля, 32 млрд т нефти, более 100 млрд т других полезных ископаемых. Распахано более 1500 млн га земель, заболочено и засолено 20 млн га. Эрозией за последние сто лет уничтожено 2 млн га, площадь оврагов превысила 25 млн га. Высота терриконов достигает 300 м, горных отвалов — 150 м, глубина шахт, пройденных для добычи золота, превышает 4 км (Южная Африка), нефтяных скважин — 6 км.