77392

Экологические проблемы энергетики

Реферат

Энергетика

При сжигании ископаемых топлив образуется множество различных загрязнений: оксиды азота сернистый газ зола а также тяжелые металлы и канцерогенные углеводороды. Структура первичных загрязнителей воздуха Основные источники Доля в общем количестве выбросов Оксид углерода CO Углеводороды CmHn Оксиды серы SOx Оксиды азота NOx Твердые частицы Выбросы двигателей транспортных средств 58 52 51 3 Промышленное производство 11 14 20 1 51 Электростанции 2 2 78 44 26 Складирование твердых отходов 8 4 1 2 5 Испарение растворителей 27 Лесные...

Русский

2015-02-02

78 KB

4 чел.

2. НЕТРАДИЦИОННЫЕ и ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

02. Экологические проблемы энергетики [1, С. 27–32], [2, С. 43–47]

Использование традиционных источников энергии ограничивается, в том числе, и по экологическим соображениям.

Все возрастающий рост добычи и потребления ископаемых топлив, условия работы ТЭС и АЭС влекут за собой многочисленные и трудно разрешимые проблемы загрязнения окружающей среды: теплового, вредными компонентами, входящими в состав продуктов сгорания, радиоактивного (последнее – в случае АЭС). Указанные факторы оказывают негативное воздействие на климат, флору и фауну и, в том числе, на организм человека.

Кроме того, антропогенные факторы разрушают химические процессы, регулирующие основы экосистемы.

Например, углекислый газ, который миллионы лет накапливался в недрах Земли в виде угля и нефти и при этом удалялся с поверхности планеты, человек за несколько десятилетий снова выбросил в атмосферу. Это обстоятельство, наряду с ежегодными антропогенными выбросами миллиардов тонн пыли, копоти и сажи, становится одним из самых мощных факторов изменения климата. Наблюдается повышение среднемировой температуры, например, с 13,87 °С в 1950 г. до, по различным данным, 14,5…14,6 °С в 2014 г. При этом чем больше повышается температура, тем меньше способен океан поглощать сажу. Установлено, что ее содержание в океане в 50 раз выше, чем в атмосфере. По мере повышения температуры вод океана снижается их способность абсорбировать сажу из атмосферы. Это, в свою очередь, обусловливает более интенсивный рост парникового эффекта.

Повышение среднемировой температуры нарушает и другие природные явления и ритмы. Так, таяние ледников не только повышает уровень Мирового океана, что означает затопление миллионов гектар суши, но и может способствовать изменению направления океанских течений, что вызовет глобальную катастрофу.

Добыча, производство, переработка, хранение и использование топливно-энергетических ресурсов объективно оказывают негативное воздействие на природную среду, изменяется ландшафт, потребляется большое количество пресной воды и кислорода, загрязняются все элементы окружающей среды продуктами сгорания топлива, твердыми и жидкими отходами. В России с производством и потреблением топлива, включая транспорт, связано свыше 70 % вредных выбросов в атмосферу, около трети сточных вод и твердых отходов всех отраслей народного хозяйства. При сжигании ископаемых топлив образуется множество различных загрязнений: оксиды азота, сернистый газ, зола, а также тяжелые металлы и канцерогенные углеводороды.

Структура продуктов антропогенной деятельности, являющихся первичными загрязнителями окружающей среды приведена в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Структура первичных загрязнителей воздуха

Основные источники

Доля в общем количестве выбросов, %

Оксид углерода CO

Углеводороды CmHn

Оксиды серы SOx

Оксиды азота NOx

Твердые частицы

Выбросы двигателей транспортных средств

58

52

51

3

Промышленное производство

11

14

20

1

51

Электростанции

2

2

78

44

26

Складирование твердых отходов

8

4

1

2

5

Испарение растворителей

27

Лесные пожары

19

1

9

Прочие источники

2

1

1

1

6

Как видно из табл. 2.1, состояние воздушной среды определяется в основном объемами и условиями переработки и сжигания топлива в стационарной энергетике и на транспорте. С продуктами сгорания топлива поступает в атмосферу основная масса золы, сажи, оксидов серы и азота, углеводородов и канцерогенных веществ.

В районах действия крупных ГРЭС и предприятий топливной промышленности ежегодно на 1 км2 территории осаждается до 20 т соединений серы, до 50 т других легкорастворимых химических соединений, до 1000 т ограниченно растворимых твердых продуктов. В составе твердых продуктов в почву поступает до 0,5 т/км2 токсичных микроэлементов и канцерогенных веществ.

Крупные ТЭС создают повышенные локальные концентрации вредных компонентов на территории 400…500 км2, увеличивают минерализацию воды в реках, ухудшают их гидрохимические и гидробиологические характеристики.

Добыча и использование твердого топлива связаны с выходом большого количества твердых отходов (свыше 1,6 млрд. т в год), которые вызывают загрязнение атмосферы, почвы и поверхностных вод вредными компонентами, требуют вывода земель из полезного использования, приводят к нарушению ландшафта. Особенно велик ущерб, причиняемый окружающей среде золошлаковыми отходами, объем которых достигает 100 млн. т в год.

В 1997 г. было достигнуто соглашение – Протокол Киото, установившее для различных государств квоты выброса сажи, пыли, копоти и газов в атмосферу. За превышение этих квот предусматривается штраф. Недоиспользованные квоты могут быть проданы другим государствам, которые не укладываются в свою квоту. Россия присоединилась к Киотскому соглашению в 2004 году.

Воздействие загрязнителей на окружающую среду, флору и фауну [1, С. 29–32]

Оксид углерода CO не особенно вреден для растений, однако он ядовит для живых существ. Он связывает молекулы гемоглобина и препятствует переносу кислорода от легких к тканям, в результате сердце и легкие вынуждены работать с большей нагрузкой.

Углеводороды CmHn, в частности, принадлежащие к ряду альдегида, бензола, кетона, этилена, вызывают раздражение глаз, кожи, расстройство дыхательных органов.

Взвешенные частицы, в зависимости от своего химического состава, по-разному воздействуют на организм при попадании в дыхательные пути. Одни могут быть безвредны, другие – токсичны (особенно металлические микроэлементы). Кроме того, взвешенные частицы в воздухе поглощают солнечный свет, ухудшая видимость.

Оксиды серы (диоксид – SO2 и триоксид – SO3) в результате реакций с атмосферной влагой могут образовывать кислоты – сернистую и серную. Оксиды серы и серная кислота вредны для здоровья, так как вызывают сужение бронхов и воспаление слизистой оболочки.

Оксиды азота (оксид – NO, диоксид – NO2). Оксид азота NO безвреден для человека при нормальной концентрации, даже если воздух загрязнен. Диоксид азота NO2 очень вреден и при повышенной концентрации может оказаться весьма опасным. Концентрация диоксида азота 150 мкг/м3 приводит к стеснению дыхания и воспалению бронхов, повышается частота респираторных заболеваний. Оксиды азота снижают урожайность растений. Эти оксиды вызывают также повреждение хлопковых и нейлоновых волокон.

Кислотные дожди, возникающие от выбросов оксидов серы и азота в атмосферу, губительно влияют на растительный и животный мир, приводят к значительным потерям трудоспособности среди населения и имеют тяжелые последствия.

Тепловые сбросы от ТЭС складываются из тепловых потоков с водой системы охлаждения, с уходящими газами в атмосферу и с продуктами сгорания в форме шлака и недожога (для твердого топлива). При использовании на электростанции испарительных градирен для охлаждения циркуляционной воды происходит повышение влажности воздуха в больших масштабах. Эта влага способствует образованию туманов и обледенений зимой. От высокой влажности страдают жители ближайших населенных пунктов, меняются процессы развития растений, выщелачиваются минеральные вещества из почвы и т.д.

Отходами атомной энергетики является облученное (отработанное) ядерное топливо. В настоящее время нет определенной стратегии обращения с отработавшим топливом ядерных реакторов. Его захоронение и изоляция в глубоких геологических формациях требуют мер повышенной безопасности и контроля.

Литература

  1.  Баранов, Н.Н. Нетрадиционные источники и методы преобразования энергии: учебное пособие для вузов / Н.Н. Баранов. – М.: Издательский дом МЭИ, 2012. – 384 с.
  2.  Сибикин, Ю.Д. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Учебное издание / Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин. – М.: ИП РадиоСофт, 2008. – 228 с.

3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29029. Учёт глубины сезонного промерзания грунтов при выборе глубины заложения фундаментов зданий и сооружений 20.5 KB
  Учёт глубины сезонного промерзания грунтов при выборе глубины заложения фундаментов зданий и сооружений. Глубина заложения фундамента из условия промерзания грунтов назначается в зависимости от их вида состояния начальной влажности и уровня подземных вод в период промерзания. Как непучинистые рассматриваются также пески мелкие и пылеватые с любой влажностью а также супеси твёрдой консистенции если уровень подземных вод во время промерзания находится от спланированной отметки земли на глубине равной расчётной глубине промерзания плюс 2 м...
29030. Определение глубины заложения фундаментов с учётом конструктивных особенностей сооружения, включая глубину прокладки подземных коммуникаций, наличие и глубину заложения соседних фундаментов 31.5 KB
  Определение глубины заложения фундаментов с учётом конструктивных особенностей сооружения включая глубину прокладки подземных коммуникаций наличие и глубину заложения соседних фундаментов. Основными конструктивными особенностями возводимого сооружения влияющими на глубину заложения его фундамента являются: наличие и размеры подвальных помещений приямков или фундаментов под оборудование; глубина заложения фундаментов примыкающих сооружений; наличие и глубина прокладки подземных коммуникаций. В зданиях с подвалом или полуподвалом а также...
29031. Определение размеров подошвы центрально нагруженных фундаментов мелкого заложения 63.5 KB
  Реактивное давление грунта по подошве жёсткого центрально нагруженного фундамента принимается равномерно распределённым интенсивностью: 1 где NoII расчётная вертикальная нагрузка на уровне обреза фундамента; GfII и GgII расчётные значения веса фундамента и грунта на его уступах см.1; А площадь подошвы фундамента. Площадь подошвы фундамента при его расчёте по второму предельному состоянию по деформациям определяется из условия: pII ≤ R 2 где R расчётное сопротивление грунта основания. Поскольку обе части неравенства 2...
29032. Определение размеров подошвы внецентренно нагруженных фундаментов мелкого заложения. Эпюры давлений под подошвой фундамента. Порядок расчёта 33 KB
  Эпюры давлений под подошвой фундамента. При расчёте давление по подошве внецентренно нагруженного фундамента принимают изменяющимся по линейному закону а его краевые значения при действии момента сил относительно одной из главных осей определяют как для случая внецентренного сжатия по формуле: 1 Подстановкой значений А=l·b W=b2l 6 и M=NII·e формула 1 приводится к виду 2 2 где NII суммарная вертикальная нагрузка на основание включая вес фундамента и грунта на его уступах; A площадь подошвы фундамента; е эксцентриситет...
29033. Гидроизоляция фундаментов. Защита подвальных помещений от сырости и подтопления подземными водами 42 KB
  Гидроизоляция фундаментов. Гидроизоляция предназначается для обеспечения водонепроницаемости сооружений антифильтрационная гидроизоляция а также защиты от коррозии и разрушения материалов фундаментов и подземных конструкций от агрессивных подземных вод антикоррозионная гидроизоляция. Гидроизоляция от сырости и грунтовых вод подвальных и заглубленных помещений является значительно более сложной выбор такой гидроизоляции зависит от гидрогеологических условий строительной площадки уровня подземных вод их агрессивности особенностей...
29034. Расчёт фундаментов по второй группе предельных состояний. Определение конечной осадки фундаментов мелкого заложения методом послойного суммирования 34 KB
  Расчёт оснований фундаментов по второй группе предельных состояний по деформациям производится исходя из условия: s ≤ su 1 где s конечная стабилизированная осадка фундамента определённая расчётом; su предельное значение осадки устанавливаемое соответствующими нормативными документами или требованиями проекта. После определения размеров подошвы фундамента и проверки условия pII ≤ R где рII среднее давление на основание по подошве фундамента a R расчётное сопротивление грунта ось фундамента совмещают с литологической колонкой...
29035. Расчёт фундаментов по второй группе предельных состояний. Определение конечной осадки фундаментов мелкого заложения методом эквивалентного слоя 31.5 KB
  Расчёт фундаментов по второй группе предельных состояний по деформациям заключается в выполнении условия s ≤ sw 1 где s конечная стабилизированная осадка фундамента определённая расчётом; sw предельное значение осадки устанавливаемое соответствующими нормативными документами или требованиями проекта. Конечная стабилизированная осадка фундамента может быть определена методом эквивалентного слоя. Осадка с учётом жёсткости и формы подошвы фундамента в случае однородного основания определяется по формуле: s=p0hэmv 2 где p0 ...
29036. Определение расчётного сопротивления грунтов основания по таблицам СНиП 23 KB
  Тип песчаного грунта пески гравелистые крупные средней крупности и т. Плотность сложения песчаного грунта плотный средней плотности рыхлый. Устанавливается по таблице в зависимости от типа песчаного грунта и его коэффициента пористости: 1 где γ удельный вес грунта; γs удельный вес твердых частиц; w влажность грунта. Степень влажности песчаного грунта Sr маловлажный влажный насыщенный водой: 2 где γs удельный вес воды.
29037. Условия применения свайных фундаментов. Конструктивные решения. Виды свайных фундаментов в зависимости от расположения свай в плане 32 KB
  Условия применения свайных фундаментов. Виды свайных фундаментов в зависимости от расположения свай в плане. В этих условиях чаще всего прибегают к устройству фундаментов из свай. Группы или ряды свай объединённые поверху распределительной плитой или балкой образуют свайный фундамент.