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

2 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

69630. Інформаційні управляючі системи і технології 485.5 KB
  Мета методичних вказівок – допомогти студентам заочної форми навчання вирішувати задачі прийняття рішень з використанням математико-статистичних моделей та нових інформаційних технологій. Основна форма занять студентів заочної форми навчання – самостійне опрацювання навчального матеріалу...
69631. Теорія прийняття рішень в задачах управління і контролю: Методичні вказівки 633.5 KB
  Вирішення Наносимо фактичні значення на графік який представлено на рисунку 1. Формуємо таблицю 2 за результатами розрахунків суми кожної партії за 4 квартали ковзні середні за 4 квартали і центровані ковзні середні значення стовпці...
69632. МАІ – метод аналізу ієрархій. Метод Сааті 202.5 KB
  Розрядність системи. Система може бути 32–ох та 64–ох розрядною. Звичайно, якщо розрядність більша, тим більше окремих функцій комп’ютера буде доступно для користувача. Тактова частота. Основна одиниця виміру частоти тактів у синхронних колах, що визначає кількість елементарних...
69633. Розроблення, аналіз та визначення адекватності прогнозованих адитивних моделей при прийнятті рішень 204 KB
  Проаналізувати вихідні дані та згладити їх методом ковзного середнього. Побудувати прогнозну модель з адитивною компонентою з урахуванням показників сезонності. Визначити адекватність моделі тренда. Зробити прогноз на найближчі 2 квартали.
69634. Обчислення пропускної здатності каналу зв’язку 126 KB
  Якщо вважати що канал зв’язку це сукупність засобів призначених для передачі інформації від джерела повідомлень до адресата то під пропускною здатністю каналу зв’язку можна вважати його максимальну швидкість передачі інформації.
69635. Особливості застосування ентропії 283 KB
  Поняття ентропії Ентропія в теорії інформації міра хаотичності інформації невизначеність появи будь якого символу первинного алфавіту. Якщо ж врахувати що деякі поєднання символів зустрічаються дуже рідко то невизначеність ще більше зменшується у цьому випадку говорять...
69637. Обчислення кількості інформації при передачі повідомлень по дискретному каналу 173 KB
  Задача визначення кількості інформації або інформаційних втрат при передачі повідомлень по каналах зв’язку з завадами є однією з центральних в теорії інформації, оскільки практично не існує системи передачі без апаратних завад або завад у каналі зв’язку.
69638. Обчислення швидкості передачі інформації і пропускної здатності каналів зв’язку 63 KB
  Обчислення швидкості передачі інформації і пропускної здатності каналів звязку В умовах відсутності завад швидкість передачі інформації визначається кількістю інформації що переноситься символом повідомлення за одиницю часу і рівна де...