Содержание

Задание №1. Экологические проблемы энергетики.. 3

1.1. Экологические проблемы ТЭС.. 4

1.2. Экологические проблемы АЭС.. 5

1.3. Экологические проблемы ГЭС.. 6

Задание №2. Задача.. 7

Список литературы... 9

Задание №1. Экологические проблемы энергетики

Добыча топливно-энергетических ресурсов и производство электрической и тепловой энергии при сжигании ископаемого топлива представляют собой крупномасштабный материальный и энергетический обмен с окружающей средой, в ходе которого в нее поступают отходы, пятикратно превышающие объем используемого топлива, и в виде тепла при сжигании возвращается более 60% его энергии.

Предприятия топливно-энергетического комплекса (ТЭК) России являются источником более 48% загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу в результате хозяйственной деятельности во всех отраслях экономики, а в промышленных выбросах доля предприятий ТЭК составляет около 60%.

В общем водопотреблении в России доля предприятий ТЭК составляет около 30%, а в промышленном секторе она превышает 65%. Из общего объема сбрасываемых в поверхностные водоемы загрязненных сточных вод на долю предприятий ТЭК приходится около 26%.[1]

Негативное воздействие предприятий ТЭК на окружающую природную среду выражается не только в загрязнении природных сред органическими и неорганическими веществами (в том числе радиоактивными) в результате их выбросов и сбросов, размещения отходов, потерь этих веществ при хранении и транспортировке, но также и в результате изъятия и деградации почв и земель из-за складирования и закачки отходов, подтопления, подработки территорий, изменения сейсмо-тектонических условий и др.

Влияют предприятия ТЭК и на климат планеты, поскольку выбрасываемые ими в атмосферу вещества способствуют деградации озонового слоя Земли и нарастанию парникового эффекта (70% парниковых газов поступают в атмосферу с выбросами предприятий ТЭКа).

Оценка воздействия объектов энергетики на окружающую природную среду приобретает совсем другое звучание, если мы переходим к использованию энергии ветра, Солнца, термальных вод, приливов, отходов сельского и лесного хозяйства, ГЭС малой и сверхмалой мощности (то есть к нетрадиционной и возобновляемой энергетике).

1.1. Экологические проблемы ТЭС

При оценке возможного увеличения производства электроэнергии на ТЭС следует иметь в виду, что помимо положительного аспекта, связанного с наличием больших запасов органического топлива, главным образом каменного угля, существуют и не менее важные экологические аспекты, которые становятся определяющими при формировании энергетической стратегии.

В условиях нормального режима работы деятельность ТЭС сопровождается выбросами в атмосферу огромных масс химических загрязняющих веществ: взвешенных веществ, оксидов углерода, азота, серы, формальдегида, кроме того, особо опасных веществ, обладающих канцерогенными и мутагенными свойствами: бензапирена, ряда тяжелых металлов. С загрязнением атмосферы выбросами ТЭС связывают экологические проблемы как локального уровня: загрязнение воздуха в городах и ухудшение здоровья населения; так и регионального и планетарного масштаба: кислотные дожди и парниковый эффект. В отличие от АЭС, выбросы которых строго регламентированы и подлежат жесточайшему контролю, функционирование ТЭС сопровождается нарушением нормативов выбросов по одному или нескольким нормируемым веществам. Многие специфические вещества, обладающие высокой биологической опасностью, в выбросах ТЭС просто не нормируются.

Таблица 1

Индивидуальный и популяционный годовые риски смерти для населения некоторых городов с крупными угольными ТЭС[2]

Города

Среднегодовая концентрация взвешенных веществ, доля ПДК

Индивидуальный годовой риск смерти

Численность населения, тыс. чел.

Популяционный годовой риск смерти, чел.

Асбест

2,0

1,0·10-3

117,9

117

Назарово

0,5

1,08·10-4

64,2

7

Черемхово

3,6

1,9·10-3

50,0

96

Чита

1,8

8,8·10-4

316,7

278

Новочеркаск

0,8

3,2·10-4

188,7

60

Вещества, характерные для выбросов ТЭС, относятся к числу приоритетных токсичных примесей в воздухе многих городов России. По данным Росгидромета 30 млн человек проживает в городах, где средние за год концентрации взвешенных веществ и диоксида азота выше 10 ПДК. В каждом втором городе России, входящем в Приоритетный список городов с максимальным уровнем загрязнения атмосферного воздуха, тепловая энергетика относится к числу главных источников загрязнения атмосферы. Расчеты рисков смерти для населения от воздействия воздуха, загрязненного взвешенными веществами, в городах с крупными угольными ТЭС показали, что индивидуальные годовые риски находятся на уровне 10 3 -10"4 (см. табл.). Напомним, что риск здоро-вью населения, проживающего вблизи АЭС, составляет 5-7 o 10~7. Суммарный популяционный риск смерти для населения, проживающего в сфере влияния выбросов угольных ТЭС, оценивается в 8-10 тыс. дополнительных смертей в год.

1.2. Экологические проблемы АЭС

К основным экологическим проблемам  атомной энергетики следует отнести следующие угрозы:

Выбросы химических загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями АЭС связаны, в основном, с начальным этапом ЯТЦ - добычей и обогащением урановых руд.

Сбросы в открытую гидросеть предприятиями атомной отрасли сточных вод, относящихся к категории "загрязнённых", обусловлены повышенным по сравнению с нормативом содержанием исключительно химических загрязняющих веществ. Атомная отрасль, занимающая второе место среди отраслей промышленности по величине водопотребления и водоотведения, находится на одном из последних мест по показателям сброса загрязнённых сточных вод. В общем сбросе загрязнённых сточных вод по всем отраслям промышленности доля предприятий АЭС составляет 4,6%, в целом по всем отраслям народного хозяйства - около 1%.[3]

Проблема безопасного обращения с отходами касается практически всех отраслей промышленности, и атомная отрасль в этом отношении не является исключением. Ежегодно в России образуется около 100 млн. тонн токсичных химических отходов, из которых утилизируется только 30%. Доля атомной отрасли в суммарном объеме ежегодно образующихся токсичых химических отходов и в их накопленной массе составляет 1,1%. Вклад отрасли в ежегодно образующееся количество особо токсичных отходов 1 и 2 классов опасности составляет 0,2% и около 1% соответственно.

Одной из существенных причин общего неудовлетворительного состояния земель в России является проблема техногенного нарушения земель и невыполнения обязательств по рекультивации. По состоянию на 1 января 2004 г. в РФ числится 1,1 млн. га нарушенных земель. В атомной отрасли площадь нарушенных земель в настоящее время насчитывает около 7 тыс. га. Это земли, нарушенные, главным образом, в результате горной добычи и обогащения урановых руд. По сравнению с другими отраслями топливно-энергетического комплекса площадь нарушенных земель в атомной отрасли на порядок меньше. Доля атомной отрасли в общей площади нарушенных земель в стране составляет менее 1%.

1.3. Экологические проблемы ГЭС

Строительство и эксплуатация ГЭС чревата крупными экологическими последствиями. Строительство гидроэлектростанций приводит к значительным нарушениям природного комплекса территории, представляющей уникальную ценность в природном, историко-археологическом и рекреационном отношении. Происходит изменение в функционировании экологических сетей. происходит нарушение природного баланса территории в результате затопления, изменения русла, скорости течения и т.п. Все это в свою очередь влияет на миграцию животных и по цепочке к изменению природного комплекса территории. Таким образом, строительство и эксплуатация ГЭС должна сопровождаться долгосрочными экологическими прогнозами.[4]

Задание №2. Задача

На берегу озера площадью 5 км2 и средней глубиной 2 метра расположено промышленное предприятие, использующее воду озера для технических нужд и затем сбрасывающее загрязненную воду в озеро. Рассчитать, каким будет загрязнение озера через 1 месяц, 1 год. Сделать выводы о промышленном загрязнении водоемов и дать рекомендации по сохранению озера.

Исходные данные

Объем сброса сточной воды (дм3/сек)

Фактическое содержание вредных примесей в сточной воде (мл/л)

Мышьяк

Ртуть

Свинец

10

0,08

0,08

0,48

 

Решение:

1. Вычислим объем сточной воды, поступающей в озеро за 1 месяц, 1 год.

Известно, что за 1 секунду объем сброса сточной воды равен 10 дм3 = 0,1 м3. Можно рассчитать за месяц и за год, зная, что в году 31536000 секунд, а в месяце 2628000. Таким образом, объем сточной воды, поступающей в озеро за 1 месяц = 2628000 сек * 0,1 м3 = 262800  м3; за 1 год = 31536000 сек * 0,1 м3 = 3153600 м3.

2. Определить количество вредных веществ, поступивших в озеро со сточной водой.

Количество вредных веществ = Фактическое содержание вредных примесей в сточной воде (мл/л) * объем сточной воды, поступающей в озеро за 1 месяц, 1 год.

Количество вредных веществ за 1 месяц = (0,0008 + 0,0008 + 0,0048) * 262800 = 1681,92 г/м3.

Количество вредных веществ за 1 год = (0,0008 + 0,0008 + 0,0048) * 3153600 = 20183,04 г/м3.

3. Вычислим фактическое загрязнение  воды в озере каждым вредным веществом.

За 1 месяц:

Мышьяк = количество вредного вещества в озере/ объем воды в озере = 210,24 (г/м3)/10000 м3 = 0,02 г.

Ртуть = 210,24 (г/м3)/10000 м3 = 0,02 г.

Свинец = 126,1 (г/м3)/10000 м3 = 0,13 г.

За 1 год:

Мышьяк = 2522,88 (г/м3)/10000 м3 = 0,25 г.

Ртуть = 2522,88 (г/м3)/10000 м3 = 0,25 г.

Свинец = 15137,28 (г/м3)/10000 м3 = 1,51 г.

4. Определим общее загрязнение озера (С) предприятием.

Воспользуемся формулой:

;

За месяц: С = 0,02/0,006 + 0,02/0,005 + 0,13/0,05 = 3,3 + 4 + 2,6 = 9,9

За год: С = 0,25/0,006 + 0,25/0,005 + 1,51/0,05 = 121,8

Показатели С = 9,9 за месяц и С = 121,8 за год говорят об очень высоком показатели загрязнения озера. Такое положение требует незамедлительного принятия решения в направлении стабилизации и улучшения экологической обстановки.

В качестве рекомендаций можно посоветовать ставить высокоэффективное очищающее оборудование различные фильтры, чтобы снизить процент попадания вредных веществ в озеро или закрыть производство.

Список литературы

1.     Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов: - М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 2003.

2.     Макевнин С. Г., А. А. Вакулин. Экология и энергетика. – М.: изд. Агропромиздат, 2004.

3.     Небел Б. Проблемы отношений человека и природы. – М.: Мир, 2002.

4.     Экология и ресурсопользование. Учебник / Под ред. Алескина А.А. – М.: Инфра-М, 2001.

5.     Экология. Учебник. Е.А.Криксунов. – М.: Инфра-М, 2003.

[1] Экология и ресурсопользование. Учебник / Под ред. Алескина А.А. – М.: Инфра-М, 2001. – с. 108.

[2] Экология. Учебник. Е.А.Криксунов. – М.: Инфра-М, 2003. – с. 257.

[3] Макевнин С. Г., А. А. Вакулин. Экология и энергетика. – М.: изд. Агропромиздат, 2004. – с. 201.

[4] Экология и ресурсопользование. Учебник / Под ред. Алескина А.А. – М.: Инфра-М, 2001. – с. 116.