Файл: Ekologia_lektsia.docx

Основным процессом самоочищения являются осадки, которые бывают:

• сухие (снег)

• мокрые (дождь)

Все загрязняющие вещества атмосферы вместе с дождем попадают в почву, которая является естественным санитаром, благодаря деятельности почвенных микроорганизмов.

Индикаторы чистоты атмосферы

• лишайники

• мхи

Источники загрязнения атмосферы

1. естественные загрязнители –

• вулканическая пыли,

• космическая пыль,

• растительная пыльца

• морская соль

Основным источником природной пыли являются пустыни, вулканы и оголенные участки земли

2. антропогенные -

• любая промышленность, но основным является энергетическая.

• С\х производство, но основным являются средства защиты

• Автотранспорт

Эти загрязнители носят характер загрязнения в виде химического, радиоактивного и теплового загрязнения.

Химическое загрязнение –

Особенно опасными являются тяжелые металлы и органически вещества. Однако многие металлы выступают в качестве катализаторов для других металлов и превращают их в более опасное химическое соединение.

Свойства катализаторов усиливается с повышением влажности воздуха и ростом температуры.

Степень отрицательного воздействия загрязняющего вещества на живые организмы оцениваются:

1. Изменением состава атмосферы

2. Изменением концентрации

3. Продолжительностью воздействия на живой организм

Действие органических веществ на живой организм

Особо опасными органическими веществами являются бензоальфаперин и сажа.

Бензоальфаперин относится к группе полициклических ароматических углеводородов (ПАУ).

ПАУ являются самыми опасными соединениями, так как являются высокотоксичными и высокоустойчивыми соединениями.

ПАУ выделяют заболевания рака, мутацию наследственной информации, и поэтому ПАУ оказывают влияние не только на живущих людей, но и на судьбу будущего поколения.

Главным источником образования ПАУ при сжигании каменного угля и нефти.

Сажа – не является особо опасным веществом для живых организмов. Но один грамм сажи имеет поверхность 90 м².

Она обладает свойством накапливать (абсорбировать) химические вещества на своей поверхности, в том числе и ПАУ.

Сажа попадает в легкие, осаждается на листовую поверхность. В результате живой организм страдает и погибает.

Борьба с загрязнением атмосферы

Очистка атмосферы от выбросов твердых и газообразных веществ осуществляется механическим, химическим и комбинированным методами. В настоящее время используются и биологические.

Степень очистки отработанного воздуха с использование фильтров достигает 99%.

Изменение свойств атмосферы в результате ее загрязнения

1. Изменение концентрации кислорода

В результате сжигания топлива и уменьшения площади, занятой зеленной растительностью, в атмосфере уменьшился кислород на 30% по сравнению с каменно-угольным периодом. Ежегодно кислород убывает в размере 31, 62 млрд. тонн.

• Озоновый слой – Озон охраняет жизнь на земле от кратковолновых утра фиолетовых лучей, сохраняя тепло, являясь важнейшим климатическим фактором. Уменьшение озонового экрана даже на 5 % резко увеличивает раковые заболевания.

Озоновый слой подвергается разрушению под действием:

А) окисли азота, которые образуются в атмосфере в результаты полетов сверхзвуковых самолетов.

Б) Окисли азота образуются благодаря деятельности денитрофицирующих бактерий почвы. Выделение этих окисей возрастает с ростом производства азотных удобрений.

В) разрушается озоновый слой при прохождении ракеты, испытания ядерного оружия (из-за интенсивного светоизлучения)

Г) в результате распада иона на хлор и фтор

Влияние углекислого газа и запыленности атмосферы на тепловой баланс Земли

Содержание СО₂ в атмосфере интенсивно возрастает. В конце 19 века содержание СО₂ =0, 029 % по объему, к концу 20 века и в начале 21 века – 0,038 – 0,042% по объему.

Углекислый газ образует пленку, которая пропускает сквозь себя только инфракрасные лучи как в одну, так и в другую сторону.

Кратковолновые лучи до достигают поверхности земли, частично поглощаются, а не поглощенная часть солнечной энергии преобразуется в длиноволновую радиацию, которая устремляется в космос. Но пленка СО₂ не пропускает длиноволновую радиацию. В результате приземный слой атмосферы повышает температуры (теория потепления от парникового эффекта).

За последние 50 лет температура планеты повысилась на 0,75 - 1⁰ . Этот факт способствует интенсивному таянию арктических и антарктических льдов.

Атмосферная пыль (теория похолодания) –

С повышением атмосферной пыли снижается температура атмосферы, так как пыль препятствует проникновению ультрафиолетового света. В случае ядерной войны формируется сток пыли, который закрывает планету Земля от солнечных излучений. Солнечные лучи не проходят. Наступает темнота, холод, ядерная зима, все живое погибает.

Теоретически взаимокомпенсация этих двух явлений не произойдет, так как непременно будет превалирование какого-то фактора.

Основные причины изменения климата

1. Изменение угла наклона орбиты нашей планеты. Изменение расстояния до солнца. Скорость изменения оси наклона – 1,5 см в год

2. Флуктуации интенсивности космических лучей

Флуктуация – это любые периодические изменения

3. Переполюсовка магнитного поля Земли, которая происходит один раз в 500-700 тыс. лет. Нам осталось ждать 340 лет.

4. Изменение концентрации и распределения «парниковых газов» в атмосфере.

Парниковые газы – углекислый газ, закись азота, метан, летучие неметалловые органические соединения, окись углерода, окись азота, хлор-фтор-углероды, тропосферный озон.

5. Изменение ландшафтов, приводящее к изменению отражательной способности земной поверхности

6. Выбросы аэрозолей в стратосферу, что приводит к уменьшению количества солнечной энергии, поступающей на Землю (Теория похолодания)

7. Влияние хозяйственной деятельности на влагооборот, приводящая к изменению режимов осадков (пример: Аральское море)

28.11.2012

Лекция 13

«Возобновляемые и не возобновляемые источники энергии. Альтернативные источники энергии»

Природные ресурсы - это природные тела, явления и процессы, которые человек использует в производственной деятельности.

Природные ресурсы классифицируют на основе их генезиса:

• Минеральные

• Биологические

• Земельные

• Климатические

• Водные

• Космические и т.д.

Природные ресурсы подразделяются по мере их исчерпаемости и бывают:

1. Исчерпаемые – исчерпываются по мере их использования. Классификация этих ресурсов идет на основе скоростей потребления и возобновления. Таким образом, исчерпаемые ресурсы подразделяются на :

• Не возобновляемые, то есть невосстанавливающиеся самостоятельно или искусственно (недра земли)

• Относительно возобновляемые – почва, крупные деревья

• Возобновляемые – растения, животные, некоторые минеральные соединения.

2. Неисчерпаемые – бывают разного происхождения:

• Космического – солнечная радиация – приливы и отливы

• Климатического – солнечная энергия, влага, энергия ветра

• Водного происхождения

Вся земная энергия, за исключением энергии недр Земли, - это преобразованная солнечная. Всего за 3 дня солнце посылает на Землю энергию = ее суммарному содержанию в полезных ископаемых. Однако только 1/3 доходит до поверхности земли. Но даже и эта энергия в 1600 раз больше, энергии, которую вырабатывают все остальные источники энергии вместе взятые.

Использование преобразованной солнечной энергии

1. ТЭС

электрическая энергия вырабатывается за счет преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора. Химическая энергия топлива – это преобразованная солнечная энергия в энергию химических связей в процессе фотосинтеза.

Типы ТЭС:

• Конденсационная электростанция (КЭС) – предназначена только для выработки электроэнергии. КПД = 30-40%

• Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) – предназначены для выработки электроэнергии, тепловой энергии в виде горячей воды и пара. КПД = 60-70%

КЭС – это тепловая паротрубинная электростанция, назначение которой производство электроэнергии с использованием конденсационных турбин.

Принцип формирования электроэнергии:

При сжигании топлива – выделяется тепло, которое через парогенератор передается водяному пару. Далее пар направляется в конденсационную турбину, где тепловая энергия водяного пара превращается в механическую. Далее в электрическом генераторе механическая энергия переходит в электрическую, а пар конденсируется и вновь направляется в паровой котел – парогенератор.

КПД низкое 30-40% , так как энергия теряется с выбросами отработанных газов и при охлаждении (конденсации) пара.

Принципиальное отличие ТЭЦ от КЭС в том, что часть тепловой энергии пара отбирается, и эта энергия передается сетевой воде, которая направляется на водогрельные котельни и тепловые пункты.

Недостатки ТЭС:

1. Работают на не возобновляемых ресурсах

2. Дает много отходов

3. Режим работы меняется медленно

4. Энергия дорогая, задействовано много людей (добыча, транспортировка, обслуживание на станции)

Плюсы:

• Себестоимость выработки электроэнергии дешевле, чем строительство гидроэлектростанции и атомных АС

• Выработка электроэнергии идет без сезонных колебаний

2. ГЭС

Вода в водохранилище обладает потенциальной энергией, так как уровень воды в водохранилище поднят над руслом реки.

Воды, падая с высоты, теряет потенциальную энергию, но приобретает кинетическую. Далее вода попадает на лопасть гидротурбины и отдает свою кинетическую энергию. Гидротурбина приобретает кинетическую энергию вращения. Турбина вращает электрический генератор, в котором механическая энергия вращения переходит в электрическую. По приводам электрическая энергия доходит до электролампочки и в лампочке энергия вращения переходит в световую и тепловую энергии.