Файл: УМК_ИнженернаяЭкология_МЭИ_full.pdf

Выявление и анализ антропогенных производственных факторов, разработка комплекса способов и средств, позволяющих достигнуть гармонизации взаимодействия человека с окружающей средой, являются по существу инженерно-экологическим обеспечением производственного процесса.

Источники загрязнения окружающей среды

Загрязнением атмосферы (аналогично гидросферы и литосферы) называется внесение новых, нехарактерных для нее в рассматриваемое время физических, химических и биологических агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня этих агентов.

Все источники примесей, поступающих в атмосферу, гидросферу и литосферу можно разделить на две группы: естественные и антропогенные.

Естественные источники загрязнений выделяют в атмосферу: пыль, вызванную эрозией почвы, частицы морской соли, туман, дым и газы от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхождения, различные продукты растительного, животного и микробиологического происхождения.

Хотя некоторые химические соединения образуются от природных источников в больших количествах, но их география и рассеивание загрязнений в атмосфере приводят в итоге к низким средним концентрациям. Уровень загрязнений атмосферы естественными источниками принято считать фоном, он мало изменяется во времени.

Рассмотрим виды возможных производственных загрязнений окружающей среды.

Рис. 1.2. Загрязнение окружающей среды

Рост мирового промышленного производства сопровождается увеличением абсолютного количества промышленных выбросов. Считается, что приблизительно каждые 10-12 лет объем мирового промышленного производства увеличивается, что сопровождается приблизительно таким же ростом объема вредных выбросов в атмосферу.

Среди антропогенных источников загрязнения атмосферы основными в индустриально развитых странах является промышленные предприятия и транспортные средства.

Если говорить о загрязнениях атмосферного воздуха, то следует напомнить, что атмосферный воздух представляет собой механическую смесь различных газов: азота, на долю которого приходится 78,08% (по объему), кислорода 20,95%, аргона 0,93%, углекислого газа 0,03%, гелия, криптона, водорода, озона и др. Наибольшее значение для биологических процессов имеют кислород и углекислый газ.

Ежегодно в атмосферный воздух поступает более 200 млн. т оксида углерода, 150 млн. т оксида серы, свыше 50 млн. т оксидов азота, более 50 млн. т разливных углеводородов, более 250 млн. т мелкодисперсных аэрозолей и т.д. Поступление в атмосферный воздух

галогеносодержащих веществ (фтор, йод, хлор, и др.) в том числе и фреонов, приводит к уменьшению озонного слоя атмосферы.

Расчеты показывают, что если выбросы в атмосферу фреонов будут продолжаться столь же интенсивно как и сейчас, то к середине первой половины ХХI века толщина озонного слоя уменьшится на 6–7%, кроме фреонов разрушению озонного слоя земли способствуют выбросы метана, окисей азота и др. веществ.

Существует ряд отраслей промышленности, которые на протяжении десятилетий остаются лидерами антропогенного загрязнения ОС:

Доля выбросов в атмосферу:

Система «человек – окружающая среда» – замкнутая, любое нарушение баланса в ней может привести к катастрофическим последствиям. Например, в процессе эволюции в природе сложился тепловой баланс, определяемый аккумулированием энергии в органических соединениях и рассеянием ее в виде тепла.

В отличие от автотрофных растений, в которых начинается трансформация солнечной энергии в органические соединения, человек использует органические вещества, сжигая их и переводя запасенную энергию в тепло. При добыче энергетических ресурсов человек разрушает биологический состав почв и способствует ее деградации. Хозяйственная деятельность человека при использовании природных ресурсов крайне неэффективна.

Влияние энергетики на окружающую среду

Воздействие энергетики на окружающую среду весьма разнообразно и определяется в основном типом энергоустановок.

Рассмотрим основные особенности воздействия на окружающую среду электростанций традиционного типа:

1. Воздействие ТЭС на окружающую среду зависит от используемого топлива. При сжигании твердого топлива в атмосферу поступает летучая зола с частицами не до горевшего топлива, сернистый и черный ангидрида, оксиды азота, фтористые соединения.

При снижении жидкого топлива с дымовыми газами в атмосферный воздух поступают сернистый и серный ангидрид, соединения ванадия, солей натрия и также вещества, удаляемые с поверхности котлов при очистке.

При сжигании природного газа основным загрязнителем атмосферы являются оксиды азота.

Выработка 1 млн. кВт·ч электроэнергии на тепловых электростанциях сопровождается выбросом 10 т золы и 15 т сернистого газа.

2. Для сооружения крупных ТЭС в среднем необходима площадь около 2,3 км2, не считая золоотвалов и водохранилищ охладителей, а с их учетом 3–4 км2. На этой территории изменяется рельеф местности, структура почвенного слоя и экологическое равновесия. Крупные градирни существенно увлажняют микроклимат в районе станции, способствуют образованию низкой облачности, туманов, снижению солнечной освещенности, вызывают моросящие дожди, а в зимнее время иней и гололед. ТЭС сбрасывают в водоемы большое количество теплоты, повышают температуру воды и оказывают влияние на форму и среду водоемов.

3. Для ГЭС необходимо сооружать водохранилища, что приводит к затоплению огромных территорий. Структура теплового баланса прибрежных территорий водохранилищ и непосредственно водной поверхности, влияющая на температуру воздуха на побережье,

различна по сезонам года и времени суток и зависит от площади поверхности, глубины водоема и характера воздушных течений в этой зоне. Поэтому вопросы экологического воздействия ГЭС на окружающую среду должна составлять важнейший аспект предпроектного анализа.

4. По вопросу воздействия АЭС на окружающую среду существуют различные мнения. Однако, не вызывает сомнения тот факт, что эксплуатация АЭС позволяет заметно снизить уровень загрязнений окружающей среды компонентами, характерными для работы тепловых станций (СО, SO2, NОx и т.п.)

Основными факторами загрязнения среды здесь выступают радиационные показатели: активированные пылевидные частицы, попадающие через вентиляционные каналы за пределами станции. Радиация от охлаждающей воды, проникающая радиация через корпус реактора, тепловые воздействия на воду охлаждения и, конечно же, захоронение отходов.

Подведем итог: на рис.1.3 представлены основные факторы воздействия электроэнергетики на окружающую среду.

Рис. 1.3. Основные факторы воздействия электроэнергетики на окружающую среду

Контрольные вопросы по теме

"Инженерная экология и её место в системе знаний о человеке и природе"

1.Что такое биосфера, чем она отличается от ноосферы?

2.Какие существуют уровни экологических систем?

3.Как может происходить взаимодействие человека с окружающей средой?

4.Что такое АПФ?

5.К какому АПФ по своему действию относится воздействие электрического тока на человека?

6.К какому АПФ по своему действию относится воздействие вредных веществ на человека?

7.К чему приводит воздействие на человека вредного АПФ?

8.К чему приводит воздействие на человека опасного АПФ?

9.Что такое загрязнение?

10.Какие отрасли промышленности вносят основной вклад в загрязнение атмосферы, гидросферы?