Лекции по экологическим проблемам мира

Подождите немного. Документ загружается.

вышает скорость его формирования в земной коре. По самым оптимальным

прогнозам, угля хватит на 200 лет. По другим расчетам, различных видов не-

возобновляемых энергетических ресурсов (угля, нефти, газа, урана) хватит на

130 лет.

Единственный способ преодоления энергетического кризиса - переход

к крупномасштабному использованию возобновляемых источников энергии.

Экологическое влияние электростанций

Электроэнергия производится, в основном, на тепловых, атомных и

гидроэлектростанциях. В силу различных технологических процессов влия-

ние этих промышленных объектов на окружающую среду различно.

Влияние ТЭС. Производство электроэнергии на ТЭС связано со сжига-

нием различных видов топлива (уголь, нефть, мазут и др.) В результате чего

происходит значительное загрязнение окружающей среды.

1. Загрязнение атмосферы газообразными и пылевыми выбросами.

Электростанции увеличивают концентрацию СОг, на 0,25% в год, способст-

вуя развитию парникового эффекта; кроме того, в состав выбросов входит

диоксид серы и оксиды азота, что ведет к образованию кислотных дождей. В

Донецкой области 8 крупных ТЭС работают на угле, «обеспечивая» 30% всех

промышленных выбросов. Причем, характерной особенностью углей Дон-

басса является значительное содержание различных токсичных примесей, та-

ких, как сера, свинец, сурьма, кадмий, цинк, хром, бериллий, селен, ртуть,

мышьяк и др. (табл. 3).

2. Загрязнение почвы шлаками и золой (не только в виде пыли из атмо-

сферы, но и в результате образования карьеров и шлакоотвалов). В Донбассе

площадь шлакоотвалов составляет 50 тыс. га, и эта цифра растет, так как пе-

рерабатывается только 11,5% отвалов;

3. Радиоактивное загрязнение (вместе с углем в топки ТЭС попадают

природные радиоактивные элементы: радий-210, торий-232, калий-40); теп-

ловая электростанция, работающая на угле, выделяет в атмосферу сравнимое

с АЭС количество экологически значимых долгоживущих радионуклидов.

Если принять, что ТЭС мощностью 1 млн. Вт ежегодно потребляет 2,5 млн. т

угля, то она выделяет около 2 Ки изотопов Ra-226. В радиусе нескольких ки-

лометров от любой ТЭС, работающей на угле, концентрация Ra в снежном

покрове повышена и достигает 1,7 nKu/кг. В золе ТЭС содержится около 10 -

10 Бк/т естественных радиоактивных нуклидов.

4. Тепловое загрязнение (максимальное КПД генераторов составляет

примерно 40%, остальное - тепло).

Влияние ГЭС. ГЭС вырабатывают примерно 20% всей энергии в мире

(в Норвегии - 97%>).

ГЭС имеют определенные экологические преимущества перед ТЭС, в

частности, не загрязняют воздух вредными выбросами и не нагревают окру-

жающую среду. Однако опыт их эксплуатации также свидетельствует о зна-

чительных отрицательных воздействиях:

1. затопление больших территорий, в том числе с/х угодий, населен-

ных пунктов, исторических и культурных памятников;

2. изменение уровня грунтовых вод, заболачивание;

3. ухудшение гидрологического режима рек и их самоочищения;

4. ухудшение условий существования и размножения водной фауны,

препятствия к осуществлению естественных миграций ряда видов.

Днепровский каскад, образовавшийся в результате строительства ГЭС

и создания шести днепровских морей (Киевского, Каневского, Кременчуг-

ского, Днепродзержинского, Днепровского, Каховского) наглядно демонст-

рирует недостатки этой формы получения энергии. Было затоплено свыше

одного миллиона гектаров плодородных земель, более трех тысяч населен-

ных пунктов, из которых переселили на новые места около трех миллионов

человек. Под воду ушло более 2,5 тысячи памятников культуры, церквей и

храмов, а также свыше девяти тысяч кладбищ. По оценкам западных экспер-

тов, проведенным по поручению Всемирного банка в 1992-95 гг., на строи-

тельство всего Днепровского гидрокомплекса СССР затратил около двух

триллионов долларов. Общая площадь каскада составляет более семи тысяч

квадратных километров, общий объем воды - 44 км , что сравнимо с полуто-

рагодичным стоком из Азовского моря. Площадь Киевского моря, котлован

которого поднят на 100 м над уровнем Днепра, составляет 925 км , объем во-

ды - 4-5 км . Международные организации считают Киевское море одним из

наиболее опасных объектов не только в Украине, но и в Европе. Если вслед-

ствие даже не очень сильного землетрясения либо другого катаклизма по-

страдает Киевская ГЭС, то земляная плотина, аварийность которой сейчас

составляет свыше 80%, будет уничтожена, и на Оболонь, Троещину (районы

Киева) хлынет вода Киевского моря. По оценкам экспертов, в случае проры-

ва киевской плотины 27 близлежащих населенных пунктов будут уничтоже-

ны. К тому же скопившиеся после Чернобыльской катастрофы миллионы

тонн радиоактивных илистых наслоений останутся на территориях, по кото-

рым пройдет наводнение.

Влияние АЭС. Долгое время считалось, что это один из наиболее «чис-

тых» видов ЭС. Но при более внимательном рассмотрении вопроса их отри-

цательное влияние на окружающую среду оказалось значительным:

1. образование и необходимость переработки радиоактивных отходов

(на стадиях добычи урановых руд, их обогащения, после окончания исполь-

зования топлива);

2. радиоактивное загрязнение окружающей среды в результате аварий.

По выделяемой удельной энергии ядерные процессы далеко превосхо-

дят процессы сжигания обычного углеводородного топлива. Так, при деле-

нии ядер 1 кг урана выделяется 2.107 кВт. ч энергии, что эквивалентно сжи-

ганию 2,5 тысяч тонн качественного антрацита (т.е. теплотворная способ-

ность урана примерно в два миллиона раз выше, чем у бензина).

Сегодня в 30 странах мира работают около 300 АЭС, имеющих 1000

ядерных реакторов (энергоблоков), которые производят около 400 гВт элек-

трической мощности. Также работают 250 заводов топливного цикла, добы-

вающие и обогащающие урановую руду, перерабатывающие радиоактивные

отходы. Кроме того, в мире имеются свыше 300 исследовательских ядерных

установок. Наиболее широко ядерную энергетику использует Франция, где

АЭС вырабатывают около 70% электроэнергии.

Всё это «атомное хозяйство» представляет собой огромную экологиче-

скую опасность. Даже при правильной эксплуатации АЭС из её труб выбра-

сывается аэрозоль радиоактивного Cs-137. Кстати, именно Cs-137 является

основным радиоактивным загрязнителем пищевых продуктов (период полу-

распада - 30 лет). Так, обследования 1990 г. Гомельской области (Белорус-

сия), которая особенно пострадала от «чернобыльского следа», показали, что

в некоторых её районах содержание Cs в картофеле превышали норму в 60

раз, в мясе - в 400 раз, в молоке - в 700 раз, в зерне - до 7000 раз.

При той же правильной эксплуатации АЭС один реактор мощностью 1

млн кВт за год работы «производит» около 26 тонн отработанного ядерного

топлива; а ведь в Украине 4 АЭС и на каждой - несколько реакторов. У нас

нет специальных хранилищ и заводов по переработке ОЯТ, и пока его сдают

на хранение в Россию, за что Украина выплачивает 70 миллионов долла-

ров/год ($370 за 1 кг ОЯТ). Захоронение ОЯТ - это невероятно сложный и

дорогостоящий процесс (кстати, таких отходов накоплено в мире уже около

200 тысяч тонн). Все вопросы обращения с радиоактивными отходами (в т.ч.,

и захоронение ОЯТ) регулируются Законом Украины «Об обращении с ра-

диоактивными отходами».

При захоронении ОЯТ необходимо соблюсти 3 барьера безопасности:

а) барьер против выщелачивания радиоактивных компонентов грунто-

выми водами (это бетонная оболочка, остекловывание и др.);

б) контейнер (поверх бетона) из материала, который гарантирован от

разрушения на 300 лет (если хоронят короткоживущие элементы) и 1000 лет

(если хоронят долгоживущие элементы). Но такие материалы пока не созда-

ны, хотя и в этом сложнейшем вопросе наметился прогресс - в днепропет-

ровском КБ «Южное» получен полимерный материал со специальными до-

бавками, который не только во много раз ослабляет рентгеновское излуче-

ние, но в 30-40 раз легче и 8-10 раз дешевле традиционных материалов для

контейнеров ОЯТ (сталь, свинец, спецжелезобетон).

в) естественная среда захоронения должна быть или водоупорной, или

там должно отсутствовать сообщение с любыми водными артериями. В

США, например, ОЯТ хоронят в пустыне Невада на большой глубине.

Еще одна крупнейшая проблема: с 2010 по 2030 гг. все ядерные реак-

торы украинских АЭС отработают свой ресурс (30 лет). Атомный реактор -

это не паровой котел, его нельзя без конца ремонтировать и «просто так»

продлевать срок эксплуатации, его нужно останавливать, серьезно модерни-

зировать и испытывать (или демонтировать). Однако демонтаж (учитывая

наличие в реакторе ОЯТ), мероприятие крайне дорогостоящее (300 миллио-

нов долларов один блок) и длительное (не менее 10 лет). Сейчас это предсто-

ит делать на остановленных 2-м и 3-м блоках Чернобыльской АЭС.

Схема «стерилизации» энергоблока. Отработанное ядерное топливо в

течение года выдерживается в реакторе, а затем еще пару лет - в приреактор-

ных бассейнах. Затем наступает двухгодичный цикл вывоза топлива в стан-

ционное хранилище. Одновременно идет подготовка жизнеобеспечения всех

систем станции для поддержания ее в законсервированном состоянии в тече-

ние 30 лет. Далее «подоспеют» такие опасные и сложные операции как де-

зактивация контура циркуляции реактора, демонтаж технологических кана-

лов, консервация шахты реактора, систем и оборудования. Через 30 лет при-

дется провести повторное комплексное инженерное обследование для уточ-

нения плана дальнейших работ на основании новых знаний и технологий. И

только тогда, наконец, может быть назван срок разборки самих реакторов. На

Западе этот срок составляет в среднем от 30 до 100 лет после остановки реак-

тора.

Жизненный цикл АЭС, начиная с этапа проектирования и заканчивая

этапом снятия с эксплуатации, пронизан деятельностью, направленной на

обеспечение безопасности, причем для каждого этапа характерен свой набор

задач. Ряд известных ученых-ядерщиков призывают к переводу мировой

ядерной энергетики на использование в качестве сырья тория-232 вместо

урана-238. Во-первых, торий имеет более «мягкое» излучение, во-вторых,

практически исключено развитие неуправляемой ядерной реакции, в-третьих,

тория в земной коре даже больше, чем урана.

Как известно, кроме ОЯТ, любой ядерный энергоблок образует в год

ещё 50-100 тыс. м жидких радиоактивных отходов (конечно, они имеют не-

сравненно менее сильное и жесткое излучение, чем ОЯТ). В Украине наибо-

лее опасные из них длительное время хранятся в специальных резервуарах в

ожидании снижения их радиоактивности, менее же опасные просто сливают-

ся в открытые водоёмы, вследствие чего концентрация стронция-90 и цезия-

137 в водоёмах вблизи АЭС достигает 15-30 Бк/ м .

В настоящее время высокоактивные жидкие отходы и концентраты,

образовавшиеся в результате обезвреживания отверждают с последующим

захоронением.

Захоронение утилизированных радиоактивных отходов не имеет еди-

ного метода и зависит в первую очередь от радиоактивности и периода рас-

пада. Твердые отходы низкой активности хранят в контейнерах из нержа-

веющей стали. Высокоактивные отходы, как правило, заключают в бетон или

битум и хранят в специально построенных для этого бункерах и хранилищах,

расположенных либо под землей, либо под водой. На сегодняшний день раз-

рабатывается международный проект по оборудованию хранилища на терри-

тории ЧАЭС.

Утилизация и захоронение ядерных отходов является острой пробле-

мой для всего человечества, и хотя на сегодняшний момент ведется доста-

точно много исследований в этом направлении не найдено еще ни одного ме-

тода, обеспечивающего полное 100%-е обезвреживание этих отходов.

Кроме вреда, наносимого окружающей среде, при нормальной работе

АЭС, время от времени возникают внештатные ситуации, чреватые катаст-

рофическими последствиями.

Самая крупная в истории человечества техногенная катастрофа про-

изошла в Украине 26 апреля 1986 г. на 4-м блоке Чернобыльской АЭС. Энер-

гоблоки ЧАЭС оснащены реакторами типа РБМК - «реактор большой мощ-

ности канальный» - этот тип реактора сам по себе имел конструктивные не-

доработки в области безопасности. Во время остановки реактора для планового

ремонта и тестирования персоналом ЧАЭС был допущен ряд грубейших оши-

бок, что привело к возникновению в реакторе неуправляемой цепной реакции,

и скачку температуры выше 2000°С. Начался быстрый перегрев системы во-

дяного охлаждения, образовалось облако пара огромного давления. Мощный

тепловой взрыв сорвал и вытолкнул крышку реактора весом 2500 тонн на вы-

соту 14 м. В образовавшееся жерло начался выброс ядерного топлива. Дно

реактора под воздействием сверхвысокой температуры проплавилось, и рас-

каленная лава, с уровнем радиации в десятки тысяч рентген/час, хлынула в

технические помещения и тоннели под реактором. Кроме того, в зоне темпера-

тур 2400°С пары воды разложились на водород и кислород. Сотни кубометров

взрывчатой водородо-воздушной смеси вырвались из реактора в более холод-

ное пространство рабочих залов 4-го энергоблока, произошел еще один взрыв

большой силы (на этот раз не тепловой, а газо-воздушный), который разрушил

центральный зал и другие наземные помещения 4-го блока.

При ликвидации аварии 29 человек погибли от острой лучевой болезни.

Общий радиоактивный выброс составил 50 млн. кюри. Общая площадь ра-

диоактивного загрязнения составила уже в первые дни 200 тыс. км, охватив

многие районы Украины, Белоруссии, запад России. Выпадения радионукли-

дов типа плутоний-239 (период полураспада 24000 час) достигли Болгарии,

Польши, Румынии, Германии. Общее число пострадавших - около 10 млн.

человек (в т.ч. по Украине - 2,5 млн. человек). Общие прямые и косвенные

убытки - 500 миллиардов долларов (это 50 годовых бюджетов Украины).

Выведено из природопользования 3,7 млн. га плодородных земель. В на-

стоящее время в Украине статус пострадавших в Чернобыльской катастрофе

имеют более 2,2 млн. человек, в том числе 566 тыс. детей.

Характерно, что более ранняя авария на советской атомной подводной

лодке К-431 в 1985 г. была как бы «генеральной репетицией» Чернобыля. Во

время плановых ремонтных работ реактора (в доке) были так же безответ-

ственно удалены из реакционной зоны стержни-замедлители нейтронов,

началась неконтролируемая ядерная реакция, последовал тот же тепловой

взрыв. Многотонная крышка реактора также взлетела вверх и, пролетев 200 м

через док, упала на берег. В первый момент после взрыва радиация в эпицентре

достигала 90 тысяч рентген/час. Десять рабочих-ремонтников мгновенно по-

гибли, а их тела в буквальном смысле испарились.

Аварии на АЭС не являются прерогативой только бывшего СССР.

В 1957 г. в Великобритании (станция «Уинд Скейл») в результате аварии

погибло 13 человек. Площадь зараженной территории составила 500 км .

В 1979 г. произошла авария на АЭС «Тримайл-Айленд» в США. Прямой

ущерб составил сумму свыше 1 млрд долларов.

Вероятность подобных аварий не везде одинакова. Отдельные ре-

гионы более подвержены риску. Так, в России концентрация радиацион-

ноопасных объектов крайне высока в Мурманской и Архангельской об-

ластях: здесь эксплуатируется 182 ядерных энергетических установки,

находится 132 уже отслуживших реактора. Помимо этого, количество

радиоактивных отходов, затопленных в морях региона, составляет две

третьих активности всех отходов, затопленных в мировом океане.

Экологическая опасность исходит и от отходов добычи и обогащения

урановых руд (это, в основном, Днепропетровская и Кировоградская облас-

ти): там в шламонакопителях складировано 63 миллиона м радиоактивных

отходов. Так, хвостохранилище таких отходов вблизи г. Днепродзержинска

(и вблизи Днепра), которое заполнялось с 1954 по 1968 гг, содержит 13 млн.

м таких отходов общей радиоактивностью в 17 тыс. кюри, а над его поверх-

ностью уровень гамма-излучения достигает 800 мкР/ч. Хвостохранилище на-

ходится в аварийном состоянии и угрожает прорывом радиоактивных отхо-

дов в Днепр. С одного квадратного метра поверхности этого хвостохранили-

ща в атмосферу со сдуваемой пылью поступает в среднем 500 nKu/м сек. ра-

дионуклидов.

К сожалению, ядерная опасность напрямую коснулась и нашего регио-

на. Операция «Кливаж», ядерный взрыв в центре густонаселенного Донбасса,

проводилась в качестве проверки теории, высказанной академиком М. Са-

довским, согласно которой сверхмощное сотрясение горных пород сделает

угольные пласты невыбросоопасными. 16 сентября 1979 года в шахте «Юный

коммунар» близ Енакиево на глубине 900 м была взорвана самая настоящая

атомная бомба, мощностью приблизительно 250-300 т тротила. При этом не

было предпринято никаких мероприятий по защите населения, и уже через

восемь часов после взрыва в шахту спустились горняки. После взрыва в гор-

ном массиве образовалась своеобразная оплавленная сферическая полость-

капсула диаметром 30 м, в которой сохранилось 95% продуктов радиоактив-

ного распада. Ее разрушение возможно в случае, если полость окажется в зо-

не проведения горных работ, либо в зоне тектонических разломов. Теперь,

спустя более 20 лет, шахта «Юный коммунар» законсервирована.

Альтернативные источники энергии

Обычно выделяют следующие группы альтернативных источников

энергии: энергия Солнца, ветра, воды, геотермальная, космическая энергия,

биоэнергетика.

Энергия Солнца. Использование 0,02% всей энергии Солнца могло бы

обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а 0,5% - пол-

ностью покрыть потребности на перспективу.

Направления использования солнечной энергии следующие: получение

электроэнергии, бытового тепла, высокотемпературного тепла в промышлен-

ности, транспорте. Солнечная энергия может использоваться для энерго-

снабжения автомобилей, небольших судов, даже самолетов. В 1982 г автомо-

биль с солнечной батареей на крыше пересек Австралию с запада на восток,

проехав 4 тыс. км со скоростью 30 км/час.

Однако вряд ли эти огромные потенциальные возможности будут реа-

лизованы в ближайшее время. Основное препятствие - низкая интенсивность

солнечного излучения во многих регионах (в Украине - 200 кВт на 1 м в

год). Кроме того, проблему составляет значительная площадь, которую необ-

ходимо занять под солнечные батареи и их довольно значительная стои-

мость. Чтобы коллекторы солнечного излучения «собирали» за год энергию,

необходимую для удовлетворения всех потребностей человечества, нужно их

разместить на площади 130 000 км .

Простейший коллектор солнечного излучения представляет собой за-

черненный металлический лист, внутри которого располагаются трубы с

циркулирующей в них жидкостью. Существуют конструкции солнечных

электростанций башенного типа, снабженные гелиостатами (подвижные зер-

кала площадью 5x5 м). Гелиостаты направляют солнечные лучи на парогене-

ратор, где получают пар при температуре 300°С, пар вращает турбину. Такая

установка смонтирована в Крыму возле Керчи.

Энергия ветра. Используется мало. Возможности использования ветро-

вой энергии в разных районах Земли неодинаковы. Для нормальной работы

ветряного двигателя необходима скорость ветра не менее 4-5 м/с, отсутствие

ураганов и шквальных ветров.

В России до революции было 30 тыс. ветряков, в Украине они были во

многих селах. Но потом паровая машина, двигатель внутреннего сгорания их

вытеснили. В Украине в 1931 г была построена ветровая электростанция

мощностью 100 кВт, обеспечивавшая электроэнергией Севастополь почти 10

лет. На Западе (США, Дания) есть ветровые электростанции мощностью от

1,5 до 100 кВт.

Энергия морей и океанов. Энергетические запасы Мирового океана за-

ключены в энергии морских течений, приливов и отливов, волн, прибоя, а

также разнице температур слоев морской воды.

Волновые электростанции работают по такому принципу: в специаль-

ном буе-поплавке под действием волн колеблется уровень воды, в результате

чего сжимается воздух, который вращает турбину. Даже небольшие волны

высотой до 1 м позволяют произвести до 30 кВт электроэнергии. Первая та-

кая электростанция построена в 1970 г в Норвегии (мощность 350 кВт).

Разновидностью волновых электростанций являются станции, которые

используют энергию морского прибоя. Кроме поплавкового принципа, при-

меняется принцип закачки в резервуар прибоем морской воды, которая, сбе-

гая по стенкам, вращает турбину.

Приливные электростанции разработаны и действуют в районах, где

высота прилива составляет 10-20 см. С 1967 г во Франции работает ПЭС

мощностью 240 кВт, в России в районе Мурманска - с 1968 г. Разработаны

конструкции блоков ПЭС, которые можно буксировать в нужное место.

Энергия разности температур может быть получена по принципу теп-

лообменника: насосами закачивается глубинная холодная (2-4°) и нагретая

Солнцем вода с поверхности (25-30°). Фреон циклично испаряется и конден-

сируется в разных частях тепловой линии. Его пары вращают турбину.

Энергия подземного тепла или геотермальная энергия. С глубиной

температура возрастает на 30° на каждый километр. Запасы подземной энер-

гии огромны - на глубине 5 км тепла хватит на 4 тыс. лет.

Первая геотермальная электростанция была построена в 1904 г в Ита-

лии, а проект был разработан Лардерелло (французским инженером) в 1827 г.

В Сан-Франциско есть электростанция, использующая геотермальную энер-

гию, мощностью 500 тыс. кВт.

Геотермальная энергия в виде пара или горячей воды используется для

производства электроэнергии, отопления домов, теплиц, животноводческих

ферм (в Исландии г. Рейкьявик полностью отапливается за счет этой энер-

гии). Используется или вода гейзерных источников, или тепло скальных по-

род (в США есть электростанция, которая работает следующим образом: на

глубине 4 км скальные породы имеют температуру 185°С, туда закачивают

воду, она возвращается в виде пара, вращает турбину генератора).

Биоэнергетика. Суть биоэнергетики состоит в переработке органиче-

ских бытовых отходов с помощью метанобактерий, которые выделяют био-

газ (смесь метана и углекислого газа). Другое направление - использование

микроскопических одноклеточных водорослей с целью получения топлива

для ДВС и дизелей. Репсовое масло также можно использовать для замены

дизельного топлива.

Методы защиты окружающей среды

Методы защиты окружающей среды - это комплекс технологических, техни-

ческих и организационных мероприятий, направленных на снижение или на полное

устранение антропогенного загрязнения биосферы.

Универсальных методов защиты окружающей среды, которые радикально

решали бы проблему борьбы с загрязнениями, пока еще не существует, и только

объединение нескольких рационально подобранных и научно обоснованных меро-

приятий в каждом конкретном случае может привести к более или менее эффектив-

ным результатам.

Для защиты окружающей среды от антропогенных загрязнений используют

технологические и организационно-технические методы.

Технологические методы защиты окружающей среды

Технологические методы предусматривают непосредственное влияние на

технологические процессы, которые являются источниками загрязнения, т.е. актив-

ное вмешательство в технологию.

При использовании технологических методов проблема устранения загряз-

нений решается радикально, но их разработка и внедрение связаны с трудоемкими и

высоко затратными мероприятиями:

1) реконструкцией предприятий и изменением имеющейся технологии;

2) значительными капитальными вложениями и затратами;

3) проведением специальных научно-исследовательских и проектно-

конструкторских работ;

4) решением сложных технологических и организационных задач не только

научно-технического, но и социально-экономического плана.

При проведении технологических мероприятий по борьбе с загрязнением ок-

ружающей среды используют прямые и опосредствованные (косвенные) методы.

Прямые методы дают возможность снизить массу, объем, концентрацию и

уровень загрязнений непосредственно в источнике их образования при основном

технологическом процессе. К прямым методам борьбы с загрязнениями относятся:

- улучшение качества топлива (например, снижение в нем содержания серы -

основного загрязнителя при сжигании);

- усовершенствование обогревательных устройств, форсунок и горелок (при

этом более полно сгорает топливо и тем самым снижается выброс оксидов углеро-

да, азота, серы и других вредных веществ):

- переведение автотранспорта с жидкого топлива на газовое или электропи-

тание (электромобили) и др.

Опосредствованные (косвенные) методы не обеспечивают непосредственно

снижения уровня загрязнений в источнике при основном технологическом процес-

се, но дают возможность свести к минимуму или исключить их образование при

проведении последующих технологических процессов. Например:

-приближение формы и размеров заготовок к форме и размерам готовых де-

талей машин, а также снижение допусков благодаря использованию более прогрес-

сивных методов литья и обработки давлением - это те мероприятия, которые дают

возможность снижать загрязнение окружающей среды при переработке металличе-

ской стружки и пыли, которые образовываются при изготовлении деталей на ме-

таллорежущих станках;

-замена процессов протравления (с обязательным образованием токсичных

стоков) на иголочное фрезирование, при котором вредные отходы практически не

образуются;

-замена начальных материалов, которые не утилизируются, на те, что подда-

ются утилизации и др.

Наиболее совершенная форма усовершенствования технологии производства -

создание замкнутых технологических процессов, систем оборотного водоснабже-

ния и безотходных технологий, которые возможны лишь в случае объединения

прямых и косвенных методов защиты среды.

Под безотходной технологией понимают закрытые технологические процес-

сы, при которых отходы каждого предыдущего процесса становятся начальным

сырьем для следующего. Прообраз такой технологии - кругооборот вещества и

энергии в природе. Само внедрение на всех этапах производства безотходной тех-

нологии дало бы возможность полностью снять проблему антропогенного загряз-

нения биосферы.

Несмотря на проведение разнообразного и сложного комплекса защитных

мероприятий, решить проблему охраны окружающей среды только технологиче-

скими методами не всегда возможно. Поэтому и до сих пор широко используют ор-

ганизационно-технические методы, хотя они менее эффективны, а защита окру-

жающей среды в этом случае имеет локальный характер.

Организационно-технические методы защиты окружающей

среды

Организационно-технические методы защиты окружающей среды состоят в

уменьшении концентраций и уровней загрязнений на пути их распространения в

биосфере, т.е. речь идет не о вмешательстве в технологию, а лишь о борьбе с за-

грязнениями, которые уже образовались в результате технологических процессов,

путем использования технических средств защиты, а также проведение организаци-

онно-планировочных мероприятий.

Организационно-технические методы, использование которых не связано с

непосредственным влиянием на источник загрязнения, используются для защиты

окружающей среды следующими путями:

-рассредоточение источников загрязнения, которое не предусматривает непо-

средственной защиты окружающей среды, а лишь дает возможность снизить ло-

кальную нагрузку вредных веществ на биосферу к допустимым концентрациям и

уровням, с нейтрализацией которых природа способна справиться самостоятельно;

-локализация источников загрязнения за счет изоляции, экранирования, гер-

метизации, а также захоронения отходов, что дает возможность ограничить распро-

странение загрязнений в биосфере;

-очищение (полного или к допустимым концентрациям) вредных выбросов с

помощью специальных технических устройств и аппаратов, использующих физи-

ческие, химические, физико-химические и биохимические способы очистки и обез-

вреживания загрязнителей.

На современном уровне развития технологии применение организационно-

технических методов является пока что основным способом борьбы с загрязнением

окружающей среды. При этом преимущество предоставляется разработке и усо-

вершенствованию устройств и аппаратов очищения выбросов в биосферу.

Охрана воздушного бассейна. Источники и масштабы загрязнения

атмосферы

Сводные мировые выбросы в атмосферу достигли гигантских объёмов:

примерно 25 миллиардов т/год СОг, 200 миллионов т/год SO2, 400 млн. т/год

СО, 100 млн. т/год NOx, свыше 500 млн. т/год дымовых частиц и пыли.

При поступлении загрязняющих веществ в воздух происходит их рас-

сеивание, которое определяется циркуляцией атмосферы. Характер движения

воздушных масс зависит от их температурного поля (распределения темпера-

тур вдоль поверхности Земли и по высоте), распределения давлений и плот-

ностей атмосферных фронтов. Поэтому кроме крупномасштабных воздуш-

ных течений, перемещающих выбросы на сотни и тысячи километров, возни-

кают многочисленные локальные циркуляции в нижних слоях атмосферы.

Эти циркуляции связаны не только с состоянием атмосферы, но и с геогра-

фическими, геологическими и другими особенностями местности, где распо-

лагаются источники загрязнения.

Рельеф, городские постройки изменяют направление и скорость дви-

жения приземного слоя воздуха. Долины рек, вытянутые депрессии служат

коридорами, по которым устремляются потоки воздуха, тогда как повышения

рельефа могут служить препятствием и приводить к инверсии воздушного

потока. Штили и туманы могут способствовать выпадению осадков на не-

большой территории вблизи источника загрязнения. В крупных промышлен-

ных центрах и на прилегающих к ним территориях загрязнение атмосферы

зачастую в десятки и сотни раз выше в приземном слое воздуха, чем в верх-

них горизонтах.