Влияние промышленности на окружающую среду. Отходы производства и потребления

Подождите немного. Документ загружается.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова»

Факультет Энергетический

Кафедра БЖД

Реферат защищен с оценкой

Руководитель А. В. Михайлов

(подпись) (и.о. фамилия)

«18» декабря 2008 г.

РЕФЕРАТ

Влияние промышленности на окружающую среду. Отходы

производства и потребления.

по дисциплине Экология

Студент группы: Э - 65 Гизбрехт Ю.

П.

Руководитель: Михайлов А.

В.

Барнаул 2008

Воздействие различных факторов на загрязнение

окружающей среды

1. Воздействие различных электростанций

Электрическая энергия – важнейший, универсальный, самый

эффективный технически и экономически вид энергии. Другое его

преимущество – экологическая безопасность использования и передачи

электроэнергии по линиям электропередач по сравнению с перевозкой

топлив, перекачкой их по системам трубопроводов. Электричество

способствует развитию природосберегающих технологий во всех отраслях

производства. Однако выработка электроэнергии на многочисленных ТЭС,

ГЭС, АЭС сопряжена со значительными отрицательными воздействиями на

окружающую среду. Энергетические объекты вообще по степени влияния

принадлежат к числу наиболее интенсивно воздействующих на биосферу

промышленных объектов.

На современном этапе проблема взаимодействия энергетики и

окружающей среды приобрела новые черты, распространяя влияние на

огромные территории, большинство рек и озёр, громадные объёмы

атмосферы и гидросферы Земли. Ещё более значительные масштабы

энергопотребления в обозримом будущем предопределяют дальнейшее

интенсивное увеличение разнообразных воздействий на все компоненты

окружающей среды в глобальных масштабах.

С ростом единичных мощностей блоков, электрических станций и

энергетических систем, удельных и суммарных уровней энергопотребления

возникла задача ограничения загрязняющих выбросов в воздушный и водный

бассейны, а также более полного использования их естественной

рассеивающей способности.

Диаграмма №1. Производство электроэнергии в мире за 1995 г. по типам

электростанций, %

ТЭС ГЭС АЭС

Прочие

Ранее при выборе способов получения электрической и тепловой энергии,

путей комплексного решения проблем энергетики, водного хозяйства,

транспорта, назначении основных параметров объектов (тип и мощность

станции, объем водохранилища и др.) руководствовались в первую очередь

минимизацией экономических затрат. В настоящее же время на первый план

все более выдвигаются вопросы оценки возможных последствий возведения и

эксплуатации объектов энергетики.

1.1. Тепловые электростанции

Как видно из диаграммы №1, большая доля электроэнергии (63,2%) в

мире вырабатывается на ТЭС. Поэтому вредные выбросы этого типа

электростанций в атмосферу обеспечивают наибольшее количество

антропогенных загрязнений в ней. Так, на их долю приходится примерно

25% всех вредных выбросов, поступающих в атмосферу от промышленных

предприятий. Нужно отметить, что за 20 лет с 1970 по 1990 год в мире было

сожжено 450 млрд. баррелей нефти, 90 млрд. т угля, 11 трлн. м

газа.

Таблица №1. Годовые выбросы ТЭС на органическом топливе мощностью 1000

МВт,

Тыс. т.

Выброс \

Топливо

Газ Мазут Уголь

0,012 52,66 139

12,08 21,70 20,88

CO Незначите

льно

0,08 0,21

Твёрдые

частицы

0,46 0,73 4,49

Гидрокарбонаты Незначите 0,67 0,52

63,2

19,5

17,3

0,9

ТЭС

Осадки Осадки

Сливы ТеплотаТвёрдые частицы

(зола, шлаки)

Сливы

Вода

льно

Кроме основных компонентов, образующихся в результате сжигания

органического топлива (углекислого газа и воды), выбросы ТЭС содержат

пылевые частицы различного состава, оксиды серы, оксиды азота, фтористые

соединения, оксиды металлов, газообразные продукты неполного сгорания

топлива. Их поступление в воздушную среду наносит большой ущерб, как

всем основным компонентам биосферы, так и предприятиям, объектам

городского хозяйства, транспорту и населению городов. Наличие пылевых

частиц, оксидов серы обусловлено содержанием в топливе минеральных

примесей, а наличие оксидов азота – частичным окислением азота воздуха в

высокотемпературном пламени. До 50% вредных веществ приходится на

диоксид серы, примерно 30% – на оксида азота, до 25% - на летучую золу.

Данные по годовым выбросам ТЭС в атмосферу для разных топлив

представлены в таблице №1. Приведённые данные относятся к

установившимся режимам работы оборудования. Работа же ТЭС на

нерасчётных (переходных) режимах связана не только с понижением

экономичности котлоагрегатов, турбоагрегатов, электрогенераторов, но и с

ухудшением эффективности всех устройств, снижающих негативные

воздействия электростанций.

Твёрдые частицы NO

Теплота

Атмосфера

Литосфера

Гидросфера

Рис. 1. Влияния ТЭС на окружающую среду

Газообразные выбросы главным образом включают соединения углерода,

серы, азота, а также аэрозоли и канцерогенные вещества.

1.2. Гидравлические электростанции

Несомненно, по сравнению с электростанциями, работающими на

органическом топливе, более чистыми с экологической точки зрения

являются электростанции, использующие гидроресурсы: отсутствуют

выбросы в атмосферу золы, оксидов серы и азота. Это важно, поскольку ГЭС

довольно распространены и находятся на втором месте после ТЭС по

выработке электроэнергии (диаграмма №1). Обострение экологической

ситуации, как в мире, так и в нашей стране, к началу 90-х годов послужило

поводом для возобновления дискуссий по проблемам экологии в

гидроэнергетике. В нашей стране приоритет охраны окружающей среды был

признан на Всесоюзном научно-техническом совещании «Будущее

гидроэнергетики. Основные направления создания гидроэлектростанций

нового поколения» (1991 год). Наиболее резко прозвучали вопросы создания

высоконапорных ГЭС с крупными водохранилищами, затопления земель,

качества воды, сохранения флоры и фауны.

Действительно, работа данного типа электростанций также сопряжена со

значительными отрицательными изменениями в окружающей среде, которые

связаны с созданием плотин и водохранилищ. Многие изменения приходят к

равновесию с окружающей средой через длительное время, что затрудняет

прогноз возможного влияния на окружающую среду новых электростанций.

Изменения во взаимодействии с атмосферой

Изменения в водоёме

Изменения в нижнем бьефе

Образование застойной зоны

Просачивание воды в границы разломов

Накопление отложений

Увеличение давления на дно

ГЭС

Создание ГЭС связано с затоплением земельных ресурсов. Всего в

настоящее время в мире затоплено более 350 тыс. км². В это число входят

земельные площади, пригодные для сельскохозяйственного использования.

Перед затоплением земель не всегда проводится лесоочистка, поэтому

оставшийся лес медленно разлагается, образуя фенолы, тем самым, загрязняя

водохранилище. Кроме того, в прибрежной полосе водохранилища меняется

уровень грунтовых вод, что приводит к заболачиванию местности и

исключает использование этой местности в качестве сельскохозяйственных

угодий.

Большие амплитуды колебаний уровней воды на некоторых

водохранилищах неблагоприятно сказываются на воспроизводстве рыбы;

плотины преграждают путь (на нерест) проходным рыбам; на некоторых

водохранилищах развиваются процессы эвтрофирования, в основном

обусловленные сбросом в реки и водоёмы сточных вод, содержащих большое

количество биогенных элементов. Биологическая продуктивность

водохранилищ увеличивается при попадании в них с речной водой биогенных

элементов (азота, фосфора, калия). Вследствие этого в водоёмах усиленно

развиваются сине-зеленые водоросли, происходит т.н. цветение воды. На

окисление обильно отмирающих водорослей расходуется большое количество

растворённого в воде кислорода, в анаэробных условиях из их белка

выделяется ядовитый сероводород, и вода становится мёртвой. Этот процесс

развивается сначала в придонных слоях воды, затем постепенно захватывает

большие водные массы – происходит эвтрофирование водоёма. Такая вода

непригодна для водоснабжения, в ней резко снижается рыбная

продуктивность. Интенсивность развития процесса эвтрофирования зависит

Рис.2 Влияния ГЭС на окружающую среду

от степени проточности водоёма и от его глубины. Как правило,

самоочищение воды в озёрах и водохранилищах происходит медленнее, чем в

реках, поэтому по мере роста числа водохранилищ на реке её самоочищающая

способность уменьшается.

1.3. Атомные электростанции

Исходными событиями, которые развиваясь во времени, в конечном счете

могут привести к вредным воздействиям на человека и окружающую среду,

являются выбросы и сбросы радиоактивности и токсических веществ из

систем АС. Эти выбросы делят на газовые и аэрозольные, выбрасываемые в

атмосферу через трубу, и жидкие сбросы, в которых вредные примеси

присутствуют в виде растворов или мелкодисперсных смесей, попадающие в

водоемы. Возможны и промежуточные ситуации, как при некоторых авариях,

когда горячая вода выбрасывается в атмосферу и разделяется на пар и воду.

Выбросы могут быть как постоянными, находящимися под контролем

эксплуатационного персонала, так и аварийными, залповыми. Включаясь в

многообразные движения атмосферы, поверхностных и подземных потоков,

радиоактивные и токсические вещества распространяются в окружающей

среде, попадают в растения, в организмы животных и человека. На рисунке

показаны воздушные, поверхностные и подземные пути миграции вредных

веществ в окружающей среде. Вторичные, менее значимые для нас пути,

такие как ветровой перенос пыли и испарений, как и конечные потребители

вредных веществ на рисунке не показаны.

1.3.1. Воздействие радиоактивных выбросов на организм

человека

Рассмотрим механизм воздействия радиации на организм человека: пути

воздействия различных радиоактивных веществ на организм, их

распространение в организме, депонирование, воздействие на различные

органы и системы организма и последствия этого воздействия. Существует

термин «входные ворота радиации», обозначающий пути попадания

радиоактивных веществ и излучений изотопов в организм.

Различные радиоактивные вещества по - разному проникают в организм

человека. Это зависит от химических свойств радиоактивного элемента.

1.3.2. Виды радиоактивного излучения

Альфа-частицы представляют собой атомы гелия без электронов, т.е. два

протона и два нейтрона. Эти частицы относительно большие и тяжелые, и

поэтому легко тормозят. Их пробег в воздухе составляет порядка нескольких

сантиметров. В момент остановки они выбрасывают большое количество

энергии на единицу площади, и поэтому могут принести большие

разрушения. Из-за ограниченного пробега для получения дозы необходимо

поместить источник внутрь организма. Изотопами, испускающими альфа-

частицы, являются, например, уран (235U и 238U) и плутоний (239Pu).

Бета-частицы - это отрицательно или положительно заряженные

электроны (положительно заряженные электроны называются позитроны).

Их пробег в воздухе составляет порядка нескольких метров. Тонкая одежда

способна остановить поток радиации, и, чтобы получить дозу облучения,

источник радиации необходимо поместить внутрь организма, изотопы,

испускающие бета-частицы - это тритий (3H) и стронций (90Sr). Гамма-

радиация - это разновидность электромагнитного излучения, в точности

похожая на видимый свет. Однако энергия гамма-частиц гораздо больше

энергии фотонов. Эти частицы обладают большой проникающей

способностью, и гамма-радиация является единственным из трех типов

радиации, способной облучить организм снаружи. Два изотопа, излучающих

гамма-радиацию, - это цезий (137Сs) и кобальт (60Со).

2. Воздействие различных видов транспорта

2.1. Влияние автотранспорта

Мысль о том , что с автотранспортом нужно что- то делать, крутиться в

голове каждого сознательного человека. Страшный уровень загазованности

воздуха, по сумме вредных газов ПДК, например, в Москве в 30 раз

превышает предельно допустимую норму.

Жизнь в мегаполисах стала невыносимой. Токио, Париж, Лондон,

Мехико, Афины… задыхаются от избытка автомобилей. В Москве более 100

дней в году смог. Почему? Никто не хочет понять, что энергия, которую

потребляет автомобильный транспорт, превышает во много раз все

экологические нормы. Об этом много сказано и написано, но вопрос остается

нерешенным, так как никто не вникал в суть проблемы. И поэтому

автотранспорт – самый энергетически невыгодный.

Избыточное количество воздуха от автомобильного выхлопа вызвало

европейский потоп летом 2002 года: наводнение в Германии, Чехословакии,

Франции, Италии, в Краснодарском крае, Адыгее. Засуха и смог в

центральных областях европейской части России, в Московской области.

Потоп можно объяснить тем, что к атмосферным течениям и флюктуациям

воздушных потоков добавились мощные потоки горячего воздуха от

автомобильного выхлопа CO2 и паров H2O отработанных газов из

Центральной и Восточной Европы, где рост количества автомобилей

превысил все допустимые нормы. Числшо автомобилей на трассах и городах

у нас возросло в 5 раз . от этого резко увеличились тепловое нагревание

воздуха и его объем от паров автомобильного выхлопа. Если в 1970-е годы

нагрев атмосферы автомобильным транспортом был значительно меньше

нагрева поверхности Земли от солнца, то в 2002 году количество

двигающихся машин возросло во столько раз, что нагрев атмосферы от

автомобилей становится соизмерим с нагревом от солнца и резко нарушает

климат атмосферы. Нагретые CO2 и пар H2O от автомобильного выхлопа

дают избыток воздушной массы в центре России, эквивалентный потокам

воздуха с Гольфстрима, и весь этот избыточный нагретый воздух повышает

атмосферное давление. И когда ветер дует в сторону Европы, здесь

сталкивается два потока с Атлантического океана и из России, дающие такое

избыточное количество осадков, которое ведет к Европейскому потопу.

Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу, в составе

отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей

и особенно от двигателя – источника наибольшего загрязнения. Так, при

нарушении регулировки карбюратора выбросы СО увеличиваются в 4 – 5 раз.

Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе

соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма

токсичными соединениями свинца. Около 70% свинца, добавленного к

бензину с этиловой жидкостью, попадает в атмосферу с отработавшими

газами, из них 30% оседает на земле сразу, а 40% остается в атмосфере. Один

грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5 – 3 кг свинца в

год. Концентрация свинца в воздухе зависит от содержания свинца в

бензине:

Содержание свинца в бензине, г/л…………0,15 0,20 0,25 0,50

Концентрация свинца в воздухе, мкг/м

…..0,40 0,50 0,55 1,00

Доля участия автомобильного транспорта в загрязнении атмосферного

воздуха крупных городов мира составляет, %:

Оксид углерода Оксиды Азота Углеводороды

Москва 96,3 32,6 64,4

Санкт-Петербург 88,1 31,7 79

Токио 99 33 95

Нью-Йорк 97 31 63

В некоторых городах концентрация СО в течении коротких периодов

достигает 200 мг/м

и более, при нормативных значениях максимально

допустимых разовых концентраций 40 мг/м

(США) и 10 мг/м

(Россия).

В Московской области ОГ (отработанные газы автомобилей) CO,CH,

CnHm - создают смог, и высокое давление приводит к тому, что дым

горевших торфяников стелется по земле, не уходит вверх, суммируется с ОГ,

в результате ПДК в сотни раз превышает допустимую норму.

Это приводит к развитию широкого спектра заболеваний (бронхиты,

пневмонии, бронхиальная астма, сердечная недостаточность, инсульты, язвы

желудка, через который эти газы выделяются…) и увеличению смертности

людей с ослабленным иммунитетом. Особенно трудно приходится детям:

бронхиты, бронхиальная астма, кашель, у новорожденных нарушение генных

структур организма и неизлечимые болезни, в итоге увеличение детской

смертности на 10% в год.

У здоровых людей организм справляется с отравленным воздухом, но на

это уходит так много физиологических сил, что в результате все эти люди

теряют работоспособность, производительность труда падает, а мозг

работает совсем плохо.

2.2. Влияние авиации и ракетоносителей

Применение газотурбинных двигательных установок в авиации и

ракетостроении поистине огромно. Все ракетоносители и все самолеты

(кроме пропеллерных на которых стоят ДВС) используют тягу этих

установок. Выхлопные газы газотурбинных двигательных установок (ГТДУ)

содержат такие токсичные компоненты, как СО, NО

, углеводороды, сажу,

альдегиды и др.

Исследования состава продуктов сгорания двигателей, установленных на

самолетах «Боинг-747», показали, что содержание токсичных составляющих

в продуктах сгорания существенно зависит от режима работы двигателя.

Высокие концентрации СО и CnHm (n – номинальное число оборотов

двигателя) характерны для ГТДУ на пониженных режимах (холостой ход,

руление, приближение к аэропорту, заход на посадку), тогда как содержание

оксидов азота NOx (NO, NO2, N2O5) существенно возрастает при работе на

режимах близких к номинальному (взлет, набор высоты, полетный режим).

Суммарный выброс токсичных веществ самолетами с ГТДУ непрерывно

растет, что обусловлено повышением расхода топлива до 20 – 30 т/ч и

неуклонным ростом числа эксплуатируемых самолетов.

Наибольшее влияние на условия обитания выбросы ГТДУ оказывают в

аэропортах и зонах, примыкающих к испытательным станциям.

Сравнительные данные по выбросам вредных веществ в аэропортах

показывают, что поступления от ГТДУ в приземный слой атмосферы

составляют: