Он использует 96 % всех производимых нефтепродуктов и выбрасывает затем в атмосферу тысячи тонн оксида углеводорода, оксида азота и других вредных веществ. Всего в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания содержится около 100 вредных для здоровья человека соединений. В среднем каждый автомобиль в год выбрасывает около 1т вредных веществ. Наряду с этим, автомобиль – один из самых крупных источников шума и вибрации.
Основным нейтрализатором вредных выбросов в атмосферу являются леса, занимающие 37 % территории Республики Беларусь, и болота, которые в 7 раз эффективнее, чем лес, поглощают углекислый газ. В городах основным очистителем воздуха являются тополиные насаждения: один тополь очищает воздух так, как делают это 4 сосны или 7 елей, или 3 липы.
Экологические проблемы тепловой энергетики.
В выбросах ТЭС содержится значительное количество металлов и их соединений. Тепловая энергетика оказывает отрицательное влияние практически на все элементы окружающей среды, в том числе на человека, другие живые организмы и их сообщества.
Влияние энергетики на окружающую среду сильно зависит от вида используемого топлива. Наиболее «чистым» топливом является природный газ, дающий, при его сжигании наименьшее количество загрязняющих атмосферу веществ. Далее следует нефть (мазут), каменные угли, бурые угли, сланцы, торф.
При сжигании топлива образуется много побочных веществ. При сжигании угля образуется значительное количество золы и шлака. Большую часть золы можно уловить, но не всю. Все отходящие газы, потенциально вредны, (диоксид углерода СО2).
При сжигании топлива образуется теплота, часть которой выбрасывается в атмосферу, приводя к тепловому загрязнению атмосферы, что в конечном итоге, влечет повышение температуры водного и воздушного бассейнов, таянию ледников.
Таким же катастрофическим может быть эффект от поступления в атмосферу большого количества твердых частиц.
Экологические проблемы гидроэнергетики.
Одно из важнейших воздействий гидроэнергетики связано с отчуждением значительных площадей плодородных (пойменных) земель под водохранилища, на месте которых уничтожаются естественные экологические системы. Значительные площади земель вблизи водохранилищ испытывают подтопление в результате повышения уровня грунтовых вод. Эти земли, как правило, переходят в категорию заболоченных.
Со строительством водохранилищ связано резкое нарушение гидрологического режима рек, свойственных им экосистем и видового состава населяющих их живых организмов.
Кроме того, в водохранилищах по разным причинам происходит ухудшение качества воды. В них резко увеличивается количество органических веществ как за счет ушедших под воду экосистем (древесина, другие растительные осадки, гумус почв и т.п.), так и в следствие их накопления в результате замедленного водообмена. Это своего рода отстойники и аккумуляторы веществ, поступающих с водосбросов.
В водохранилищах резко усиливается прогревание воды, что интенсифицирует потерю ими кислорода и другие процессы, обусловливаемые тепловым загрязнением. Последнее, совместно с накоплением биогенных веществ, создает условия для зарастания водоемов и интенсивного развития водорослей, в том числе и ядовитых. По этим причинам, а также вследствие медленной восстанавливаемости вод резко снижается их способность к самоочищению. Ухудшение качества воды ведет к гибели многих ее обитателей. Возрастает заболеваемость рыбного стада, особенно поражение гельминтами. Снижаются вкусовые качества обитателей водной среды.
Нарушаются пути миграции рыб, идет разрушение кормовых угодий, нерестилищ и т.п.
Экологические проблемы ядерной энергетики.
До недавнего времени ядерная энергетика рассматривалась как наиболее перспективная.
К преимуществам АЭС относится также возможность их строительства, не привязываясь к месторождениям ресурсов, поскольку их транспортировка не требует существенных затрат в связи с малыми объемами (0,5 кг ядерного топлива позволяет получать столько же энергии, сколько дает сжигание 1000 тонн каменного угля).
До недавнего времени основные экологические проблемы АЭС связывались с захоронением отработанного топлива, а также с ликвидацией самих АЭС после окончания допустимых сроков их эксплуатации.
При нормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в окружающую среду незначительны. В среднем они в 2-4 раза меньше, чем от ТЭС такой же мощности, работающей на угле.
После 1986 г. главную экологическую опасность АЭС стали связывать с возможностью аварий на них. В результате аварии на ЧАЭС общая площадь загрязненных территорий превышает 8 млн. га.
Кроме страшных последствий аварийных ситуаций на АЭС можно назвать следующие их воздействия на окружающую среду:
- разрушение экосистем и их элементов (почв, грунтов водоносных структур и т.п.) в местах добычи руд, особенно при открытом способе добычи;
- изъятие земель под строительство самих АЭС. Особенно значительные территории отчуждаются под строительство сооружений для подачи, отвода и охлаждения подогретых вод. Для АЭС мощностью 1000 МВт требуется пруд-охладитель площадью около 800~900 га. Пруды могут заменяться гигантскими градирнями с диаметром у основания 100-120 и высотой, равной 40-этажному зданию;
- изъятие значительных объемов воды из различных источников и сброс подогретых вод. Если эти воды попадают в реки и другие естественные источники, в них наблюдается потеря кислорода, увеличивается вероятность цветения, возрастают явления теплового стресса у водных обитателей
- не исключено попадание радиоактивного загрязнения в атмосферный воздух, воду, почву в процессе добычи и транспортировки сырья, а также при работе АЭС, складировании и переработке отходов, их захоронениях.
Классификация и основные характеристики атмосферных выбросов при сжигании топлива, их влияние на окружающую среду и человека. Парниковый эффект.
Токсичные компоненты, содержащиеся в отработанных газах, разделяют на две группы:
· продукты неполного сгорания топлива (СО; СnHm; C; альдегиды RCHO)
· продукты окисления элементов, входящих в состав топлива (NOx, SOx)
1) бенз(а)пирен – наиболее токсичный компонент, обладающий канцерогенными свойствами (С20Н12) . Образуется в результате пиролиза тяжелых фракций моторных топлив и смазочного масла при сравнительно умеренных температурах (400–700оС) в условиях сильного недостатка кислорода. При температурах св. 1000оС БП разлагается на водород и сажу. Образование и сохранение происходит в относительно холодных пристеночных слоях, на поверхности гильз цилиндров, покрытых масляной пленкой.
БП хорошо адсорбируется и прочно удерживается в сажевых частицах. Концентрация БП может колебаться в широких пределах в зависимости от типа двигателя и режима работы. Сажа бензиновых ДВС содержит значительно больше БП (в 18,5 раз), однако от дизельных двигателей количество сажи выбрасывается больше (в 25 раз).
2) диоксид азота – основной вредный ингредиент отработавших газов ДВС. Образование NOx не связано напрямую с реакциями горения, а имеет термическую природу. В результате диссоциации молекул кислорода и азота на атомы образование оксида азота может происходить по следующим реакциям:
O + N2 → NO +N;
N + O2→ NO +O.
3) сажа (твердые частицы) – черный дым. В отличие от белого/синеватого дыма 2-х-тактных /изношенных 4-х-тактных дизелей – несгоревших углеводородов смазочного масла. Образование происходит в результате пиролиза или окислительного крекинга углеводородных молекул в зонах сильно обогащенной смеси и достаточно высокой температуре. Такие условия создаются в дизелях при горении капелек жидкого топлива. Обильное образование сажи происходит в фазе замедленного диффузного горения. Большая часть сажи успевает сгореть в такте расширения, догорание происходит в выпускном тракте.
4) диоксид серы. Образуется за счет окисления серы, содержащейся в топливе.
S + O2 → SO2
В дизельном топливе: 0,2; 0,035 и 0,005 %. Для сравнения – Кs = 0,02 //макс = 0,004.
5) оксид углерода (СО, угарный газ). Образование происходит при недостатке окислителя, либо при избытке воздуха и высокой температуре (св. 2000 К) за счет диссоциации молекул СО2.
6) углеводороды (СnHm). Разделяют предельные С1–С10 {алканы}; непредельные (алкены}; алициклические {нафтены}; ароматические. Несгоревшие, но частично разложившиеся углеводороды в основном сохраняются в пристеночных, относительно холодных слоях смеси.