Влияние энергетики на биосферу

Влияние техники на биосферу

Атмосферой или воздушным океаном называется слой газов следующий за суточным движением Земли. Атмосфера распространяется от поверхности Земли на несколько тысяч километров. Общая масса атмосферы равна (5÷6)∙10¹⁵ т, что составляет около одной миллионной массы Земли. Несмотря на относительно большую вертикальную протяженность атмосферы, более половины общей массы её сосредоточено в слоях ниже 5 км.

В состав атмосферы входят следующие газы: азот (N) – 79-80 % по объёму, кислород (О₂) – 19-20 %, а также аргон, углекислый газ и некоторые другие элементы (около 1 %). Кроме названных газов в атмосфере находятся водяные пары и др. примеси.

Атмосфера выполняет функции защитного покрова, предохраняющего Землю от чрезмерного остывания и нагревания. Наличие в ней водяных паров и углекислого газа оказывает сильное влияние на тепловой режим Земли. Содержание СО₂ в атмосфере оценивается в 0,03 %. Эта величина изменяется в зависимости от жизнедеятельности организмов и процессов горения. В крупных городах % содержания СО₂ достигает 0,05-0,07 % и больше.

Природная среда изменяется в результате хозяйственной деятельности человека. Изменения зачастую носят необратимый характер. Особенно большую тревогу вызывает заметное увеличение в атмосфере СО₂.За последнее столетие, как показали наблюдения и расчёты, содержание СО₂ увеличилось на 15 %. По оценкам ООН в ближайшее десятилетие, ожидается увеличение СО₂ в атмосфере на 50 %, что объясняется возрастающим сжиганием органического топлива на электростанциях, в промышленности и на транспорте. Накопление углекислоты в атмосфере объясняется также сокращением площади растительного покрова и загрязнением океана нефтепродуктами. За последние несколько столетий было вырублено более 50 % леса (в процессе лес вырабатывает из СО₂ – кислород).

Кроме того, происходит значительное тепловое загрязнение водоёмов при сбрасывании в них тёплой воды. На поверхности Земли осаждаются отходы в виде золы, серы и др. твёрдых частиц.

В настоящее время ежегодно в моря и океаны попадает от 6 до 16 млн. т. нефти из-за потерь в морских нефтяных скважинах, аварий танкеров и их очистки. Одна тонна нефти покрывает плёнкой до 12 км² акватории. Нефтяной плёнкой уже сейчас покрыта почти 1/5 поверхности Мирового океана, что ограничивает взаимосвязи океанов с атмосферой.

Значительный вред растительности и живым организмам океанов наносят отравляющие вещества (ОВ), рассеиваемые на полях для борьбы с вредителями с/х растений.

Увеличение доли СО₂ в атмосфере вместе с ростом выработки электроэнергии может привести к увеличению на несколько градусов температуры низких слоёв атмосферы, а это может привести к таянию ледников и затоплению части суши.

Наряду с увеличением доли СО₂ происходит уменьшение доли кислорода в атмосфере. Потребление кислорода промышленностью для сжигания топлива постоянно растёт. Автомобиль средней мощности, пробегая 1000 км, расходует годовую норму потребления кислорода человеком. Несмотря на то, что процентное содержание кислорода в атмосфере велико (23,3 весовых единиц) примерно через 50÷100 лет может снизиться до 17 весовых единиц, что критически скажется для человека.

Особенно вредное воздействие на животный и растительный мир оказывает загрязнение атмосферы окисью серы (SO₂), содержание сернистого газа в количестве 20 мг/м³ вызывает раздражение дыхательных путей, а содержание 400-500 мг/м³ представляет опасность для жизни людей. Наибольшее загрязнение атмосферы серой приходится на долю электростанций и отопительных установок (их доля в выбросе серы составляет 60 % электростанции и отопительные системы и 30 % промышленность).

Большую тревогу вызывает сильное загрязнение атмосферы выхлопными газами автомобилей (их доля выброса СО₂ составляет 90 %). Ведутся поиски новых видов топлива (метанол – это метиловый спирт, водородное топливо).

Особое место среди прочих загрязнителей занимают продукты искусственного радиоактивного распада. Они представляют исключительную опасность для жизни человека.

Выработка электроэнергии оказывает побочное влияние на биосферу, которые при достижении определённого уровня наносят ущерб окружающей среде. Человек может регулировать уровень побочных влияний. Такие влияния прежде всего возникают на ТЭС. Здесь необходимо найти пути уменьшения вредных выбросов в атмосферу газов и твёрдых частиц, и уменьшения теплового загрязнения воды в реках и озёрах.

ГЭС – затопление обширных территорий, перенос населённых пунктов, создание искусственных водоёмов, которые приводят к резкому изменению экологии района, изменению давления на сушу и уровней грунтовых вод. Замедление течения рек ведёт к загрязнению воды, появлению вредных водорослей.

Геотермальные ЭС, ВЭС, СЭС практически экологически чистые, хотя тоже есть некоторые проблемы.

Таким образом ТЭС более всего загрязняют атмосферу. Проблема газоочистки приобретает особую актуальность. Расходы на очистительные установки составляют 50 % от стоимости энергоблока. Использование природного газа для топок, а также установка очистительных установок позволяет добиться больших успехов в оздоровлении окружающей среды.

Уменьшение загрязнения атмосферы намечается достичь также за счёт снижения энергопотребления. Разработка новых электрических машин, технологии значительно уменьшат потребление электроэнергии. Улучшение теплоизоляции жилых и производственных сооружений позволяют примерно в два раза сократить расходы на отопление и кондиционирование воздуха.

Снижение теплового загрязнения водоёмов может быть уменьшено за счёт замкнутых циклов использования воды.

ГЭС – размещать в горных частях страны.

ЛЭП – существующие вблизи проводов ВЛ электромагнитное поле неблагоприятно действует на организм человека. Это влияние пока слабо изучено. Чем больше напряженность электрического поля (Е кВ/м), тем меньше продолжительность пребывания человека. При 20 кВ/м – неприятные ощущения (Т = 20 мин), при 5 кВ/м – неприятных ощущений не наблюдается, при больших напряжённостях электрического поля необходимо применять специальные защитные мероприятия (защитные костюмы, сетки и т.д.).

Чтобы уменьшить полосы отчуждения используют кабельные линии при вводах в крупные города. Перспективно применение сверхпроводящих и криогенных ЛЭП. Сопротивление проводов таких линий близко к нулю, что позволяет использовать низкое напряжение и решить проблему изоляции проводников.

РУ (ОРУ) – громоздки, применяют ЗРУ наполненные изолирующим газам и расположенные под землёй.

Размещение электростанций вдали от населённых пунктов, в открытом море, океане.

Переработка отходов.