Вода - важнейший минерал на Земле

Вода как среда обитания многих организмов, которая определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ. Анализ проблемы сохранения качества воды. Сущность последствий теплового загрязнения естественных водоёмов.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 29.09.2013
Размер файла 40,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вода - важнейший минерал на Земле, который нельзя заменить никаким другим веществом. Она составляет большую часть любых организмов, как растительных, так и животных, в частности, у человека на её долю приходится 60-80% массы тела. Вода является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщелачива-ет горные породы и минералы и транспортирует их из одних мест в другие и т.д. Для человека вода имеет важное производственное значение: она и транспортный путь, и источник энергии, и сырье для получения продукции, и охладитель двигателей, и очиститель и т.д.

Проблема сохранения качества воды является на данный момент самой актуальной. Науке известно более 2,5 тыс. загрязнителей природных вод. Это пагубно влияет на здоровье населения и ведет к гибели рыб, водоплавающих птиц и других животных, а также к гибели растительного мира водоёмов. При этом не только ядовитые химические и нефтяные загрязнения, избыток органических и минеральных веществ, поступающих со смывом удобрений с полей, опасны для водных экосистем. Очень важным аспектом загрязнения водного бассейна Земли является тепловое загрязнение, которое представляет собой сброс подогретой воды с промышленных предприятий и тепловых электростанций в реки и озера.

Использование воды из естественных водоёмов в качестве охладителя.

Наиболее крупные проблемы термального загрязнения связаны с тепловыми электростанциями. Выработка электричества с помощью пара неэффективна, поскольку в этом случае используется 37-39% энергии, заключённой в угле, и 31% ядерной энергии. Несмотря на все недостатки, тепловые электростанции продолжают существовать.

Большая часть энергии топлива, которая не может быть превращена в электричество, теряется в виде тепла. Наиболее простым способом избавления от этого тепла является выброс его в атмосферу. Но более экономичный путь состоит в использовании в ка-честве охладителя воды с её способностью аккумулировать огромное количество тепла с незначительным повышением собственной температуры, чтобы затем она сама постепенно отдавала тепло в воздух.

Серьёзной экологической проблемой является то, что обычным способом использования воды для поглощения тепла является прямая прокачка пресной озерной или речной воды через охладитель и затем возвращение её в естественные водоёмы без предварительного охлаждения. Для электростанции мощностью 1000 МВт требуется озеро площадью 810 га, глубиной около 8,7 м.

Электростанции могут повышать температуру воды по сравнению с окружающей на 5-15 С. Если температура воды в водоёме составляет 16 С, то температура отработанной на станции воды будет от 22 до 28 С. В летний период она может достигать 30-36 С.

Последствия теплового загрязнения естественных водоёмов.

Повышение температуры в водоёмах пагубно влияет на жизнь водных организмов. В течение длительной эволюции холоднокровные обитатели водной среды приспособились к определённому интервалу температур. Для каждого вида существует температурный оптимум , который на определённых стадиях жизненного цикла может несколько изменяться. В определённых пределах эти организмы способны приспосабливаться к жизни при более высоких или более низких температурах. Если организм живет в условиях самых высоких температур присущего ему интервала, он настолько к ним приспосабливается, что гибель его может наступать при температурах несколько более высоких, чем для организма, постоянно живущего в условиях более низких температур. Большая часть водных организмов быстрее приспосабливается к жизни в более тёплой воде, нежели в более холодной. Однако эта способность к адаптации не имеет абсолютных максимальных или минимальных пределов и меняется в зависимости от вида.

В естественных условиях при медленных повышениях или понижениях температур рыбы и другие водные организмы постепенно приспосабливаются к изменениям температуры окружающей среды. Но если в результате сброса в реки и озёра горячих стоков с промышленных предприятий быстро устанавливается новый температурный режим, времени для акклиматизации не хватает, живые организмы получают тепловой шок и погибают.

Тепловой шок - это крайний результат теплового загрязнения. Результатом сброса в водоёмы нагретых стоков могут быть иные, более коварные последствия. Одним из них является влияние на процессы обмена веществ. Согласно закону Ван Хоффа, скорость химической реакции удваивается с увеличением температуры на каждые 10 С. Поскольку температура тела холоднокровных организмов регулируется температурой окружающей водной среды, повышение температуры воды усиливает скорость обмена веществ у рыб и водных беспозвоночных. В свою очередь это повышает их потребность в кислороде. В то же самое в результате повышения температуры воды содержание в ней кислорода падает, тогда как потребность в нём живых организмов возрастает. Возросшая потребность в кислороде, его нехватка вызывают жестокий физиологический стресс и даже смерть. В летнее время

повышение температуры воды всего на несколько градусов может вызвать 100%-ную гибель рыб и беспозвоночных , особенно тех, которые обитают у южных границ температурного интервала.

Искусственное подогревание воды может существенно изменить и поведение рыб - вызвать несвоевременный нерест, нарушить миграцию . Если разрушающая сила электростанций превышает способность видов к самовосстановлению, популяция приходит в упадок.

Повышение температуры воды способно нарушить структуру растительного мира водоёмов. Характерные для холодной воды водоросли заменяются более теплолюбивыми и, наконец, при высоких температурах полностью ими вытесняются.

Если тепловое загрязнение усугубляется поступлением в водоём органических и минеральных веществ (смыв удобрений с полей, навоза с ферм, бытовых стоков), происходит процесс эвтрофикации, то есть резкого повышения продуктивности водоёма. Азот и фосфор, служа питанием для водорослей, в том числе микроскопических, позволяет последним резко усилить свой рост. Размножившись, они начинают закрывать друг другу свет, в результате чего идёт процесс их массового отмирания и гниения, сопровождающийся ускоренным потреблением кислорода, вплоть до полного его исчерпания. А в этом случае, как уже говорилось, вся экосистема может погибнуть.

Кроме изменения среды обитания водных организмов электростанции могут оказывать на них и физическое влияние. Солёная вода, использующаяся для охлаждения, оказывает сильное коррозирующее влияние на металлические поверхности и вызывает высвобождение ионов металлов, особенно меди, в воду. Ракушечные животные накапливают медь в таких количествах, что становятся непригодными для использования их человеком.

Все перечисленные выше последствия теплового загрязнения водоёмов наносят огромный вред природным экосистемам и приводят к пагубному изменению среды обитания человека. Ущербы, образовавшиеся в результате теплового загрязнения, можно разделить на: - экономические (потери вследствие снижения продуктивности водоёмов, затраты на ликвидацию последствий от загрязнения);

- социальные (эстетический ущерб от деградации ландшафтов);

- экологические (необратимые разрушения уникальных экосистем, исчезновение видов, генетический ущерб).

Технологические пути решения проблемы охлаждения на электростанциях .

Вместо использования в качестве охладителя воды из естественных водоёмов инженерами разработан метод, позволяющий решить данную проблему без вреда для окружающей среды. Это метод испарительных или охладительных башен. Вместо спуска нагретой воды в реку электростанция перекачивает эту воду в нижнюю часть 90-150-метровой охладительной башни со скошенными стенками. Нагретая вода из труб разбрызгивается на водоуловитель и охлаждается, стекая через ряд пергородок и планок. Температурные и атмосферные различия, созданные нагретой водой, вызывают приток воздуха, который всасывается снизу, проходит между планками и перегородками и выходит через верхнее отверстие башни. Вода скапливается в бассейне под днищем башни и вновь возвращается в конденсатор. Незначительная часть воды , примерно 2,8-4,0 % , теряется при испарении.

Другим типом охладительной башни является испаряющая циркуляционная сухая колонна. В ней используются воздушно-охладительные батареи, через которые при помощи естественной тяги или при помощи механических вентиляторов, приводимых в действие самой станцией, проходят большие объёмы воздуха. Потери воды на испарение в работе такой колонны отсутствуют.

При использовании охладительных башен полностью исключается тепловое загрязнение среды, но данное природоохранное мероприятие требует определённых материальных затрат.

Экономический эффективность природоохранных мероприятий во избежание теплового загрязнения.

Эффектом от вложения средств в строительство охладительных башен является уменьшение не поддающегося количественной оценке экологического ущерба, а также экономического ущерба от загрязнения окружающей природной среды. Очень важную роль играет постройка таких сооружений в тех районах , где ощущается недостаток воды. В последнее вре-мя количество используемой для промышленного охлаждения воды значительно возросло и, если не будут внедряться существующие и разрабатываться новые методы охлаждения, ежедневная потребность электростанций в воде к 2000 г. составит 4750 м .

Эффективность природоохранных мероприятий, в частности, постройки охладительных башен на электростанциях можно представить в виде отношения :

вода атмосфера минерал

- уменьшение экономического ущерба в результате

снижения степени загрязнений

- приведённые годовые затраты на осуществление

природоохранных мероприятий

Под суммарным уменьшением экономического ущерба в результате снижения или полного устранения теплового загрязнения естественных водоёмов подразумевается денежная оценка увеличения продуктивности рыбного хозяйства, уменьшение затрат на ликвидацию последствий загрязнений, в частности, на очистку водоёмов от избыточной и отмирающей биомассы.

Также уменьшением экономического ущерба можно было бы считать уменьшение суммы штрафных санкций, накладываемых государством на предприятия, загрязняющие окружающую среду. Однако этот аспект очень редко играет решающую роль, поскольку, несмотря на то, что природоохранное законодательство Российской Федерации на данный момент и является довольно обширным и разносторонним, на практике оно действует недостаточно эффективно. Причин этому много, но одной из важнейших является несоответствие тяжести наказания тяжести преступления , в частности низкие ставки взимаемых штрафов.

Уголовная ответственность и возмещение нанесённого ущерба применяются очень редко. Да и невозможно этот ущерб полностью возместить, так как часто он достигает огромных размеров или вообще не поддаётся денежному измерению.

Рассмотрим другой аспект проблемы проведения природоохранных мероприятий, то есть приведённые затраты на их осуществление.

Приведённые затраты складываются из текущих затрат на содержание природоохранного оборудования ( электроэнергия для испаряющих колонн, заработная плата обслуживающего персонала и другие) и капитальных затрат на строительство сооружений и покупку природоохранного оборудования. Однако поскольку оборудование и сооружения функционируют не один год, то и общую величину капитальных затрат приводят к годовой размерности с помощью нормативного коэффициента эффективности. Формула приведённых затрат выглядит следующим образом:

- текущие затраты

- капитальные затраты

- нормативный коэффициент эффективности,

обычно равен 0,12.

Однако такого рода расчеты довольно сложны в части определения ущерба от загрязнения окружающей среды и величины её предотвращения. Как правило, они используются на уровне регионов или отраслей народного хозяйства.

Природоохранные мероприятия, направленные на устранение теплового загрязнения электростанциями, требуют больших средств, например, если на электростанции устанавливается испаряющая циркуляционная сухая колонна, то приведённые затраты на её строительство и содержание будут составлять около 30%

стоимости всего оборудования. Особенность проблемы заключается в том, что весь энергетический комплекс и, в частности, тепловые электростанции, входит в государственный сектор экономики. Следовательно,

средства на природоохранную деятельность можно получить только из государственного или муниципального бюджета. Но, к сожалению, затраты на охрану окружающей среды стоят в этих бюджетах отнюдь не первой строкой.

В нашей стране на данный момент все затраты на природоохранную деятельность составляют менее 1% валового национального продукта. В то время, как сумма ущерба соответствует приблизительно 8-9 % ВНП.

Между тем на приведённом ниже графике видно, что для достижения экономического оптимума (то есть наилучшего соотношения затрат и результатов) эти суммы должны быть равны друг другу, а для достижения экологического оптимума, когда уровень загрязнения окружающей среды находится в пределах ПДК (предельно допустимой концентрации вредных веществ, а в случае теплового загрязнения - предельно допустимой температуры воды, спускаемой в водоём), затраты должны быть такими, чтобы ущерба не возникало вообще. Соотношение экологического и экономического оптимумов вложений средств в природоохранную деятельность.

1 - кривая расходов на ликвидацию ущерба от загрязнений

2 - кривая затрат на природоохранную деятельность, то есть на предотвращение ущерба от загрязнений

3 - суммарные затраты ПДК - точка экологического оптимума

4 - точка экономического оптимума - наименьшие суммарные затраты

В каждый момент времени общество несёт затраты, складывающиеся из средств, затраченных на предотвращение загрязнения ( и вызываемого им ущерба) и ликвидацию последствий от тех загрязнений, которых не удалось избежать. Чем больше средств вкладывается в природоохранную деятельность ( кривая 2), тем меньше их понадобится для ликвидации ущерба от загрязнения окружающей среды ( кривая 1 ), и наоборот. При этом общая сумма затрат будет наименьшей при таком уровне загрязнения ( точка 4 ), при котором первые затраты равны вторым.

На данный момент в нашей стране сумма ущерба от теплового загрязнения окружающей среды на порядок выше суммы природоохранных затрат. Несмотря на сложности расчетов по определению величины ущерба от загрязнения естественных водоёмов, можно с уверенностью сказать, что для снижения этого ущерба необходимо вкладывать не 8-10 млрд. руб. ( в ценах 1990 г. ), а 100-300 млрд. руб. ежегодно, что для нынешней экономики является сложной задачей.

Основным путём приближения экономического оптимума к экологическому, что сделает природоохранную деятельность более выгодной, является уменьшение расходов на доведение воды до нормальной температуры без ухудшения качества технологического процесса. Помочь в этом должен научно-технический прогресс при условии его экологизации, способствующей разработке новых технологий охлаждения или более дешевых методов и оборудования по устранения теплового загрязнения.

Список использованной литературы

1. Демина Т.А. Экология, природопользование, охрана окружающей среды. Москва, Аспект пресс, 1995.

2. Смит Роберт Л. Наш дом планета Земля. Полемические очерки об экологии человека. Москва, Мысль, 1992.

3. Энергетическое производство с замкнутым водооборотным циклом. Москва, МИХМ, 1991.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Общее понятие про биосферу. Круговорот веществ, роль и место человека в биосфере. Основные группы организмов в круговороте веществ. Вода как важнейший фактор среды обитания. Загрязнение воды и его последствия. Значение почвы, ее состав и свойства.

    реферат [18,0 K], добавлен 09.11.2010

  • Использование воды из естественных водоёмов в качестве охладителя. Последствия теплового загрязнения естественных водоёмов Украины. Технологические пути решения проблемы охлаждения на электростанциях Украины.

    реферат [10,3 K], добавлен 06.04.2003

  • Основные источники загрязнения: промышленные предприятия; автомобильный транспорт; энергетика. Природные и техногенные источники загрязнения воды, почвы. Главные источники загрязнения атмосферы. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе.

    презентация [1,8 M], добавлен 24.02.2016

  • Свойства воды и ее роль в качестве экологического фактора. Аридные и гумидные условия. Водный баланс организмов. Вода как среда их обитания. Экология водных организмов. Характеристика редких водных животных, занесенных в Красную книгу Краснодарского края.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 18.07.2014

  • Вода, как среда обитания животных организмов. Физические свойства воды. Содержание воды в различных организмах и их органах. Концепция климаксового леса: понятие, внутренняя и внешняя структуры, связь с экотопом. Математическое моделирование в экологии.

    контрольная работа [254,3 K], добавлен 28.01.2009

  • Классификация, виды и источники загрязнения водных объектов РФ. Важнейшие показатели качества воды. Общие положения организации и функционирования государственного мониторинга. Пункты контроля качества воды. Требования к испытательным лабораториям.

    курсовая работа [69,2 K], добавлен 12.06.2011

  • Происхождение воды на Земле: теории ее появления. Соотношение площадей суши и Мирового океана на нашей планете. Примеры содержания воды в клетках разных организмов, их тканях и органах. Круговорот воды в биосфере. Свойства воды, значение в жизни человека.

    контрольная работа [33,4 K], добавлен 02.04.2010

  • Роль воды в жизни человека. Исследование качества водопроводной воды в в деревне Уть, источники загрязнения. Результаты исследования проб воды. Влияние химических примесей в воде на здоровье человека. Пути решения данной экологической проблемы.

    практическая работа [332,8 K], добавлен 18.01.2011

  • Вода из поверхностных или подземных источников как источник питьевой воды во многих странах мира. Загрязнение источников воды нефтепродуктами и химическими примесями. Технологии очистки воды и почвы от разливов нефти, нефтепродуктов, химических веществ.

    реферат [18,2 K], добавлен 08.04.2014

  • Экология - наука о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой. Круговорот воды в биосфере. Тепловое загрязнение как один из видов загрязнения водоемов. Источники загрязнения природных вод, проблемы, возникающие в связи с деятельностью человека.

    презентация [1,1 M], добавлен 23.11.2011

  • Проблема качества воды. Исследование влияния питьевой воды на заболеваемость населения. Основные источники загрязнения окружающей среды. Способы обеззараживания сточных и питьевых вод. История водолечебного метода. Значение воды для здоровья людей.

    реферат [39,8 K], добавлен 19.12.2012

  • Исследование классификации, видов и источников загрязнения водных объектов РФ. Факторы воздействия на водные объекты. Изучение общих положений организации и функционирования государственного мониторинга водных объектов. Пункты контроля качества воды.

    реферат [34,4 K], добавлен 23.05.2013

  • Химическое, биологическое и физические загрязнения водных ресурсов. Проникновение загрязняющих веществ в круговорот воды. Основные методы и принципы очистки воды, контроль ее качества. Необходимость защиты водных ресурсов от истощения и загрязнения.

    курсовая работа [455,3 K], добавлен 18.10.2014

  • Особенности состава и загрязнения природной воды. Требования к питьевой воде, которая должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. Методы очистки воды.

    реферат [19,1 K], добавлен 03.03.2011

  • Проблема загрязнения водной среды. Количество воды во Вселенной, водород и кислород - исходные элементы для ее образования. Строение молекулы воды, ее уникальные свойства. Дефицит пресной воды на планете, последствия загрязнения Мирового океана.

    презентация [2,3 M], добавлен 14.05.2012

  • Вода - особая составляющая Земли. Фрактальность структуры питьевой воды, ее основные свойства. Вода в организме человека. Непрерывное познание — залог развития мозга человека. Бутилированная и газированная питьевая вода. Критерии качества для пользы воды.

    реферат [7,3 M], добавлен 18.01.2011

  • Понятие среды обитания и типы её загрязнения. Организация систем мониторинга в России. Методы и средства контроля среды обитания: контактные, дистанционные и биологические методы оценки качества воздуха, воды и почвы. Оценка экологической ситуации.

    контрольная работа [223,8 K], добавлен 05.04.2012

  • Изучение особенностей и видов загрязнения природных вод. Определение общей мощности источников антропогенного загрязнения, которая превосходит мощность естественных. Комплексный подход к решению проблемы загрязнения природных вод: защита и профилактика.

    реферат [30,3 K], добавлен 27.11.2010

  • Характеристика водных ресурсов России. Последствия их перерасхода. Гидросфера и источники ее загрязнения. Эвтрофикация водоёмов. Круговорот воды в природе, антропогенное воздействие на него. Расчёт платы за сброс загрязняющих веществ в водные объекты.

    реферат [42,7 K], добавлен 16.12.2012

  • Возвратные воды как главный источник загрязнения водной среды региона. Основные экологические проблемы. Анализ промышленных источников загрязнения воды. Оценка риска здоровью человека. Законодательные акты в области управления охраной водных ресурсов.

    реферат [17,0 K], добавлен 10.10.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.