Экология как наука. Роль антропогенного фактора в развитии биосферы. Виды загрязнений. Экологические катастрофы

Производственно-хозяйственные нормативы качества устанавливают требования к источнику вредного воздействия, ограничивая его деятельность определенной пороговой величиной. Основными санитарно-гигиеническими нормативами являются: предельно допустимый выброс ПДВ и предельно допустимый сброс ПДС. Под выбросом понимается поступление вредных веществ в атмосферу, под сбросом - поступление вредных веществ вместе со сточными водами в природные водные объекты.

Предельно допустимый выброс ПДВ - максимальное количество загрязняющего вещества, выбрасываемого в атмосферу отдельным конкретным источником в единицу времени, превышение которого ведет к превышению ПДК загрязняющего вещества в приземном слое воздуха и, как следствие, к неблагоприятным последствиям в окружающей источник природной среде и угрозе для здоровья людей. Предельно допустимый сброс ПДС - максимальное количество загрязняющего вещества, сбрасываемого в составе сточных вод в природный водный объект, превышение которого ведет к превышению ПДК загрязняющего вещества в данном природном объекте. ПДВ выражается в г/с, ПДС - в мг/л или г/м³. Постановление о введении ПДВ (ПДС) в практику природоохранной деятельности в нашей стране было принято в 1978 году. ПДВ (ПДС) определяется индивидуально для каждого химического вещества и каждого источника выбросов (сбросов), которых может быть несколько на одном предприятии. Величины ПДВ (ПДС) устанавливаются Государственным комитетом по охране окружающей среды (Госкомэкологии России), Минприроды РФ или специально уполномоченными органами в области охраны окружающей среды.

Основными комплексными нормативами качества являются предельно допустимые нормы нагрузки на окружающую природную среду ПДН.

Предельно допустимые нормы нагрузки на окружающую природную среду ПДН - это максимально допустимые размеры антропогенного воздействия на природные ресурсы или природные комплексы, не приводящие к нарушению устойчивости природных экосистем. Например, нормы ПДН устанавливают предельное число домашнего скота, приходящееся на единицу пастбищных угодий; предельное число посетителей, пребывающих одновременно на экскурсии в заповеднике; экологические ограничения на использование лесных или водных ресурсов и т.п. Нормативы ПДН разрабатываются и утверждаются отраслевыми или местными экологическими организациями.

ЛЕКЦИЯ 3 (4 ч)

Часть 1 (2 ч)

3.1 Понятие экологической проблемы. Экологические катастрофы и экологические кризисы. Основные причины экологических проблем

Экологической проблемой называется экологическая ситуация, которая, с точки зрения человека, требует улучшения или предотвращения. Под экологической ситуацией понимают состояние окружающей природной среды или отдельных ее факторов, имеющих качественную, количественную или эмоциональную оценку.

Развитие человеческого общества всегда было процессом противоречивым и сопровождалось множеством проблем, среди которых одной из главных является противоречие между развитием цивилизации и природной средой, в которой оно происходит. Человеческое общество - органическая часть природы, а история человечества - часть истории природы. В ходе совместного развития природы и общества в отдельные моменты происходит накопление и обострение противоречий между ними. Следствием этого является возникновение чрезвычайных ситуаций, приводящих к дестабилизации или разрушению социальной и природной систем. Такие чрезвычайные ситуации, возникающие взрывообразно, называют экологическими катастрофами, а назревающие скрыто и имеющие затяжной характер - экологическими кризисами.

Экологическая катастрофа - это необратимое в природе явление, представляющее одно из состояний природы, проявляющееся в природной аномалии. Причины экологических катастроф могут быть естественными (геофизическими) и антропогенными (техногенными). Естественными причинами экологических катастроф являются длительная засуха, наводнения, землетрясения, ураганы и т.п.; антропогенными причинами чаще всего служат аварии технических устройств или систем (АЭС, нефтяные танкеры и т.д.). Яркий пример антропогенной экологической катастрофы - взрыв на Чернобыльской АЭС.

Экологическим кризисом называют такое состояние взаимоотношений между человеческим обществом и природой, которое характеризуется несоответствием развития производительных сил (ПС) и производственных отношений (ПО) в обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы. Причины экологических кризисов - серьезное загрязнение окружающей среды и подрыв потенциала природных ресурсов. История биосферы Земли насчитывает шесть экологических кризисов - два доантропогенных (т.е. до появления человека) и четыре антропогенных, включая современный.

Принципиальное различие между экологической катастрофой и экологическим кризисом состоит в том, что в экологической катастрофе человек выступает страдающей, пассивной стороной в неизбежном природном явлении, тогда как экологический кризис - обратимое состояние, и человек в нем является активно действующей стороной.

Ответная реакция человечества на экологический кризис называется экологической революцией.

Пример: “Кризис консументов” (кризис эпохи палеолита - 20-30 тыс. лет назад) был связан с массовым истреблением руками человека крупных млекопитающих (в первую очередь, мамонтов). Ответом на него была так называемая вторая сельскохозяйственная революция, которая привела к развитию примитивного орошаемого земледелия и скотоводства.

Таким образом, в широком смысле экологический кризис понимается как стадия развития биосферы, на которой происходит качественное обновление ее живого вещества (т.е. вымирание одних видов и возникновение других).

Как мы уже знаем, в настоящее время антропогенное воздействие на биосферу носит глобальный характер. Ему подвергаются все компоненты биосферы (воздух, вода, почва). Оно породило такие экологические проблемы, как “парниковый эффект”, разрушение озонового слоя, “кислотные” дожди, эрозия почв и т.д. Современное состояние планеты Земля оценивается как глобальный экологический кризис.

Современный экологический кризис характеризуется опасным загрязнением окружающей среды, приближением к максимальному использованию энергии на поверхности Земли и резким нарушением экологического равновесия. Современный экологический кризис называют “кризисом редуцентов”, поскольку увеличивающееся антропогенное загрязнение биосферы химическими веществами (как существующими в природе, так и новыми синтетическими) привело к тому, что обитающие в биосфере редуценты не успевают очищать ее от этих веществ. Развитие и усугубление наблюдающегося кризиса проявляется в происходящей в последние 20-30 лет деградации биосферы, которая угрожает человечеству разрушением биосферы в результате происходящих в ней изменений и превращением ее в непригодное для жизни состояние. В настоящее время с лица Земли исчезают до 30 видов живых организмов в год и среди них - один вид (подвид) позвоночных животных (!). Современные темпы вымирания живых организмов почти в 10 тыс. раз выше, чем в эпоху вымирания динозавров (!!!).

Причинами современного экологического кризиса явились следующие факторы:

? усложнение и количественный рост антропосистемы;

? достигнутый уровень развития промышленности и сельского хозяйства;

? недостаточное внимание со стороны многих правительств к проблемам экологии;

? слабый в ряде случаев контроль за состоянием биологических ресурсов или вообще его отсутствие;

? неполнота научного познания и организации жизни на Земле;

? экологическая и биогеографическая безграмотность большинства населения Земли, включая специалистов, разрабатывающих тот или иной проект преобразования природы.

3.2. Экологические проблемы локального и глобального масштабов. Современные глобальные экологические проблемы.

Все экологические проблемы (в том числе катастрофы и кризисы) можно разделить на две группы:

Природные экологические проблемы - это проблемы, вызываемые естественным ходом изменения природных условий жизни - климата, почв, водного режима и других естественных явлений среды.

Антропогенные экологические проблемы - это последствия, возникающие в живой природе в результате хозяйственной деятельности человека - то есть вследствие неграмотного, нерационального использования природных ресурсов и загрязнения окружающей среды.

Как природные, так и антропогенные экологические проблемы характеризуются масштабностью проявления. Для дикой природы масштабность проявления экологических проблем определяется гибелью растений и животных, их заболеваемостью, снижением продуктивности, перемещением животных с целью поиска лучших мест обитания и т.п. Для человека масштабность проявления проблем определяется состоянием его здоровья, уровнем смертности и рождаемости населения.

Экологические проблемы имеют также географическое содержание. Во-первых, они присущи определенной среде (воздуху, воде, почве). Во-вторых, они делятся на глобальные и локальные (региональные). Глобальные экологические проблемы охватывают всю биосферу в целом - например, изменение климата планеты, истощение озонового слоя и т.п. Локальные (региональные) экологические проблемы ограничены конкретными географическими территориями (регионами) - например, выпадение кислотных дождей, загрязнение окружающей среды отдельными предприятиями и т.п. Сейчас все труднее становится четко определить территорию, на которой существует конкретная проблема. В конечном счете все проблемы сводятся к глобальному экологическому ухудшению биосферы.

Невозможно даже перечислить все современные экологические проблемы. Мы остановимся только на самых известных и наиболее масштабных.

3.2.1 Экологические проблемы атмосферы. Парниковый эффект

“Парниковый эффект” - это наблюдаемое в настоящее время изменение климата на нашей планете, которое выражается в постепенном повышении среднегодовой температуры (15 ⁰С), то есть потеплении.

Причиной этого явления служит постоянное увеличение в атмосфере количества так называемых “парниковых газов” - H₂O, CO₂, CH₄, NO_x, O₃, фреонов (хлорфторуглеродов - например, CF₂Cl₂). Малые молекулы “парниковых газов” хорошо поглощают длинноволновое тепловое излучение. Атмосфера, насыщенная “парниковыми газами”, действует как крыша теплицы: она, с одной стороны, беспрепятственно пропускает коротковолновое ультрафиолетовое излучение Солнца к земной поверхности, а с другой стороны, задерживает отражающиеся от поверхности Земли инфракрасные (тепловые) лучи, в результате чего температура воздуха повышается.

Основным источником CO₂ и NO_x в атмосфере являются сжигание топлива (в том числе работа автотранспорта) и биота Земли, а для NO_x также и удобрения. Основным источником CH₄ служит сельское хозяйство (животноводство, выращивание риса), деятельность бактерий, сжигание биомассы. Источник фреонов - промышленное производство (холодильные установки, газовые баллончики и др.). Поступление парниковых газов в атмосферу с каждым годом растет.

“Парниковый эффект” имеет как отрицательные, так и положительные последствия.

Отрицательные последствия “парникового эффекта”:

? повышение уровня Мирового океана за счет таяния ледников (материковых, горных, морских) и теплового расширения океана и связанная с ним угроза затопления равнин (в том числе плодородных), гибели флоры и фауны, ухудшения водоснабжения населения и т.д.;

? увеличение сезонного протаивания грунтов и связанная с ним угроза разрушения строений и коммуникаций (дорог, ВЛЭП, трубопроводов и пр.);

? заболачивание земель;

и т.д.

Положительные последствия “парникового эффекта”:

? снижение потребности в топливе;

? повышение интенсивности фотосинтеза и, как следствие, увеличение продуктивности экосистем (то есть урожайности);

и т.д.

Следует отметить, что в последние годы все чаще говорят о сложившемся стереотипе “парникового эффекта”, поскольку некоторые факты дают основание считать его проявление сомнительным: например, если в одних регионах планеты наблюдается потепление, то в других - похолодание; в полярных районах потепления не было, хотя именно здесь оно ожидалось в наиболее выраженном виде; и т.п. Однозначное обнаружение усиления “парникового эффекта” возможно не ранее, чем через 10 лет.

Разрушение озонового слоя

Озоновый слой охватывает весь Земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км с максимальной концентрацией озона на высоте 20-25 км. Озон выполняет важную защитную функцию, поглощая опасное для всех живых организмов жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца.

Главными факторами, разрушающими озоновый слой, являются: запуск мощных ракет, полеты реактивных самолетов, испытания ядерного и термоядерного оружия, уничтожение природного озонатора - леса, массовое применение фреонов в промышленности и быту. В результате действия этих факторов в атмосфере появляются так называемые “озоновые дыры” - области с пониженной концентрацией озона. В настоящее время “озоновые дыры” зарегистрированы над полюсами, над Южной Америкой, над странами Европы, над Россией и другими регионами.

Последствия разрушения озонового слоя широко известны: рост уровня УФ-излучения у поверхности Земли, что грозит солнечными ожогами, ослаблением иммунной системы, увеличением числа заболеваний раком кожи и катарактой глаз, снижением урожайности за счет нарушения процесса фотосинтеза, ростом лесных пожаров, нарушением глобального баланса O₂ и CO₂ и т.д.

Кислотные дожди

Кислотные дожди - это атмосферная влага, содержащая растворы серной и азотной кислот и характеризующаяся значением pH?5.6.

Образование кислотных дождей происходит в результате поступления в атмосферу большого количества диоксида серы SO₂ и оксидов азота NO_x, которые, соединяясь с парами воды, образуют H₂SO₄ и HNO₃. Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе - pH 2.3, в Америке - pH 2.2.

Источниками SO₂ и NO_x в атмосфере являются сжигание ископаемого топлива и промышленное производство. Вред, наносимый кислотными дождями, очевиден: гибель флоры и фауны, падение урожайности и снижение плодородия почв в результате повышения их кислотности, гибель рыб и других гидробионтов вследствие нарушения кислотно-щелочного баланса природных водоемов, разрушение зданий и технических сооружений (особенно на основе металлических конструкций - протекает коррозия), порча памятников истории и архитектуры.

3.2.2 Рост населения и урбанизация

Существование человека как биологического вида тесно связано с качеством среды обитания, рост численности человеческой популяции ограничен природными факторами. Человеку, как и любому другому виду живых организмов, необходимо наличие пригодного для обитания пространства, присутствие в среде питательных веществ для поддержания процессов жизнедеятельности, утилизация продуктов жизнедеятельности.

В 1999 году численность населения Земли превысила 6 млрд. человек и продолжает расти. Одновременно с численностью растут и потребности человеческого общества, что ведет к росту объемов промышленного и сельскохозяйственного производства. На фоне наблюдающегося качественного и количественного истощения природных ресурсов рост объемов производства приводит к опережающему росту отходов, снижению плодородия почв, повсеместному загрязнению окружающей среды.

Таким образом, в настоящее время сложилась ситуация, когда рост численности населения Земли грозит самоуничтожением человеческой популяции. В условиях нехватки жизненного пространства или продовольствия не исключено развязывание ядерной войны. Реальную опасность представляет также появление ранее неизвестных заболеваний (СПИД). Наконец, человек может стать жертвой своего воздействия на окружающую среду - вследствие усиления УФ-радиации, химического загрязнения воды, воздуха, почвы, изменения климата, истощения природных ресурсов и т.д.

Мощным экологическим фактором, способствующим преобразованию природных экосистем в результате хозяйственной деятельности человека, является процесс урбанизации. Урбанизация - это превращение естественных ландшафтов в искусственные под влиянием городской застройки. Более половины населения Земли проживает сейчас в городах. В крупных городах особенно велик уровень потребления природных ресурсов, возрастает загрязнение окружающей среды (воздуха, водоемов), что отрицательно сказывается на здоровье жителей городов и состоянии прилегающих территорий, а также биосферы в целом.

Часть 2 (2 ч)

3.2.3 Экологические проблемы сельского хозяйства

Эрозия почв

-Эрозия почв (от лат. erosio - разъедание, разрушение) - это явление разрушения и сноса верхних наиболее плодородных слоев почв и подпочвенных рыхлых пород ветром или потоками воды. Эрозия почв под воздействием потоков воды называется водной эрозией, под воздействием ветра - ветровой эрозией (дефляцией).

Эрозия почв бывает нормальной (геологической) и ускоренной (антропогенной). Нормальная эрозия свойственна нераспаханным территориям с естественным растительным покровом; она протекает медленнее, чем процессы формирования почвенного профиля. Ускоренная эрозия возникает в результате нерациональной хозяйственной деятельности человека и по темпам развития опережает процессы восстановления почвенного профиля.

Естественной защитой почв от воздействий ветра, дождевых капель, ливневых струй, талых вод является растительный покров. Механическая обработка почв (распашка, культивация, боронование и пр.) снижает их защищенность и способствует развитию ускоренных эрозионных процессов. Разрушению структуры почв способствуют также тяжелая почвообрабатывающая техника, чрезмерный выпас скота, прокладка каналов и нарушение норм поливов, карьерные разработки и др.

Различают следующие типы водной эрозии почв:

1. Плоскостная (поверхностная) эрозия - равномерный смыв верхних горизонтов почв. Вызывается стеканием дождевых или талых вод по склонам сплошным потоком или ручейками.

2. Линейная (струйчатая) эрозия - размывание почвы концентрированными потоками воды с образованием промоин и рытвин. Вызывается талыми и дождевыми водами, стекающими по склонам значительной массой, сконцентрированной в узких пределах участка склона; скоплению стекающей воды способствует рельеф местности.

3. Овражная эрозия - крайнее проявление линейной эрозии. Возникает при сильном развитии последней - промоины и рытвины со временем превращаются в овраги.

4. Береговая эрозия - размывание береговой линии речными потоками. Вызывается сезонным повышением уровня воды в реках.

Последствия водной эрозии:

? потеря ценных сельскохозяйственных площадей в результате образования оврагов;

? разрушение структуры почвы в результате ее размыва;

? снижение плодородия почв на 30-70% за счет потери почвой органических веществ, биогенов P и N, микроэлементов K, Ca, Mg и др.;

? химическое загрязнение водоемов, заиливание малых рек - за счет попадания в них с продуктами эрозии большого количества органических и минеральных веществ.

При ветровой эрозии происходит выдувание почвы, снос ее мелких сухих частиц ветром. Различают следующие типы ветровой эрозии почв:

1. Местная (повседневная) ветровая эрозия - проявляется в виде поземок и столбов пыли при небольших скоростях ветра.

2. Пыльные бури - возникают при очень сильном и продолжительном ветре.

Ветровая эрозия наиболее характерна для засушливых районов. Последствия ветровой эрозии очевидны: сносится верхний, самый плодородный слой почвы, в результате чего резко падает ее продуктивность; пыльные бури являются крупным источником загрязнения атмосферного воздуха, водоемов и прилегающих территорий.

Химизация сельского хозяйства

Одним их основных факторов, способствующих наблюдающейся в современных условиях деградации земель, является их загрязнение. Источники загрязнения почв, как и сами вещества-загрязнители, очень разнообразны, но есть лишь один вид загрязнений, который вносится человеком в почву сознательно - это удобрения и, в первую очередь, пестициды.

Пестициды (от лат. pestis - зараза, caedo - убиваю) - это химические или биологические препараты (ядохимикаты) для защиты сельскохозяйственной продукции - растений. Они используются для борьбы с сорняками (гербициды), вредными насекомыми (инсектициды), возбудителями грибковых заболеваний (фунгициды), для предуборочного удаления листьев (дефолианты), для борьбы с грызунами (зооциды), для регулирования роста растений и других подобных целей.

В настоящее время установлено, что общий экологический вред от использования пестицидов многократно превышает пользу от их применения. Причина этого заключается в том, что подавляющая часть вносимых в почву пестицидов минует организмы-мишени и попадает в сопредельные почве среды (воду, воздух, растения - через корневую систему).

Отрицательные последствия применения пестицидов:

? ухудшение пищевых качеств и сохранности сельхозпродукции;

? утрата почвами естественного плодородия;

? интоксикация огромного количества населяющих биосферу биологических видов (полезных растений, животных, насекомых) вплоть до полного их исчезновения;

? развитие устойчивых рас-вредителей и появление новых вредных организмов, естественные враги которых были уничтожены;

? глубокие изменения всей экосистемы.

Влияние пестицидов на человеческий организм приравнивается многими учеными к действию радиоактивных веществ (!): пестициды подавляют иммунную систему, обладают выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Многие особо опасные пестициды (ДДТ) запрещены к использованию в сельском хозяйстве целого ряда стран, в том числе и РФ.

Однако, несмотря на все это, в мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов (!).

3.2.4 Экологические проблемы энергетики

Для решения существующей проблемы загрязнения окружающей среды требуется большая энергия, источники которой нужно искать в самой окружающей среде. В связи с этим, а также учитывая постоянный ежегодный рост масштабов индустриальной деятельности человека, на первый план в современном мире выдвигается вопрос об ограниченности имеющихся природных ресурсов, необходимости их рационального использования, поиске новых видов топлива и источников энергии.

Природные ресурсы - компоненты окружающей природной среды, используемые человеком для создания материальных благ и удовлетворения духовных потребностей. К ним относятся солнечная энергия, энергия морских приливов и отливов, геотермальная энергия (внутриземная теплота), энергия ветра, воздух, вода, почва, полезные ископаемые, животные и растения. Природные ресурсы принято делить на неисчерпаемые и исчерпаемые.

Неисчерпаемые ресурсы - те ресурсы, которые можно использовать неограниченно долго. К ним относятся ресурсы космического масштаба, источник которых не подвержен антропогенному влиянию, а именно: солнечная энергия и вызванные ею природные силы (энергия морских приливов и отливов, энергия ветра, текущая вода), а также геотермальная энергия.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исчерпаемые ресурсы - те ресурсы, которые могут быть полностью использованы в ближайшей или отдаленной перспективе. Исчерпаемые ресурсы делят на возобновляемые и невозобновляемые. Возобновляемые исчерпаемые ресурсы - ресурсы, обладающие способностью к самовоспроизводству (естественному или с помощью человека), скорость которого сопоставима со скоростью эксплуатации ресурсов. К ним относятся: воздух, пресная вода, почва, растения и животные, некоторые виды минерального сырья (морская соль, торф и др.). Невозобновляемые исчерпаемые ресурсы - ресурсы, скорость использования которых превышает скорость их естественного накопления, если таковое вообще происходит. К ним относятся богатства земных недр, а именно: ископаемое топливо (каменный уголь, нефть, природный газ и др.), металлическое минеральное сырье (железные, медные и др. руды), неметаллическое минеральное сырье (глина, песок и т.п.).

Истощение имеющихся запасов невозобновляемых природных ресурсов со временем неизбежно. Наиболее остро стоит вопрос исчерпания запасов ископаемого топлива, которое является для человечества основным источником получения энергии. В настоящее время ежегодно сжигается столько горючих полезных ископаемых, сколько природа накапливала за миллионы лет. По оценкам специалистов, при сохранении таких темпов использования ископаемого топлива имеющихся на Земле запасов нефти хватит на 30-40 лет, газа - на 40-45 лет, угля - на 70-80 лет. Что же дальше? Прекратится производство электроэнергии, что повлечет за собой катастрофические последствия для цивилизации - остановку производств, электростанций, транспорта и т.п. Поэтому уже сейчас идет активный поиск новых видов топлива, ученые всего мира работают над решением возникающих технологических проблем производства электроэнергии.

Процесс производства, распределения и потребления электроэнергии и тепловой энергии, отпускаемой электростанциями, называют энергетикой. Энергетику принято делить на традиционную и альтернативную. Традиционная энергетика - это получение энергии от ископаемого топлива, а также от дров, текущей воды, синтетического топлива и при делении атомных ядер. Традиционные источники энергии - крупные ГЭС всех типов, ТЭС (угольные, нефтяные, газовые, торфяные), АЭС, ДВС, теплоустановки. Альтернативная энергетика - это получение энергии от Солнца, ветра, приливов и отливов и пр.

Тепловые электростанции (ТЭС)

Принцип работы: ископаемое топливо сжигается в топках паровых котлов, где его химическая энергия превращается в тепловую энергию пара. В паровой турбине тепловая энергия пара переходит в механическую энергию, которая в турбогенераторе превращается в электрическую энергию.

Влияние ТЭС на окружающую среду:

? в качестве топлива ежегодно уничтожается огромное количество ценного природного сырья, преимущественно органического, зачастую привозимого издалека;

? большой вред природе наносится при прокладке нефте- и газопроводов;

? при работе ТЭС ежегодно образуются сотни миллионов тонн твердых отходов в виде золы и шлаков, которые практически не утилизируются, скапливаясь в огромных количествах на специальных полигонах. Они содержат целый ряд химических элементов, таких, как Zn, Mn, Sr, Ti, Ba и др., многие из которых токсичны. Эти элементы проникают из шлаков и золы в почву и подземные воды, делая их непригодными как для бытового, так и для хозяйственного использования;

? атмосферные выбросы ТЭС содержат SO₂, оксиды азота, тяжелые металлы (As, Pb, Cd, V) и другие вредные для окружающей среды химические вещества;

? происходит загрязнение приземного слоя атмосферы большими количествами CO₂, образующегося в результате процесса горения;

? локализованный процесс горения обуславливает возможность кислородного голодания региона ввиду превышения скорости потребления кислорода над скоростью его поступления в атмосферу за счет процесса фотосинтеза;

? вблизи ТЭС, работающих на угле, обычно превышен естественный радиационный фон. Это объясняется присутствием в угле микропримесей радиоактивных изотопов (U-238, Th-232 и др.), которые при работе ТЭС поступают в окружающую среду вместе с другими продуктами сгорания;

? происходит тепловое загрязнение природных водоемов, вода которых используется для охлаждения отработавшего пара из паровых турбин ТЭС;

? работа ТЭС способствует шумовому и электромагнитному загрязнению окружающей среды.

Хочется отметить, что химическое загрязнение окружающей среды при работе ТЭС является одним из основных источников возникновения таких глобальных экологических проблем, как “парниковый эффект”, кислотные дожди, не говоря уже о том ущербе, какой наносится растительному и животному миру присутствием в компонентах окружающей среды токсичных веществ различного характера воздействия.

Гидроэлектростанции (ГЭС)

Принцип работы: Вода поступает в турбину ГЭС из верхнего бьефа реки (водохранилища, созданного плотиной) и уходит в нижний бьеф. Таким образом, энергия движения воды преобразуется в турбине в механическую энергию, которая затем генерируется в электрическую энергию.

Основной вред окружающей среде и хозяйственной деятельности человека при работе ГЭС наносится созданием плотин и водохранилищ.

Влияние ГЭС на окружающую среду:

? происходит нарушение естественных путей миграции рыб на нерестилища и обмеление самих нерестилищ в низовьях рек;

? оказывается большое влияние на водоснабжение, водоорошение, работу речного транспорта - то есть на судоходство рек;

? происходит затопление плодородных земель;

? возникает целый ряд экономических проблем: становятся необходимыми затраты на передислокацию населения, сельских хозяйств и промышленных объектов в новые районы из мест затопления;

? работа ГЭС способствует шумовому и электромагнитному загрязнению окружающей среды.

Однако в работе ГЭС есть и свои плюсы: вода - возобновляемый природный ресурс; ГЭС не вносят химическое и тепловое загрязнения в окружающую среду; себестоимость энергии, вырабатываемой ГЭС, в 4 раза ниже, чем у ТЭС и во столько же раз быстрее ее самоокупаемость.

Атомные электростанции (АЭС)

Принцип работы: В реакторе АЭС выделяется тепловая энергия - за счет высвобождения энергии связи нейтронов и протонов при делении ядер радиоактивных изотопов урана (U-235,238,234) под воздействием нейтронов; тепловая энергия превращается в механическую, а затем - в электрическую.

Основной опасностью при работе АЭС является загрязнение окружающей среды радиоактивными отходами и тепловое загрязнение водоемов, вода из которых используется для охлаждения ядерного реактора и других агрегатов АЭС. При проектировании и строительстве АЭС необходимо учитывать сейсмическую опасность в регионе, плотность населения, характеристику грунтовых слоев, вероятность наводнений, наличие достаточного количества воды для охлаждения реактора и другие условия.

Очевидные преимущества АЭС: при сжигании 1 г ядерного топлива выделяется в 3^.10⁶ раз больше теплоты, чем при сжигании 1 г угля; для работы АЭС мощностью в 1 млн. кВатт в течение 3-х лет нужно 2 вагона ядерного топлива, а для ТЭС с аналогичной мощностью - 300 000 вагонов угля.

Альтернативные источники энергии

К альтернативным источникам энергии относят:

? энергию Солнца (гелиоэнергетика);

? силу ветра (ветроэнергетика);

? жидкое и газообразное биотопливо - метанол, растительное масло, метан, водород и др., а также мусор (биоэнергетика);

? геотермальную энергию, тепловые насосы и т.п. (энергетика, использующая разность температур);

? энергию морских волн, приливов и отливов и т.п. (альтернативная гидроэнергетика).

Почти все альтернативные источники энергии представляют собой неисчерпаемые природные ресурсы. Об их экологической безопасности можно говорить пока только относительно традиционных источников энергии: с этой точки зрения альтернативные источники энергии практически безупречны. Однако в настоящее время эффективность работы имеющихся альтернативных источников очень низка, а затраты на их создание очень велики по сравнению с традиционными.

Размещено на Allbest.ru

...