Развитие энергетики России Тепловые станции Экологический аспект Электрофильтры Регенеративные методы Математическое моделирование экологических систем Аварийные ситуации на АЭС

Введение в экологию энергетики

Среди вторичных фотохимических реакций важное значение имеет взаимодействие молекулярного кислорода и оксида азота NO с атомарным кислородом, в результате чего образуется озон О3 и диоксид азота. Фотохимические реакции с диоксидом азота протекают в следующих направлениях:

NO2+УФ®=NO+O;

O+O2=O3;

NO+O2=NO3;

NO3+O2=NO2+O3.

 Знак УФ означает, что реакция фотодиссоциации происходит с поглощением ультрафиолетовых лучей солнечного спектра.

 В итоге происходит непрерывное образование озона, который взаимодействуя с оксидом азота, образует снова диоксид азота, т.е.

NO+O3=NO2+O2.

 Как показывают исследования, в результате перечисленных реакций происходит постепенное доокисление монооксида NO до диоксида NO2 по мере удаления дымового факела от дымовой трубы. На выходе из дымовой трубы 85…90% всех оксидов азота представляет NO.

 Итоговое преобразование NO в NO2 приводит к усилению отрицательного воздействия продуктов сгорания на природу и живые организмы, так как последний более токсичен.

 Установлено, что основной причиной фотохимических превращений в приземном слое атмосферы городов является высокая степень загрязнения воздуха органическими веществами (преимущественно нефтяного происхождения) и оксидами азота.

 Суммарная концентрация окислителей, называемых еще оксидантами, образующихся в атмосфере воздуха в результате фотохимических превращений, в ряде случаем может быть использована как гигиенический показатель интенсивности протекания этих реакций. Концентрации оксидантов подвержены большим колебаниям, но наблюдается определенная закономерность. как правило, вслед за низкими ночными концентрациями наблюдается их значительное увеличение в утренние часы. Максимум наступает в полдень с усилением воздействия солнечных лучей. Снижение концентраций происходит с заходом солнца.

 При высоких концентрациях оксидов азота, они частично окисляются под воздействием солнечной радиации до высшего оксида азота N2O5, который, взаимодействуя с влагой воздуха, образует азотную кислоту.

 Соединения ванадия, аэрозоли бенз(а)пирена, распространяясь в атмосфере вместе с пылью, дождем или снегом, оседают на почву и водоемы.

 Из сказанного следует, что вредные выбросы ТЭС – пыль, оксиды серы и азота и другие вещества, воздействуя на биосферу в районе расположения электростанции, подвергаются различным превращениям и взаимодействиям и затем осаждаются или вымываются атмосферными осадками.

 Следует помнить, что почти все выбрасываемые ТЭС вещества не являются инородными для окружающей природной среды и участвуют в круговороте веществ между атмосферой, литосферой и гидросферой.

 Так, в атмосфере Земли содержится около 2000 млрд. т углерода в виде углекислого газа СО2. При этом около 100 млрд. т в год находится в состоянии непрерывного круговорота между атмосферой сушей и морем. Таким образом, общие выделения СО2 в результате человеческой деятельности, составляющие в настоящее время примерно 15 млрд. т в год (табл.4), не приведут к значительным изменениям, так как небольшое увеличение СО2 в воздухе компенсирует способность растений поглощать углекислый газ. Однако дальнейшее увеличение выбросов СО2 может повлиять на климат планеты из-за так называемого парникового (оранжерейного) эффекта. Парниковый эффект для Земли – это повышение температуры планеты вследствие того, что углекислый газ пропускает тепловое излучение Солнца и в то же время препятствует прохождению обратного (отраженного) потока тепла.

 Наибольшее значение для животного мира оказывает кислород воздуха. В процессе дыхания животных и горения топлива уменьшается его концентрация в атмосфере, которая восстанавливается растительным миром суши и океана. Ощутимых изменений концентрации кислорода в атмосфере нет. Однако это совсем не значит, что проблема в глобальном масштабе исчерпана, так как одновременно с антропогенным использованием кислорода в мире совершаются и другие процессы, отрицательно влияющие на воспроизводство кислорода, а именно загрязнение мирового океана и снижение площади лесов.

 Что же касается теплоэнергетики, то актуальным является решение вопросов обеспечения допустимых концентраций вредных веществ в районах расположения электростанций. То есть снижение уровня загрязнений локального характера (до десятков километров). Это объясняется тем, что время нахождения в атмосфере большинства загрязняющих компонентов от действия ТЭС не превышает нескольких суток и на значительном удалении от источника выбросов их концентрации в сотни раз меньше допустимых.

 Курс лекций «Глобальные эколого-экономические проблемы»

Экологические проблемы на разных этапах развития общества.

В третье тысячелетие человечество вступило с грузом сложнейших взаимоотношений экономических, политических, социальных, этнических и глобальных экологических проблем. Экологические проблемы по значимости не имеют аналогов в истории человечества. Сегодня только осознание их и деятельность, направленная на их преодоление, могут обеспечить выживание человечества

Экологические проблемы формировались и накапливались на разных этапах развития общества, однако взаимодействие общества и природы не рассматривалось с экологической точки зрения.

Само определение экологии как научного направления произошло только в 1866 году, когда немецкий ученый биолог Эрнест Геккель определил экологию как “науку об отношениях организмов с окружающей средой”. Являясь относительно молодой наукой, экология располагает огромным фактическим материалом и достаточно развитой теорией.

Исследуя и изучая накопленный материал на протяжении всей истории развития человечества, формируется понимание экологических проблем на разных этапах развития общества. Очевидно, что Э.Геккель не столько сформировал новое научное направление, сколько дал название древнейшей науке, которая развивалась до него в трудах великих ученых различных времен и народов.

Рассматривая период времени в 2000 лет можно охарактеризовать развитие цивилизации как постепенно-наступательное. К началу нашей эры все население Земли составляло приблизительно 100-200 миллионов человек, а к 1500-му году примерно 450 миллионов человек. Однако, рост населения на Земле происходил не с непрерывным увеличением, бывали целые временные периоды, когда численность населения резко сокращалась из-за эпидемий чумы, холеры и других болезней, аномальных природно-климатических явлений, которые в свою очередь вели к снижению продуктивности сельского хозяйства и голоду.

Только с 15 века человечество достигло определенной аграрной культуры, сумело увеличить производство продуктов питания и тем самым обеспечило относительно стабильный рост своей численности. Примерно в это время началась и глобальная миграция населения, вызванная великими географическими открытиями. На этот период приходится глобальное и эксценальное освоение Земли, которое в свою очередь начало формировать глобальные экологические проблемы.


На главную