Энергия Питани Экология е
Энергия Питани Экология е © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Развитие цивилизации XIX век Энергия Использование угля Паровая машина Электричество Нефть / газ Противоречия Гидроэнергетика Проблемы Энергия атома Надежды… XXI век © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Глобальный Экологический Нокдаун Парниковый эффект * Сокращение лесного покрова * Дезертификация* Проблема питьевой воды* Загрязнение атмосферы* © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Объективные причины энергетической проблемы Рост народонаселения © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Рост народонаселения Количество населения, Млрд. чел. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Рост народонаселения Скорость 2, 1% в год Время удвоения 33 года 2000 ккал/сутки 100 Вт Средняя потребность в 15 -20 раз больше © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Объективные причины энергетической проблемы Рост народонаселения Рост потребления энергоресурсов © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Рост потребления энергии Потребление Уровень цивилизации энергии, МДж/сутки Человек первобытный 8, 4 Охотник 21 Первобытный земледелец 50, 4 Культурный земледелец 108 Человек «индустриальный» 321, 5 Человек «технологичный» 961 © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Объективные причины энергетической проблемы Рост народонаселения Рост потребления энергоресурсов Истощение запасов топлива © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Классификация энергетических ресурсов Неразведанные Разведанные (теоретически (установленные) предполагаемые) Традиционные Нетрадиционные (разработка возможна (разработка технически и сложна или экономически не целесообразна) рентабельна) © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Запасы топливно-энергетических ресурсов Вид Ресурсы Потребление топлива традиционные общие 2000 г. , Мтнэ Нефть, 140 320 3430 млрд т Газ, 146 270 2220 трлн м 3 Уголь, млрд 690 10125 2240 тут Уран 235, 3200 5100 тыс. т © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Объективные причины энергетической проблемы Рост народонаселения Рост потребления энергоресурсов Истощение запасов топлива Экономический аспект © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Экономический аспект Нефтяной кризис 1973 – 1974 гг. ОПЕК* Неравномерность залежей © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Экономический аспект Нефтяной кризис 1973 – 1974 гг. ОПЕК* Неравномерность залежей Закономерность роста цен 1970 -е гг. 1 т нефти – 46 руб. 1985 г. 1 т нефти – 88 руб. 1990 г. 1 т нефти – 129 руб. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Объективные причины энергетической проблемы Рост народонаселения Рост потребления энергоресурсов Истощение запасов топлива Экономический аспект Экологический аспект © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Экологический аспект в энергетике © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Основные понятия • окружающая природная среда; • биосфера; • качество окружающей среды; • ассимиляционный потенциал окружающей среды; • загрязнение окружающей среды; • экономический ущерб от загрязнения и деградации окружающей среды • вредное воздействие © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Окружающая природная среда – это совокупность естественных и искусственно измененных природных условий обитания и производственной деятельности человека. Она представляет собой ту часть окружающего мира, с которой человек взаимодействует либо путем приспособления, либо путем преобразования и использования. В данном случае термин «окружающая природная среда» идентичен понятию «окружающая среда» © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Основные понятия • окружающая природная среда; • биосфера; • качество окружающей среды; • ассимиляционный потенциал окружающей среды; • загрязнение окружающей среды; • экономический ущерб от загрязнения и деградации окружающей среды • вредное воздействие. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Биосфера (от греч. Bios - жизнь + Sphaira - шар) - область существования и функционирования ныне живущих организмов, охватывающая нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу, поверхность суши и верхние слои литосферы. Биосфера включают в себя живые организмы и среду их обитания (биоценоз). Атмосфера Гидросфера Литосфера Ноосфера © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Атмосфера (внешняя газообразная оболочка Земли с постоянно убывающей концентрацией газов до высоты 1100. . . 1400 км) Литосфера или земная кора (твердая внешняя оболочка Земли средней условной мощностью 16 км, включающая и почвенный слой вместе с биоценозом) Гидросфера (прерывистая водная оболочка Земли, включающая поверхностные и подземные воды) Ноосфера…
Основные понятия • окружающая природная среда; • биосфера; • качество окружающей среды; • ассимиляционный потенциал окружающей среды; • загрязнение окружающей среды; • экономический ущерб от загрязнения и деградации окружающей среды; • вредное воздействие. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Под качеством окружающей природной среды понимается ее способность в долгосрочной перспективе выполнять функции: а) среды обитания и жизнедеятельности человека; б) источника сохранения генофонда и биологического разнообразия. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Основные понятия • окружающая природная среда; • биосфера; • качество окружающей среды; • ассимиляционный потенциал окружающей среды; • загрязнение окружающей среды; • экономический ущерб от загрязнения и деградации окружающей среды; • вредное воздействие. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Ассимиляционный потенциал – это способность окружающей среды принимать, перерабатывать и обезвреживать отходы производства и потребления. В силу своей исчерпаемости ассимиляционный потенциал окружающей среды является ограничителем социально-экономического развития. Иначе говоря, превышение пороговых нагрузок на экологические системы истощает их ассимиляционный потенциал, лишая тем самым природу способности к самоочищению. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Основные понятия • окружающая природная среда; • биосфера; • качество окружающей среды; • ассимиляционный потенциал окружающей среды; • загрязнение окружающей среды; • экономический ущерб от загрязнения и деградации окружающей среды; • вредное воздействие. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Загрязнение окружающей среды происходит как естественным путем, так и по вине человека. В широком смысле под загрязнением понимают все виды естественного и антропогенного воздействия, нарушающие экологическое равновесие и негативно влияют на качество окружающей среды. В узком смысле загрязнение, это поступление в нее любых твердых, жидких, газообразных веществ, микроорганизмов, излучений и шумов, оказывающих отрицательное воздействие на здоровье людей, состояние отдельных экосистем и биосферу в целом. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Отходы производства Отходы производства - остатки ресурсов, образу- ющиеся в процессе создания продукции и утратили полностью или частично свои исходные потребительские свойства, а также сопутствующие вещества, не нашедшие применения в данном производственном процессе © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Отходы потребления Отходы потребления - изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа, а также твердые бытовые отходы, образующиеся в процессе жизнедеятельности людей © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
ВЫБРОС СБРОС Выброс - кратковременное или непрерывное (за час, сутки) поступление в окружающую среду вредных веществ (загрязнителей) промышленным предприятием. Сброс сточных вод - кратковременное поступле- ние в окружающую среду сточных вод с резко увеличенным расходом и/или концентрацией загрязняющих веществ. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
ЭМИССИЯ ЭМИТЕНТ РЕЦИПИЕНТ © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Основные понятия • окружающая природная среда; • биосфера; • качество окружающей среды; • ассимиляционный потенциал окружающей среды; • загрязнение окружающей среды; • экономический ущерб от загрязнения и деградации окружающей среды; • вредное воздействие. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Загрязнение окружающей среды сопровождается разнообразными видами ущерба. Натуральный ущерб проявляется в снижении качества и продуктивности сельскохозяйствен-ных, лесных, рыбопромысловых и др. угодий, снижении рекреационной способности ландшафтов, в преждевременном износе производственных и жилых строений, в росте заболеваемости, смертности и снижении трудоспособности населения Денежная оценка этих потерь называется экономическим ущербом от загрязнения окружающей среды. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Основные понятия • окружающая природная среда; • биосфера; • качество окружающей среды; • ассимиляционный потенциал окружающей среды; • загрязнение окружающей среды; • экономический ущерб от загрязнения и деградации окружающей среды; • вредное воздействие. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Вредное воздействие. Понятия и определения Под вредным воздействием понимают такой процесс обмена веществом и энергией, в результате которого происходят количествен- ные и качественные изменения компонентов природной среды, превышающие предельно допустимые нормативы, определяемые 1. Интенсивностью воздействия 2. Степенью воздействия 3. Опасностью воздействия © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Под интенсивностью понимают величину нарушения или загрязнения окружающей среды в единицу времени. Под степенью понимают относительную величину поступления загрязняющих веществ в природную среду от общего объема выделившихся веществ в виде выброса, а также нарушенность компонента среды в зависимости от общей его площади и количества. Под опасностью понимают относительную единицу соотношения между реальной (фактической) интенсивностью воздействия и нормативной. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Нормативами при загрязнениях являются предельно допустимые выбросы в атмосферу (ПДВ) и предельно допустимые сбросы в гидросферу (ПДС). Опасность воздействия j определяется по отношению: где J - интенсивность воздействия. При j>1 опасность воздействия существует, при j<1 технологический процесс не воздействует на окружающую природную среду © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Предельно Допустимые Концентрации По степени опасности (токсичности) различают четыре класса веществ: 1 – чрезвычайно опасные; 2 – опасные; 3 – умеренно опасные; 4 – относительно безопасные. Для каждого из выбрасываемых веществ должно соблюдаться условие: где сi – приземная концентрация i-го вещества, мг/м 3; ПДКi – значение ПДК i-го вредного вещества. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Совместное присутствии ряда вредных веществ в атмосферном воздухе может усиливать их токсичность. Их называют веществами однонаправленного действия и при их одновременном содержании в атмосфере должно выполняться условие: где с1, с2 и сn – концентрации вредных веществ однонаправленного действия, мг/м 3; ПДК 1, ПДК 2 и ПДКn – соответствующие значения ПДК этих веществ в атмосфере, мг/м 3. © 2010, оформление, составление Кожанов Нурлан Тлепбайевич
Вредное воздействие ТЭС на окружающую среду
Топливный цикл и его техногенное воздействие на окружающую среду Топливный цикл (ТЦ) – это последовательность производ- ственно-технологических процессов в топливно-энергети- ческом комплексе: от добычи топлива, включая производ- ство энергии и заканчивая удалением отходов. Как правило, ТЦ включает в себя следующие стадии: • начальную (добыча, переработка и транспортирование топлива); • основную (производство энергии в виде теплоты или электричества); • заключительную (транспортирование и переработка топлива и отходов, удаление отходов). Полностью исключить воздействие ТЦ на окружающую среду нельзя. Однако уменьшить влияние всех стадий топливного цикла путем применения природоохранных технологий, обеспечивающих заданную экологическую чистоту производства, вполне достижимо
Доля ТЦ в воздействии на окружающую среду Из них Предприятия Факторы электротепло- ТЦ, % энергетика, % Тепличные газы 36 33, 5 Токсичные газы и 44 28 зола Отчуждение земель 10, 5 9, 4 Забор свежей воды 25, 5 24, 5 Сброс сточных вод 36 33, 5
Воздействие технологических процессов на окружающую среду 1. Локальный 2. Региональный 3. Глобальный В локальной зоне наблюдаются максимальные приземные концентрации, значения которых не должны превышать нормативных. Соблюдение нормативов может быть обеспечено: • выбором соответствующего места расположения технологического объекта; • мощностью объекта; • использованием экологически приемлемого оборудования; • применением эффективных способов очистки вредных выбросов и сбросов; • рассеиванием в атмосфере остаточных выбросов с помощью источника рассеивания.
Региональное загрязнение определяется условиями: • фоновых концентраций; • удельных техногенных нагрузок на окружающую среду; • трансграничным переносом выбросов. Глобальное воздействие определяется: • изменением климата планеты вызванного нарушением радиационного теплового баланса Земли в результате накопления продуктов сгорания органического топлива в атмосфере и усиления парникового эффекта; • воздействием техногенных процессов на озоновый слой планеты; • уменьшением дебита пресной воды; • увеличенным водопотреблением на технологические нужды, т. е. загрязнение сбрасываемой воды, ее тепловое и микробиологическое воздействие на водоемы; • уменьшение площади плодородных почв на планете; • снижение рыбных запасов, запасов флоры и фауны в целом