Основы энергосбережения Энергосбережение и экология Хренов Олег Викторович, к. т. н. , доцент
Энергосбережение и экология Экология (от греческих слов oikos –жилище, обитель и logos –слово, учение) – наука о взаимоотношениях живых организмов и среды их обитания. Элементы знаний, относимые к области экологии, встречаются в трудах ученых античного мира (Аристотель, Теофраст). Однако чисто экологические исследования начали проводиться только во второй половине XVIIIв.
Энергосбережение и экология Термин «экология» ввел в научный оборот в 1866 г. немецкий биолог Э. Геккель, а к 1900 г. она сформировалась как самостоятельная наука. В основе экологии лежат представления о единстве организма и среды и об изменении организмов в процессе эволюции. В современной экологии существует два подхода к проблеме взаимоотношений человека и природы:
Антропоцентрический подход Общество и природа являются двумя разными системами, в которых более важную роль играют внутренние связи. Взаимоотношения человека и природы строятся по правилам, устанавливаемым человеком, а законы, управляющие существованием природных сообществ, на человека не распространяются или играют второстепенную роль в жизни общества. Экологические проблемы рассматриваются как результаты неверного поведения человека.
Экоцентрический подход исходит из зависимости человека от природы; предполагает, что экологические законы продолжают управлять человеком; опирается на представление об объективном существовании единой системы, в рамках которой все живые организмы взаимодействуют между собой и с окружающей природной средой. Именно этот принцип целостности лежит в основе современного понимания взаимосвязи человека с природой.
Энергосбережение и экология Совокупность необходимых для жизни элементов среды, с которыми организм находится в неразрывном единстве и без которых не может существовать, называется условиями жизни. Экологические факторы принято делить на три большие группы: абиотические антропогенные
Энергосбережение и экология Абиотические факторы – комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм и определяющих условия его существования. В свою очередь, они делятся на химические, физические, климатические. Биотические факторы – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. В широком смысле они представляют собой внутривидовые и межвидовые взаимоотношения организмов. Антропогенные факторы связаны с деятельностью человека, которая сопровождается изменением природной среды, влияет на условия жизни других организмов.
Энергосбережение и экология По определению Вернадского (1926 г. ), Биосфера – это оболочка Земли, заселенная живыми организмами и качественно ими преобразованная. Она представляет собой самую крупную (глобальную) экологическую систему планеты и включает атмосферу, гидросферу и литосферу вместе с обитающими в них живыми организмами.
Энергосбережение и экология В биосферу поступают примеси от естественных и антропогенных источников загрязнений. Естественные источники выделяют: пыль растительного, вулканического и космического происхождения пыль, образующаяся при эродировании почвы; частицы морской соли; туман; газы, образующиеся в результате лесных пожаров и извержений вулканов; различные продукты растительного, животного и микробиологического происхождения и др. Уровень загрязнений окружающей среды этими источниками фоновый и мало изменяется с течением времени.
Энергосбережение и экология Основное загрязнение окружающей среды создается в результате хозяйственной деятельности человека. Наибольшее количество выбросов обусловлено отходами теплоэнергетики и различных отраслей промышленности и транспорта. Больше всего загрязнителей образуется при сгорании топлива, используемого на транспорте, в промышленности, при производстве теплоты и электроэнергии. Интенсивное сжигание топлива в теплотехнических установок разрушающе воздействуют на окружающую среду. Ее защита стала в настоящее время глобальной проблемой человечества.
Энергосбережение и экология ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА. В промышленно развитых странах основным источником загрязнения являются тепловые электрические станции, в их котельных сжигаются уголь, нефть и продукты ее переработки, газ. Дымовые трубы электростанции ежегодно выбрасывают в атмосферу Земли более 250 млн. т золы, до 60 млн. т сернистого газа. При сжигании одной тонны угля поглощается такое количество кислорода, сколько его необходимо для 3. 5 тыс. человек. Лукомльская ГРЭС (мощность 2400 МВт) при работе на мазуте может выбросить в атмосферу за год 126 тыс. т оксидов серы и 52 тыс. т оксидов азота. В настоящее время ТЭС РБ работают на мазуте и природном газе. Основная доля газообразных токсичных выбросов приходится на диоксиды серы и азота.
Энергосбережение и экология При взаимодействии с атмосферной влагой эти оксиды образуют кислоты, выпадающие в районе высокой концентрации промышленных предприятий даже в виде "кислотных дождей". Кроме перечисленных загрязнителей, характерных для ТЭС, отмечено большое количество тепловых сбросов в прилегающие водные бассейны. На площади 3… 4 кв. км, занятой электростанцией, изменяется рельеф местности, нарушаются характеристики поверхностного стока, структура почвенного слоя и экологическое равновесие.
Энергосбережение и экология Работа АЭС практически не влияет на содержание кислорода и углекислого газа в атмосфере, не изменяет химического состава атмосферы, гидросферы и почвы. Основными факторами взаимодействия АЭС с окружающей средой являются радиационное воздействие и тепловое загрязнение. АЭС – более чистые по сравнению с угольными электростанциями: в угле содержатся естественные радиоактивные элементы – радий, торий, уран, полоний и др. , которые вместе с золой выбрасываются в атмосферу. Угольная ТЭС мощностью 1200 МВт, потребляя 3, 4 млн т угля в год, выбрасывает в атмосферу ежегодно 130 тыс. т золы. Радиоактивность таких ТЭС составляет 100 мбэр/год, для АЭС аналогичной мощности величина радиоактивных выбросов – 0, 5– 1 мбэр/год.
Энергосбережение и экология Химическая и нефтехимическая промышленность способствует образованию в атмосфере и на поверхности Земли большого количества стойких токсических кислот. Машиностроение – угарного газа, окислов азота, фенола, формальдегида, щелочей и других вредных веществ, связанных в основном с литейным, гальваническим и красочным производством. Промышленность строительных материалов, особенно производство цемента, – источник мощных выбросов вредной пыли в окружающую среду. В результате выброса в атмосферу огромного количества двуокиси серы и окислов азота резко увеличилось кол-во выпадаемых кислотных осадков: дождей, снега, тумана, которые снижают урожай, губят растительность, уничтожают жизнь в пресных водоемах. Ветры переносят кислотные осадки на огромные расстояния.
Энергосбережение и экология Источники радиоактивного загрязнения – испытания атомных и водородных бомб, производство ядерного оружия, ядерные реакторы и атомные электростанции, отходы атомных предприятий и установок. Аварии атомных реакторов в Англии, Франции, Болгарии, Германии, США и др. приводили к выбросам радионуклидов. Крупнейшая катастрофа – взрыв ядерного реактора на Чернобыльской АЭС в 1986 г. Радиоактивное загрязнение воздушной среды летучими элементами (цезий-137, стронций-90, плутоний) распространилось по всей Европе. Самое большое пятно загрязнения (более 40 Ки на 1 км 2) находится в Беларуси — 2, 6 км 2, далее в Украине — 0, 56 км 2 и в России — 0, 46 км 2.
ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ О 3 – Озон SO 2 – сернистый газ, сернистый ангидрит, оксид серы NO 2 Углеводороды: CH 4 – метан, C 4 H 10 – бутан, HC – CH – ацителен Выбросы труб ТЭЦ, пром. предприятий, автотранспор та и авиации
Энергосбережение и экология Воздушная среда – распространитель физических «загрязнителей» : шумы, инфразвук, вибрации, электромагнитные поля и ионизирующие излучения. Различают два вида шумов — воздушный и структурный. Шумы могут быть механического, аэродинамического, электромагнитного, гидродинамического происхождения. Проникают в помещения через окна, форточки, стены; вибрации строительных конструкций вызывают структурный шум. Возникающее звуковое давление оказывает разрушительное воздействие на организм человека, особенно на его психику. В настоящее время имеется инфразвуковое оружие.
Энергосбережение и экология Самые мощные источники загрязнения – бытовые стоки (две трети годового объема сточных вод). Доля стоков производства – четвертая часть. Из общего количества сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водоемы, около одной трети – нормативно-чистые (отводятся без очистки), три пятых — нормативно очищенные и одна двадцатая часть — загрязненные. В составе сточных вод в природные водные объекты за год сбрасывается : до 0, 5 тыс. т нефтепродуктов, 16 — 18 т органических веществ, 18 — 20 т взвешенных частиц и значительное количество других загрязняющих веществ.
Энергосбережение и экология Подземные воды загрязняются вблизи промышленных центров (на глубинах более 50 — 70 м), в застроенных частях населенных пунктов, в районах очистных сооружений, полей фильтрации, свалок, животноводческих ферм и комплексов, складов минеральных удобрений и ядохимикатов, горючесмазочных материалов. В подземных водах нередко обнаруживаются повышенные концентрации нефтепродуктов, фенолов, тяжелых металлов и нитратов.
Энергосбережение и экология Качество поверхностных вод Беларуси оценивается по индексу загрязнения вод (ИЗВ). Существует семь классов ИЗВ разной степени загрязненности вод: чистая – ИЗВ менее 0, 3; чрезвычайно грязная – ИЗВ более 10. Загрязнение большинства рек Беларуси оценивается II классом качества как относительно чистые (ИЗВ от 0, 3 – 1, 0). Наиболее загрязнены Свислочь (ИЗВ 1, 3 – 4, 3), Березина у г. Борисова (1, 1 – 1, 7), Днепр у г. Лоева (1, 5), Припять у г. Писка (0, 7 – 1, 7). Свислочь ниже станции аэрации отнесена к классу грязных (ИЗВ – 4, 3). Загрязнена соединениями азота, фосфора, тяжелыми металлами, нефтепродуктами.
Энергосбережение и экология Значительную опасность для здоровья человека представляет загрязнение земель тяжелыми металлами. Тяжелые металлы, загрязняющие почву: кадмий – 72% обследованных городов; превышение ПДК в 8 городах (Светлогорск, Брест, Лунинец, Орша, Полоцк); цинк – 77%; превышение ПДК в 14 городах (Гродно, Бобруйск, Борисов, Орша, Витебск); свинец – 61%, превышение ПДК в 9 городах (Новополоцк, Светлогорск, Брест, Речица, Волковыск); максимальное содержание меди выявлено в почве Минска и Орши.
Энергосбережение и экология Загрязнение тяжелыми металлами особенно интенсивно происходит почв придорожных полос автомобильных дорог межгосударственного (Брест — Москва, Санкт-Петербург — Одесса), республиканского (Минск — Слуцк, Минск — Логойск) и местного значения (Заславль — Дзержинск). Основным элементом-загрязнителем является свинец. Наблюдается до 25 — 50 м от полотна дороги в зависимости от рельефа местности и наличия лесозащитных полос. Максимальное содержание свинца в почве отмечено на расстоянии 5 — 10 м от автотрассы, оно выше фонового значения в среднем в 2 — 2, 3 раза.
Экологические эффекты энергосбережения Первый эффект – не сооружать новые топливные базы, инфраструктуры топливообеспечення, энергопроизводящие источники, сети транспорта и распределения энергоносителей. Второй – снижение антропогенных выбросов парниковых и загрязняющих газов за счет экономии энергии, внедрение новых энергосберегающих технологий и оборудования в производствах указанных отраслей экономики. Третий – сохранение гидросферы. В Беларуси водообеспеченность общим стоком на одного жителя составляет 6, 4 км что в 3 раза ниже, чем в целом по СНГ.
Энергосбережение и экология Потребление ископаемых видов топлива в мире возрастает. В XXI в. в технически развитых странах потребление энергии возрастет в 6 -7 раз, каждый человек будет потреблять 15 -20 т. у. т. в год. Решение проблемы компенсации или устранения экологических последствий энергопотребления – основная задача энергосбережения.
Основы энергосбережения Энергосбережение и экология Хренов Олег Викторович, к. т. н. , доцент
Скачать презентацию Основы энергосбережения Энергосбережение и экология Хренов Олег Викторович
Prez_energosberezhenie_i_ekologia.pptx