Тепловые и атомные электростанции. Котельные установки.

Тепловые и атомные электростанции. Котельные установки. В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгорания. Объем энергетических выбросов очень велик. Так, современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн кВт расходует в сутки до 20 тыс. т угля и выбрасывает в атмосферу за это время 680 т S02 и S03, 120— 140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа), 200 т оксидов азота.

Перевод установок на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Наиболее экологично газовое топливо, которое в три раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут, и в пять раз меньше, чем уголь.
Источники загрязнения воздуха токсичными веществами на атомных электростанциях (АЭС) — радиоактивный йод, радиоактивные инертные газы и аэрозоли. Крупный источник энергетического загрязнения атмосферы — отопительная система жилищ (котельные установки) дает мало оксидов азота, но много продуктов неполного сгорания. Из-за небольшой высоты дымовых труб токсичные вещества в высоких концентрациях рассеиваются вблизи котельных установок.

Черная и цветная металлургия

Черная и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали в атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксидов серы и до 0,05 т оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ. Существенно загрязняется атмосфера также на агломерационных фабриках, при доменном и ферросплавном производстве.

Значительные выбросы отходящих газов и пыли, содержащих токсичные вещества, отмечаются на заводах цветной металлургии при переработке свинцово-цинковых, медных, сульфидных руд, при производстве алюминия и др.

Химическое производство

Химическое производство. Выбросы этой отрасли хотя и невелики по объему (около 2% всех промышленных выбросов), тем не менее, ввиду своей весьма высокой токсичности, значительного разнообразия и концентрированности, представляют значительную угрозу для человека и всей биоты. На разнообразных химических производствах атмосферный воздух загрязняют оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (смесь оксидов азота), хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль и т. п.).

Выбросы автотранспорта

Выбросы автотранспорта. В мире насчитывается несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, прежде всего в крупных городах. Так, в г. Москве на долю автотранспорта приходится 80% от общего количества выбросов в атмосферу. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат огромное количество токсичных соединений — бенз(а)пирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (в случае применения этилированного бензина).

Наибольшее количество вредных веществ в составе отработанных газов образуется при неотрегулированной топливной системе автомобиля. Правильная ее регулировка позволяет снизить их количество в 1,5 раза, а специальные нейтрализаторы снижают токсичность выхлопных газов в шесть и более раз.
Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается также при добыче и переработки минерального сырья, на нефте-и газоперерабатывающих заводах (рис. 13.2), при выбросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжигании мусора и горении пород в отвалах (терриконах) и т. д. В сельских районах очагами загрязнения атмосферного воздуха являются животноводческие и птицеводческие фермы, промышленные комплексы по производству мяса, распыление пестицидов и т. д.
«Каждый житель Земли — это и потенциальная жертва стратегических (трансграничных) загрязнений», — подчеркивает А. Гор в книге «Земля на чаше весов» (1993). Под трансграничными загрязнениями понимают загрязнения, перенесенные с территории одной страны на территорию другой. Только в 1994 г. на европейскую часть России из-за невыгодного ее географического положения выпало 1204 тыс. т соединений серы от Украины, Германии, Польши и других стран. В то же время в других странах от российских источников загрязнения выпало только 190 тыс. т серы, т. е. в 6,3 раза меньше.

 

6.Правовой режим экологически неблагополучных территорий.

 

Под правовым режимом экологически неблагополучных территорий или зон экологического бедствия подразумевается совокупность правил объявления, функционирования и снятия их особого статуса. Эти зоны объявляются Советом Федерации или Указом Президента РФ по представлению специально уполномоченного государственного органа по ООС (Минприроды) на основании заключения государственной экологической экспертизы. Инициаторами объявления территории зоной чрезвычайной экологической ситуации могут быть федеральные органы исполнительной власти, администрация субъекта Федерации или органы местного самоуправления. Инициатор подготавливает материалы о состоянии окружающей среды на данной территории, определяет границы зоны чрезвычайной ситуации и разрабатывает проект программы реабилитации, указывает ее способы и средства. Затем инициатор объявления территории зоной чрезвычайной экологической ситуации или экологического бедствия обращается в Правительство РФ с обоснованием необходимости этого мероприятия. По поручению Правительства РФ Минприроды России проводит государственную экологическую экспертизу материалов состояния окружающей среды в данном регионе. По ее результатам Минприроды готовит и вносит в Правительство проект Указа Президента РФ «Об объявлении территории зоной чрезвычайной экологической ситуации». Таким образом, территория может быть признана зоной чрезвычайной экологической ситуации только на федеральном уровне.
Ликвидация чрезвычайных экологических ситуаций и экологических бедствий включает аварийно-спасательные и другие неотложные работы, направленные на спасение жизни, сохранение здоровья людей и снижение ущерба окружающей среде. Ликвидация чрезвычайных экологических ситуаций осуществляется силами и средствами органов местного самоуправления и органов исполнительной власти субъектов Федерации. При недостаточности вышеуказанных сил и средств в установленном законом порядке привлекаются силы и средства федеральных органов исполнительной власти. Важной предпосылкой минимизации неблагоприятных последствий чрезвычайных экологических ситуаций и бедствий является подготовка населения к защите от них, которая осуществляется по месту работы, учебы или жительства. Финансирование мероприятий по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций проводится за счет средств местного бюджета, федеральных органов исполнительной власти, страховых фондов и средств резервного фонда Правительства РФ.
Решение о снятии статуса чрезвычайной экологической ситуации или экологического бедствия принимается по результатам государственной экологической экспертизы по истечении срока, оговоренного Правительством РФ при объявлении территории зоной чрезвычайной экологической ситуации. Минприроды подготавливает и вносит в Правительство РФ проект Указа Президента РФ «О снятии с территории статуса зоны чрезвычайной экологической ситуации». После рассмотрения и одобрения материалов государственной экологической экспертизы Правительство РФ представляет этот проект Президенту для принятия соответствующего решения и издания Указа.
Вопросы экологической безопасности, экологически неблагополучных территорий, чрезвычайной экологической ситуации и экологического бедствия регламентированы во многих федеральных законах: «Об охране окружающей среды» 2002 г., «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» 1994 г., «О чрезвычайном положении» 2001 г., «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» 1997 г., «О радиационной безопасности населения» 1996 г., «О санитарно- эпидемиологическом благополучии населения» 1999 г.

 

7.Продуцирование и разложение в природе.

 

Фотосинтезирующие организмы, и лишь отчасти хемосинтезирующие, создают органические вещества на Земле — продукцию — в количестве 100 млрд т/год и примерно такое же количество веществ должно превращаться в результате дыхания растений в углекислый газ и воду. Однако этот баланс неточен, так как известно, что в прошлые геологические эпохи создавался избыток органического вещества, в особенности 300 млн лет тому назад, что выразилось в накоплении в осадочных породах угля. Человечество использует это энергетическое сырье.

Избыток образовался вследствие того, что в соотношении 02/С02 баланс сдвинулся в сторону С02 и заметная часть продуцированного вещества, хотя и очень небольшая, не расходовалась на дыхание и не разлагалась, а фоссилизировалась (окаменевала) и сохранялась в осадках. Сдвижение баланса в сторону повышения содержания кислорода около 100 млн лет назад сделало возможным эволюцию и существование высших форм жизни.

Без процессов дыхания и разложения, так же как и без фотосинтеза, жизнь на Земле была бы невозможна.

Дыхание — это процесс окисления, который еще в древности справедливо сравнивали с горением. Благодаря дыханию как бы «сгорает» накопленное при фотосинтезе органическое вещество.

Итак, дыхание — процесс гетеротрофный, приблизительно уравновешивающий автотрофное накопление органического вещества. Различают аэробное, анаэробное дыхание и брожение.

Аэробное дыхание — процесс, обратный фотосинтезу, где окислитель — газообразный кислород присоединяет водород. Анаэробное дыхание происходит обычно в бескислородной среде и в каче^ве окислителя служат другие неорганические вещества, например сера. И наконец, брожение Щ такой анаэробный процесс, где окислителем становится само органическое вещество.

Посредством процесса аэробного дыхания организмы получают энергию для поддержания жизнедеятельности и построения клеток. Бескислородное дыхание — это основа жизнедеятельности сапрофагов (бактерии, дрожжи, плесневые грибы, простейшие). Аэробное дыхание превосходит, и значительно, анаэробное в скорости.

Если поступление детрита (частичек отмершей органики) в почву или в донный осадок происходит в больших количествах, то бактерии, грибы, простейшие быстро расходуют кислород на его разложение, которое резко замедляется, но не останавливается вследствие «работы» организмов с анаэробным метаболизмом.

Итак, в целом можно утверждать, что происходит некоторое отставание гетеротрофного разложения от продуцирования во времени. И, как было подчеркнуто выше, такое соотношение наблюдается на уровне биосферы. «Отставание гетеротрофной утилизации продуктов автотрофного метаболизма есть, следовательно, одно из важнейших свойств экосистемы» (Ю. Одум, 1975). Однако в результате деятельности человека это свойство находится под угрозой и прежде всего из-за непомерного потребления кислорода огромными двигателями и другими аппаратами, которое может привести к снижению продукции.

Разложение детрита путем его физического размельчения и биологического воздействия и доведение его сапрофагами до образования гумуса, гумификация, идет относительно быстро. Однако последний этап, минерализация гумуса, — процесс медленный, обусловливающий запаздывание разложения по сравнению с продуцированием.

Кроме биотических факторов в разложении принимают участие и абиотические (пожары, которые можно считать «агентами разложения»). Но если бы мертвые организмы не разлагались гетеротрофными микроорганизмами и сапрофагами, для которых они служат пищей, все питательные вещества оказались бы в мертвых телах и никакая новая жизнь не могла бы возникать.

 

8.Экологические последствия загрязнения атмосферы. Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы.

 

К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся:

1) возможное потепление климата («парниковый эффект»);

2) нарушение озонового слоя;

3) выпадение кислотных дождей.

Глобальное потепление - парниковый эффект.

Глобальное потепление - это процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмосферы Земли и Мирового океана. Изменение климата на Земле происходит как в результате естественных внутренних процессов, так и в ответ на внешние воздействия, как антропогенные, так и неантропогенные. Среди основных внешних воздействий - изменения орбиты Земли (циклы Миланковича), солнечной активности, вулканические выбросы и парниковый эффект (следствие выброса в атмосферу парниковых газов).

Автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения вместе выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн углекислого газа и других парниковых газов в год.

Несмотря на такие ужасающие цифры антропогенного воздействия, причина повышения температуры на Земле является спорной. А некоторые ученые утверждают, что данные о потеплении неубедительны и что прогнозы, основанные на компьютерном моделировании, не имеют ничего общего с реальностью.

Парниковый эффект — повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса.

Большинство ученых в мире рассматривают их как крупнейшие экологические проблемы современности.

возможное потепление климата (<<парниковый эффект»)

Наблюдаемое в настоящее время изменение климата, которое выражается в постепенном повышении среднегодовой температуры начиная со второй половины прошлого века, большинство ученых связывают с накоплением в атмосфере так называемых «парниковых газов - диоксида углерода (С02), метана (СН), хлорфторуглеродов (фреолов), озона (Оз), оксидов азота и др.

Парниковые газы, и в первую очередь С02, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли. По Г. Хефлингу (1990), атмосфера, насыщенная парниковыми газами,

действует как крыша теплицы. Она, с одной стороны, пропускает внутрь большую часть солнечного излучения, с дpyгoй почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей.

В связи со сжиганием человеком все большего количества ископаемого топлива: нефти, газа, угля и др. (ежегодно более 9 млрд. т условного топлива) концентрация С02 в атмосфере постоянно увеличивается. За счет выбросов в атмосферу при промышленном производстве и в бьту растет содержание фреонов (хлорфторуглеродов). На 1-1,5 % в год увеличивается содержание метана (выбросы из подземных горных выработок, сжигание биомассы, вьщеление крупным рогатым скотом и др.). В меньшей степени растет содержание в атмосфере и оксида азота (на 0,3% ежегодно).

Следствием увеличения концентраций этих газов, создающих парниковый эффект является рост средней глобальной температуры воздуха у земной поверхности. За последние 100 лет наиболее теплыми были 1980, 1981, 1983, 1987 и 1988 п. В 1988 г. среднегодовая температура оказалась на 0,4 ос выше, чем в 1950-1980 П.Расчеты некоторых ученых показывают, что в 2005 г. она повысится на 1,3 ос по сравнению с 195001980 П. В докладе, подготовленном под эгидой ООН родной группой по проблемам климатических изменений, утверждается, что к 2100 г. температура на Земле станет выше на 2-4 СО. Масштабы потепления за этот относительно короткий срок будут сопоставимы с потеплением, произошедшим на Земле после ледникового периода, а значит, экологические последствия могут быть катастрофическими. В первую очередь это связано с предполагаемым повышением уровня Мирового океана вследствие таяния полярных льдов, сокращения площадей горного оледенения и т. д. Моделируя экологические последствия повышения уровня океана всего лишь на 0,5-2,0 м к концу ХХI в., ученые установили, что это неизбежно приведет к нарушению климатического равновесия, затоплению приморских равнин в более чем 30 странах, деградации многолетних мерзлых пород, заболачиванию обширных территорий и к другим неблагоприятным последствиям.

Однако ряд ученых видят в предполагаемом глобальном потеплении климата и положительные экологические последствия. Повышение концентрации С02 в атмосфере и связанное с ним увеличение фотосинтеза, а также увеличение увлажнения климата могут, по их мнению, привести к росту продуктивности как естественных фитоценозов (лесов, лугов, саванн и др.), так и агроценозов (культурных растений, садов, виноградников и др.).

Суммарные мировые антропогенные выбросы двух главных загрязнителей воздуха - виновников подкисления атмосферной влаги - 802 и NO х составляют ежегодно более 255 млн т (1994 г.). На огромной территории природная среда закисляется, что весьма негативно отражается на состоянии всех экосистем.Выяснилось, что природные экосистемы подвергаются разрушению даже при меньшем уровне загрязнения воздуха, чем тот, который опасен для человека. Озера и реки, лишенные рыбы, гибнущие леса -. вот печальные последствия индустриализации планеты»

На картинке:

1) Сера содержится в угле и нефти, сгорает с образованием so2

2) so2 и no2, no3 выбрасывается в атмосферу ТЭС и

промышленными предприятиями

3) часть so2 и no2, no3 реагируют с кислородом и влагой атмосферы, образуя соответственно серную и азотную кислоты

4) Серная и азотная кислоты оказывают агрессивное воздействие на кирпичные и бетонные строения. Повреждаются растения.

5)... и проникают в почву. Повышение кислотности почвы нарушает в ней биологическое равновесие. Вода открытых водоемов закисляется. Рыба гибнет.Опасность представляют, как правило, не сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием•процессы. Под действием кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только жизненно необходимые растениям питательные вещества, но и токсичные тяжелые и легкие металлы - свинец, кадмий, алюминий и др. Впоследствии они сами или образующиеся токсичные соединения усваиваются растениями и другими почвенными организмами, что ведет к весьма негативным последствиям. Например, возрастание в подкисленной воде содержания алюминия всего лишь до 0,2 мг на один литр летально для рыб. Резко сокращается развитие фитопланктона, так как фосфаты, активизирующие этот процесс, соединяются с алюминием и становятся менее доступными для усвоения. Алюминий снижает также прирост древесины. Токсичность тяжелых металлов (кадмия, свинца и др.) проявляется еще в большей степени.

Пятьдесят миллионов гектаров леса в 25 европейских странах страдают от действия сложной смеси загрязняющих веществ, включающей кислотные дожди, озон, токсичные металлы и др. Так, например, гибнут хвойные горные леса в Баварии. Отмечены случаи поражения хвойных и лиственных лесов в Карелии, Сибири и в других районах нашей страны.

Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит К еще более выраженной их деградации как природных экосистем.

Закисление озер опасно не только для популяций различных видов рыб (в том числе лососевых, сиговых и др.), но часто влечет за собой постепенную гибель планктона, многочисленных видов водорослей и других его обитателей. Озера становятся практически безжизненными.

 

9.Особенности правового режима природных ресурсов.