Энергетические загрязнения окружающей среды

МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение

  высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ»

Кафедра Химической техники  и экологии

 

 

 

 

Курсовая работа

На тему « Энергетические загрязнения окружающей среды»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент группы № 7911

Баранов Николай  Викторович

 

Проверил профессор

Николаев Олег Кирилович

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2012 г.

Содержание

Введение 3

Энергетические загрязнения  4

Методы борьбы с энергетическими  загрязнениями 13

Вывод 14

Список литературы  15

 

Введение

 

Особенно резко возросла нагрузка на окружающую среду во второй половине 20 века. Во взаимоотношениях между обществом и природой произошел  качественный скачёк, когда в результате резкого увеличения численности населения, интенсивной индустриализации и урбанизации нашей планеты хозяйственные нагрузки начали повсеместно превышать способность экологических систем к самоочищению и регенерации. Вследствие этого нарушился естественный круговорот веществ в биосфере, под угрозой оказалось здоровье нынешнего и будущего поколений людей.

 

Энергетические  загрязнения

Экологическая проблема современного мира не только остра, но и многогранна. Она появляется практически во всех отраслях материального производства, имеет отношение ко всем регионам планеты. На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с  окружающим миром. Но с тех пор  как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство  человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразное и  сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества.

Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете. Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы, материальные загрязнители.

Загрязнение — это процесс  отрицательного видоизменения окружающей среды — воздуха, воды, почвы —  путём её интоксикации веществами, которые угрожают жизни живых  организмов.

Среди них - газообразные и  аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и  накопление углекислого газа в атмосфере.

Дальнейшее развитие этого  процесса будет усиливать нежелательную  тенденцию в сторону повышения  среднегодовой температуры на планете.

Вызывает тревогу у  экологов и продолжающееся загрязнение  Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности.

Нефтяное загрязнение  таких размеров может вызвать  существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.

Помимо материальных групп загрязняющих веществ человечество столкнулось  с не менее острой проблемой энергетических загрязнений.

 

Особым видом антропогенного воздействия  на окружающую природную среду является ее энергетическое загрязнение. Под  этим понятием будем подразумевать  выбросы в биосферу от промышленных и иных объектов различных видов  энергии таких интенсивностей, которые  могут быть опасны (вредны) для организма  человека и животных и существенным образом отрицательно влиять на экологическую  обстановку местности, региона.

Промышленные предприятия, объекты  энергетики, связи и транспорт  являются основными источниками  энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды, жилищ. К  энергетическим загрязнениям относят: тепловое загрязнение вибрацию воздействия, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

Тепловое загрязнение. В настоящее время в мире за год добывается около 4 млрд. т угля, 3 млрд. т нефти и около 1500 млрд. м³ природного газа—основных видов органического топлива. При сжигании этого количества топлива выделяется около 280-10'⁵ кДж тепла.

Крупнейший потребитель этого  тепла — тепловые электрические  станции. Мировая выработка электроэнергии в настоящее время оценивается  цифрой порядка 8500 млрд. кВт-ч в год, в том числе на тепловых электростанциях — примерно 7750 млрд. кВт-ч, или 28-10¹⁵ кДж. С учетом того, что современные теплоэнергетические станции имеют к. п. д. не выше 0,4, потребление ими тепла может быть оценено цифрой 70-Ю¹⁵ кДж в год, т. е. 25 % от всего располагаемого. Следовательно, неизбежные потери тепла при выработке электроэнергии глобально составляют 42-Ю¹⁵ кДж в год. Этим теплом «обогревается» атмосфера и гидросфера.

Кроме того, следует учесть, что  значительная часть выработанной электроэнергии, в конечном счете вновь преобразуется в тепло в электронагревательных установках, осветительных приборах и также рассеивается в окружающую среду.

Другим крупным потребителем тепла  органического топлива, главным  образом жидкого, являются транспортные средства — автомобили, тепловозы, морские и речные суда, самолеты. Транспортные энергетические установки, преобразующие тепло топлива  в механическую энергию, имеют к. п. д. также не выше 0,4. Следовательно, и в этом случае потери тепла в  окружающую среду составляют значительную цифру.

Огромное количество топлива (в  том числе дрова, торф и другие, не приведенные и не учтенные выше) сжигается в нагревательных промышленных печах, топках технологических паровых  котлов, сушильных и других установках, а также для обогрева жилищ  и общественных зданий. Практически  все это тепло рассеивается в  окружающей среде.

Последствия теплового загрязнения  биосферы в настоящее время изучены  еще недостаточно. По оценкам ученых, тепло антропогенного происхождения  в настоящее время еще неизмеримо мало по сравнению с теплом, поступающим  от Солнца и из земных недр, и составляет примерно 0,005 % этого количества, и  таким образом не может существенно  сказаться на тепловом балансе Земли. Однако столь малая цифра не должна вызывать успокоенности.

 

Действительно, в глобальном масштабе тепловое загрязнение биосферы пока, видимо, не может считаться опасным. Однако мощные источники антропогенных  выбросов тепла при условии их высокой концентрации на небольших  территориях могут оказывать  заметное влияние на тепловой режим  этих территорий, пространств, акваторий. Это относится, например, к таким крупным промышленным районам, как Рурский бассейн в ФРГ, Чикагский и Лос-Анджелесский промышленные комплексы в США, ряд районов в Японии и т. д. Здесь температура воздуха зимой в крупных городах обычно на несколько градусов выше, чем поблизости расположенных небольших населенных пунктах.

Заметно также изменяют тепловой режим рек и озер сбросы в них тепла от тепловых электростанций. Это существенно влияет на условия обитания водных организмов и на структуру экологических систем таких водоемов. Иначе говоря, влияние мощных антропогенных источников тепла на биосферу вполне ощутимо, хотя и имеет локальный характер.

Электромагнитное загрязнение. Среди выдающихся достижений человечества в науке и технике XX в. особое место занимают успехи в открытии, исследовании и практическом использовании электромагнитных волн широкого диапазона частот. Электромагнитные излучения применяются для радиосвязи, радиолокации, радионавигации, в системах радиотелеметрии, а также в промышленности для высокочастотного нагрева материалов при их сушке, спекании, плавке и т. д. Передача, распространение этого вида энергии происходит в соответствии с ее назначением, в основном в атмосфере, космосе, хотя может происходить и в других средах.

На Земле естественных и стабильных источников таких излучений практически  нет, а сеть искусственных, т. е. антропогенных, в настоящее время исключительно  широка и неуклонно разрастается. Образное выражение о том, что в эфире стало тесно, соответствует действительности. За исключением, пожалуй, только нагревательных установок, все источники электромагнитных излучений специально предназначаются для распространения радиоволн в пространстве (атмосфере). С этой точки зрения радиоволны не могут считаться отходами производства, загрязнителями. Однако с другой точки зрения, радиоволны (электромагнитные излучения) при определенных значениях параметров (частота, интенсивность) могут оказывать вредное или даже опасное воздействие на организм человека, на население определенных территорий, отрицательно влиять на другие живые организмы. Это и позволяет отнести электромагнитные излучения определенных диапазонов параметров к одной из разновидностей энергетического загрязнения окружающей среды. В какой-то мере можно говорить и о загрязнении эфира некоторыми видами электромагнитных излучений, являющимися помехами для радиосвязи, телевидения и т. п.

Это воздействие можно обнаружить вблизи ЛЭП, где электромагнитный фон  заметно повышен. Электромагнитное поле ЭМП промышленной частоты в основном поглощаются почвой, поэтому на небольшом расстоянии (50... 100 м) от линий электропередач электрическая напряженность поля падает с десятков тысяч вольт на метр до нормативных уровней. Значительную опасность представляют магнитные поля, возникающие в зонах около линий электропередач токов промышленной частоты и в зонах, прилегающих к электрифицированным железным дорогам. Магнитные поля высокой интенсивности обнаруживаются и в зданиях, расположенных в непосредственной близости от этих зон.

В быту источниками ЭМП и излучений  являются телевизоры, дисплеи, печи СВЧ  и другие устройства. Электростатические поля в условиях пониженной влажности  создают паласы, накидки, занавески  и т. д.

Микроволновые печи в промышленном исполнении не представляют опасности, однако неисправность их защитных экранов  может существенно повысить утечки электромагнитного излучения. Экраны телевизоров и дисплеев как источники  электромагнитного излучения в  быту не представляют большой опасности  даже при длительном воздействии  на человека, если расстояния от экрана превышают 30 см. Однако служащие отделов ЭВМ жалуются на недомогания при регулярной длительной работе в непосредственной близости от дисплеев. Воздействие ионизирующего излучения на человека может происходить в результате внешнего и внутреннего облучения.

Радиоактивное загрязнение. Рассеянные на Земле природные радиоактивные вещества и проникающие сквозь атмосферу космические лучи создают естественный фон радиоактивного излучения, безопасный для живых организмов. Антропогенные источники такого излучения значительно мощнее и опаснее для живой природы, поэтому можно говорить о радиоактивном загрязнении окружающей среды от этих источников.

Радиоактивное загрязнение природной  среды может вызываться проникновением в нее радиоактивных веществ  в достаточно большом количестве или работой специальных установок (научно-исследовательских, энергетических, медико-диагностических и др.), при  которой происходит излучение электромагнитных волн (т. е. рентгеновских α -лучей). Опасность загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами возникает при добыче и обогащении их руд, погрузочно-разгрузочных работах, их перевозке и хранении. Серьезную проблему представляет также сбор, обезвреживание, удаление и захоронение радиоактивных отходов.

Опасность воздействия радиоактивных  излучений на живые организмы, включая  человека, заключается в ионизации  жидкостей и тканей организма, сопровождающейся сложными физико-химическими и биологическими процессами, которые приводят к таким  результатам, как разрывы молекулярных связей, изменение структуры молекул, гибель клеток, нарушение обмена веществ, образование злокачественных опухолей и многим другим, вплоть до смертельного исхода.

Характер такого воздействия радиоактивных (или ионизирующих) излучений на организм человека учитывался при разработке в США первых экземпляров атомной бомбы, так как наряду с огромной разрушительной силой взрыв ее неизбежно (и это было известно) сопровождается мощным губительным радиоактивным излучением и заражением. Несмотря на то что непосредственно в военных целях с 1945 г. на Земле взорвано только две небольшие по нынешним понятиям атомные бомбы (над Хиросимой и Нагасаки), причинившие тем не менее массовую гибель людей и неисчислимые бедствия, атомное оружие в настоящее время представляет реальную опасность радиоактивного заражения всей биосферы. Широко, в частности, известна трагедия жителей малых островов Бикини, а также японских рыбаков, пострадавших в мирное время от радиоактивного заражения при испытаниях ядерных бомб, проводившихся Соединенными Штатами Америки в Тихом океане.

К настоящему времени в мире накоплено  столько атомного и термоядерного  оружия, что при возникновении  ядерного конфликта он может перерасти  в глобальную катастрофу, которая  погубит не только человечество, но и всю биосферу в ее современном  состоянии. Эта опасность вызывает особую озабоченность мировой общественности. Наша страна и все прогрессивное  человечество ведут непримиримую борьбу не только за запрещение ядерного оружия, но и за полное запрещение всех видов  его испытаний.