Содержание
Экологические проблемы и последствия использования тепловых электростанций
Принцип работы тепловых электростанций (ТЭС) заключается в сжигании топлива в топках паровых котлов, где образуется тепловая энергия пара. Через паровую турбину энергия пара преобразуется в механическую, которая в турбогенераторе превращается в электроэнергию. Около 90% всей электроэнергии вырабатывается на тепловых электростанциях. Но и по степени воздействия на окружающую среду теплоэнергетика стоит тоже на первом месте. В связи с этим актуальность снижения негативного влияния теплоэлектростанций на экологию ни у кого не вызывает сомнений.
Содержание:Показать
- Основные экологические проблемы тепловых электростанций
- Вредные выбросы в атмосферу
- Разрушение озонового слоя
- Кислотные дожди
- Сточные воды
- Тепловое загрязнение
- Проблемы, связанные с отходами
- Иные загрязнения
- Экологические последствия работы ТЭС
Основные экологические проблемы тепловых электростанций
Процесс преобразования тепловой энергии в электрическую включает в себя три стадии:
- Начальная — добыча, переработка и транспортировка топлива.
- Основная — производство тепла или электроэнергии.
- Заключительная — транспортировка и переработка отходов, их удаление.
Любая стадия технологического цикла оказывает существенное влияние на окружающую среду.
Вредные выбросы в атмосферу
Основными видами органического топлива, используемыми на тепловых электростанциях, являются газ, мазут, сланцы, уголь, торф. Среди них природный газ признан самым экологически безопасным топливом.
Уже на начальном этапе добычи топлива происходят значительные выбросы с мест добычи, например, с угольных разрезов. Пыль, углекислый газ, оксид азота и другие вещества, образующиеся при взрывных работах и выхлопах мощного карьерного транспорта, загрязняют территорию в радиусе 3-4 км от мест разработок.
При сжигании указанных видов топлива в атмосферу попадают токсические вещества:
- природного газа — оксиды углерода, оксиды азота, бензапирен;
- угля — к вышеперечисленному добавляются оксиды серы, зола, радиационные составляющие минеральной части;
- мазута — добавляются оксиды ванадия.
Чем грозит человечеству глобальное загрязнение воздушной оболочки нашей планеты?
Читать
Определение степени загрязнения воздуха с помощью индекса загрязнения атмосферы
Подробнее
Загрязнение атмосферы Земли: классификация по виду и составу
Смотреть
Разрушение озонового слоя
Находясь в 30 км от поверхности земли, озоновый слой выполняет защитную функцию, поглощая излишнее агрессивное ультрафиолетовое излучение. Содержание в отводящих дымовых газах тепловых электростанций некоторых продуктов горения влияет на сохранность озонового слоя земли. Соединения водорода, азота и хлора в стратосфере вступают в реакцию с озоном и разрушают его. Образуются дыры в озоновом слое, которые приводят к повышению активности солнечной радиации. Это негативно влияет на растения, нарушая процессы фотосинтеза, а также на животных и человека, провоцируя ожоги и кожные болезни.
На улицы города опустился густой желтый туман. Есть ли повод для беспокойства и как обезопасить свое здоровье?
Читать
Аварии с выбросом радиоактивных веществ, определившие путь развития ядерной энергетики
Подробнее
Экологические катастрофы: неизбежность или халатность? Основные причины и классификации катастроф
Смотреть
Основные виды естественных и искусственных источников загрязнения атмосферы и вред, которые они наносят
Далее
Кислотные дожди
Продукты горения органического топлива, такие, как метан, угарный газ, хлорфторуглероды, какое-то время находятся во взвешенном состоянии, а затем выпадают на землю в виде осадков, загрязняя почву и водоёмы. В частности, соединения серы и азота под действием солнечного света окисляются и образуют кислотные дожди. Они губительны для растений, вызывая химические ожоги и отмирание его частей, ухудшают качество сельскохозяйственной продукции.
Человек, попав под кислотный дождь, рискует заболеть бронхо-лёгочными и сердечно-сосудистыми болезнями.
Вследствие чего образуются газы, приводящие к парниковому эффекту на планете?
Читать
Человек по отношению к природе: разрушитель или хранитель?
Подробнее
Сточные воды
Все стадии технологического процесса в теплоэлектростанциях требуют большого расходования воды. Большая часть воды направляется на охлаждение конденсаторов паровых турбин.
Около 7% от общего расхода воды станцией приходится на химическую промывку систем зольного, шлакоудалительного и прочего оборудований. Как правило, это растворы едкого натра, соляной кислоты, солей аммония. Они и являются основными составляющими примесного загрязнения сточных вод теплоэлектростанций.
Кроме этих химических элементов, сточные воды несут в себе нефтепродукты, фенолы, ванадий, фтор, различные реагенты и осветлители.
При сбросе в водоёмы сточные воды предприятий теплоэнергетики неизбежно вызывают серьёзное химическое загрязнение окружающей гидросферы. Это приводит к уменьшению популяций гидробионтов и цепной реакции угнетения всей флоры и фауны водоёма.
Основные источники и виды загрязнения подземных вод
Читать
Основные источники химического загрязнения воды
Подробнее
Тепловое загрязнение
Представляет опасность и тепловое воздействие с охлаждающей водой, которое провоцирует так называемое тепловое загрязнение водоёмов. Даже при незначительном повышении температуры в водоёме ускоряются все химические реакции, увеличивается дефицит кислорода. Типично водные объекты могут со временем превратиться в болотные. Как следствие, в таком водоёме поражается фауна, сокращается прирост водорослей, рыба становится малоподвижной, мало ест и плохо размножается. Прирост на 3 градуса по сравнению со среднемесячной температурой в водоёме представляет серьёзную угрозу рыбному хозяйству.
Экологические проблемы современной России
Читать
Парниковый эффект, его участие в будущем Земли
Подробнее
Влияние вырубки лесов на мировую экологию
Смотреть
Проблемы, связанные с отходами
Ежегодно тепловые электростанции оставляют тонны твёрдых отходов в виде золы, шлака. Их практически не утилизируют, складируя на специальных полигонах. Эти территории становятся очагами захоронения таких токсичных веществ, как тяжёлые металлы, оксиды кремния и алюминия, бензапирен.
Почва накапливает в себе все загрязнители, становясь не пригодной для какого-либо иного использования.
Токсические испарения поднимают мелкодисперсные вещества в атмосферу, а дождевые и талые воды приносят загрязнители со свалок и полигонов в ближайшие водные объекты.
Тяжелые металлы – наиболее опасные элементы, способные загрязнять почву
Читать
Возможно ли решение современных экологических проблем в глобальном масштабе
Подробнее
Иные загрязнения
Вблизи тепловых электростанций, работающих на угле, а также рядом с полигонами их отходов, всегда превышен естественный радиационный фон.
Это обусловлено содержанием в угле радиоактивных изотопов, которые попадают в окружающую среду вместе с другими продуктами сгорания.
Естественные и антропогенные источники радиоактивного загрязнения
Читать
Влияние старых и новых атомных электростанций на экологию
Подробнее
Работа тепловых электростанций также способствует электромагнитному и шумовому загрязнению окружающей среды.
Экологические последствия работы ТЭС
При дальнейшем активном использовании тепловых электростанций становятся неотвратимы такие последствия:
- количество невозобновляемых природных ресурсов, используемых в качестве топлива, подходит к концу;
- возникает дефицит кислорода из-за выжигания, парниковый эффект;
- происходит деградация водоёмов и почв, заражённых выбросами тепловых электростанций;
- изменяется микроклимат и ландшафт прилежащих районов;
- наносится вред качеству жизни и здоровью населения.
2.2.3. Экологические проблемы тепловой энергетики
Теплоэнергетику
справедливо называют основой основ
технического прогресса. На тепловых
электростанциях вырабатывается около
90% общего объёма электроэнергии. Эта
отрасль стоит на первом месте и по
масштабам воздействия на окружающую
среду. Тепловые электростанции, потребляя
свыше 1/3 добываемого в мире топлива,
могут оказать существенное влияние как
на атмосферу окружающих районов, так и
на биосферу в целом.
Технология
производства электроэнергии на тепловых
электростанциях с использованием
органических топлив связана с превращением
практически всех затраченных материальных
ресурсов и большей части энергии топлива
в отходы, выбрасываемые в окружающую
среду, в том числе и тепловые сбросы.
Уменьшение количества теплоты, отводимой
с охлаждающей водой, достигается при
комбинированной выработке электрической
и тепловой энергии на ТЭЦ. Однако в любом
случае существенным в защите естественных
водоёмов и рек от вредного теплового
воздействия является переход от
прямоточных систем водоснабжения к
оборотным. Источниками загрязнения
атмосферы являются производственные
стоки и вредные выбросы продуктов
сгорания.
К
сточным водам тепловых электростанций
относятся следующие воды: содержащие
нефтепродукты, после обмывки поверхностей
нагрева паровых котлов, сбросные после
установок химической очистки, консервации
и промывок оборудования, а также систем
гидрозолоудаления.
Количество
сточных вод, содержащих нефтепродукты,
не зависит от мощности станции и типа
оборудования, хотя при использовании
жидкого топлива оно несколько выше, чем
для ТЭС на твёрдом топливе. В то же время
в основном количество их зависит от
качества монтажа и эксплуатации
оборудования электростанции.
Совершенствование
конструкции оборудования, тщательное
соблюдение правил его эксплуатации
позволяют снизить до минимальных
значений количество поступающих в
сточные воды нефтепродуктов, а применение
различного типа ловушек и отстойников
позволяет исключить их попадание в
окружающую среду.
Например,
для ТЭС с охлаждающей водой сбрасывается
от 4 до 7 кДж теплоты на каждый 1 кВт·час
выработанной электроэнергии. По
санитарным нормам тепловые сбросы не
должны повышать собственную температуру
водоёма более чем на 50С
в зимнее время и 30С
в летнее.
Итак,
какие же сбросы
вредных веществ производятся
от
тепловых
электростанций?
1.
Выбросы в атмосферу летучей золы,
двуокиси серы, окислов азота.
2.
Сбросы в природные водоёмы различных
сточных вод.
3.
Сбросы в водоёмы и водостоки больших
количеств тепла, главным образом после
конденсаторов, а также различных
охладителей (тепловое загрязнение).
Наибольшие
выбросы вредных веществ имеют место у
крупных конденсационных электростанций,
расположенных, как правило, в относительно
малонаселённых местностях с ограниченным
количеством других источников загрязнения
атмосферы (заводов, фабрик и т.д.). Эти
электростанции, имея громадные мощности,
потребляют наименее ценные сорта
топлива, являются источниками огромных
выбросов золы, сернистого газа и окислов
азота.
В
нашей стране преимущественное применение
получило комбинированное тепло и
электроснабжение городов от ТЭЦ.
Комбинированная выработка электроэнергии
и тепла позволяет существенно сократить
расход топлива на энергоснабжение,
обеспечить наиболее совершенные способы
сжигания, очистки и выброса дымовых
газов в высокие слои атмосферы, что
недостижимо при наличии многочисленных
котельных и бытовых печей.
Вместе
с тем энергоснабжение от ТЭЦ увеличивает
количество топлива, сжигаемого в зоне
расположения города, и требует специальных
мероприятий по снижению концентраций
вредных веществ в дымовых газах с учётом
фоновой загазованности от других
источников.
В
выбросах тепловых электростанций
содержится также значительное количество
металлов и их соединений. При пересчёте
на смертельные дозы в годовых выбросах
ТЭС мощностью 1 млн. кВт содержится
алюминия и его соединений свыше 100
миллионов доз, железа ― 400 миллионов
доз, магния ― 1,5 миллиона доз. Смертельный
эффект этих загрязнителей не проявляется
только потому, что они попадают в
организмы в незначительных количествах.
Это, однако, не исключает их отрицательного
влияния на всё живое через воду, почву
и воздух.
Таким
образом, тепловая энергетика оказывает
отрицательное влияние практически на
все элементы окружающей среды, включая
человека, растения и другие организмы
и их сообщества.
Серьёзные
экологические проблемы связаны с
твёрдыми отходами тепловых электростанций
― золой и шлаком. Хотя зола в основной
массе улавливается различными фильтрами,
всё же в атмосферу в виде выбросов ТЭС
ежегодно поступает около 250 млн. т
мелкодисперсных аэрозолей, которые
способны заметно изменять баланс
солнечной радиации у земной поверхности,
а попадая в органы дыхания человека и
других организмов, вызывают различные
респираторные заболевания.
Выбросы
тепловых электростанций являются
существенным источником такого сильного
канцерогенного вещества, как бензопирен.
С его действием связано увеличение
онкологических заболеваний. Такие
абразивные материалы как окислы кремния
и алюминия способны разрушать лёгочную
ткань и вызывать такое заболевание, как
силикоз. Сейчас случаи заболевания
силикозом регистрируются у детей,
проживающих вблизи пылеугольных ТЭС.
Серьёзную
проблему вблизи тепловых электростанций
представляет складирование золы и
шлаков. Для этого требуются значительные
территории, которые долгое время не
используются, а также являются очагами
накопления тяжёлых металлов.
В
районе расположения крупной
теплоэлектростанции в воздушный бассейн
попадают шумы в основном от источников,
расположенных на открытом воздухе. Сюда
относятся периодические сбросы пара
через предохранительные клапаны,
продувка барабанных парогенераторов,
постоянный шум от повышающих
трансформаторов, градирен.
Особенно
вреден шум от осевых дымососов, который
может распространяться на большое
расстояние. На окружающую среду могут
оказывать некоторое влияние электромагнитные
поля высоковольтных линий электропередачи
между тепловой электростанцией и
потребителями электрической энергии.
Министерством
здравоохранения и социального развития
Российской Федерации установлены
предельно допустимые концентрации
вредных веществ в атмосферном воздухе,
которые являются практически безвредными
для людей, животных и растительности.
Максимальная разовая норма относится
к двадцатиминутному времени отбора
пробы, среднесуточная ― к 24 часам.
Поскольку максимум концентрации вредных
веществ перемещается по территории в
зависимости от направления ветра,
состояния атмосферы, а значение максимума
зависит от режима работы оборудования,
погодных и других факторов, усреднённые
по времени значения оказываются во
много раз меньше максимальных разовых.
Для
охраны здоровья людей, сохранения
растительного и животного мира наибольшее
значение имеет уменьшение среднего
воздействия вредных выбросов за
длительный период времени, например,
за год.
Вместе
с тем влияние энергетики на среду и её
обитателей в большей мере зависит от
вида используемых энергоносителей, то
есть топлива. Наиболее чистым топливом
является природный газ, далее следует
нефть (мазут), каменные угли, бурые угли,
сланцы, торф.
Таким
образом, охрана окружающей среды на
современном этапе является одной из
актуальнейших проблем не только в
теплоэнергетике но и в других отраслях
промышленности.
| Информационный бюллетень 14 Что не так с электростанциями? Неустойчивые Электростанции используют ископаемые виды топлива, такие как уголь, нефть и природный газ, которые Загрязнение воды Электростанции используют воду для охлаждения – до миллиарда галлонов в день! Добыча рыбы Река Гудзон является устьевым питомником многих видов океанических рыб. Загрязнение воздуха Электростанции сжигают ископаемое топливо. Угольные электростанции, даже при самых Воздействие на живописные, исторические и культурные ресурсы Электростанции представляют собой массивные промышленные комплексы со зданиями, дымовыми трубами, Новые электростанции продолжают циклы зависимости от ископаемого топлива и Каждая новая электростанция делает доступной для рынка больше энергии. Текущий процесс размещения электростанции не защищает сообщества или Ни одна новая электростанция не будет принята каждым членом хозяина. Слишком часто заводы располагаются в бедных или малообеспеченных общинах. Вторичные эффекты от трубопроводов, линий электропередач, разработки и Многие участки на реке Гудзон, находящиеся сегодня на рассмотрении разрешений, не могут обеспечить Атомная энергия НЕ решение! Ядерная энергетика оказалась чрезвычайно дорогой технологией с |
Взрослые рыбы также отлавливаются и прикрепляются к
Кормление кратковременное
Старые промышленные объекты — желательно устаревшие,
Трубопроводы природного газа и все чаще порт
Воздействие электростанций | Climate Connection
ВОЗДЕЙСТВИЕ УГОЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ЗДОРОВЬЕ
Воздействие на воздух, воду, почву и людей:
- Вызывает респираторные заболевания
- Влияет на исторические постройки
- Вызывает изменение климата
- Влияет на качество воды и, таким образом, снижает ее количество, доступное для потребления человеком
- Влияет на рыбный промысел, поскольку горячая вода, попадающая в море, убивает или вызывает миграцию морских видов
- Ограничивает выращивание сельскохозяйственных культур из-за повышения щелочности почвы
- Ограничивает выращивание сельскохозяйственных культур, так как земли, доступные для сельского хозяйства, сокращаются
- Влияет на рост растений
- Влияет на средства к существованию фермеров и рыбаков
- Увеличивает риск несчастных случаев из-за опасных условий труда
Вода, используемая для промывки угля, при прямом попадании в водоемы загрязняет их.
Летучая зола от этих растений загрязняет почву, когда оседает на землю. Выбросы в атмосферу этих заводов, которые содержат загрязняющие вещества, такие как диоксид серы, оксиды азота, твердые частицы, окись углерода, летучие органические соединения и другие металлы, такие как ртуть, влияют на здоровье и благополучие.4
Существует четыре типа воздействия на окружающую среду в зависимости от характера и особенностей воздействия:
• Прямое воздействие — т.е. Воздействие неочищенных сточных вод электростанции, сбрасываемых в реку или ручей, на морскую жизнь.
• Косвенное воздействие — напр. SO 2 с электростанции, депонированный как SO 4 на почве, влияет на сельское хозяйство.
• Кумулятивное воздействие – т.е. Совокупное воздействие всех выбросов существующих и будущих проектов в регионе
• Индуцированное воздействие – например, Влияние изменения моделей землепользования и численности населения в районе из-за завода на существующие природные ресурсы, такие как вода, воздух.
Воздействие на окружающую среду
1. Загрязнение воздуха
Существует несколько загрязняющих веществ, выбрасываемых в воздух угольной электростанцией. К ним относятся диоксид серы (SO), окись углерода (CO), оксиды азота (NOx) и озон (O). Также выбрасываются взвешенные твердые частицы (ВЧ), свинец и неметановые углеводороды.
Любой процесс горения является источником образования NOx. Они образуются при сгорании азота, содержащегося в топливе, и кислорода, присутствующего в воздухе. Образование NOx тем больше, чем выше температура горения.
Дальнейшее образование основных парниковых газов Двуокись углерода (CO ), образующаяся при смешивании CO с атмосферным кислородом, и закись азота (NO), образованная при взаимодействии NOx с атмосферным кислородом, также имеют место.
Точно так же SOx (оксиды серы) представляют собой комбинацию серы в топливе и кислорода воздуха. Двуокись серы (SO ) является распространенным загрязнителем угольных электростанций.
Иногда из-за избытка кислорода также образуется SO , который смешивается с водой в атмосфере, вызывая кислотные дожди. ТЧ от угольных электростанций в основном представляют собой сажу, дым и мелкие частицы пыли, которые вызывают астму и респираторные заболевания.
2. Загрязнение воды
На угольной электростанции вода используется для промывки угля, циркулирует в топке котла для производства пара и охлаждения оборудования. Пыль от очищенной от угля воды загрязняет грунтовые воды. Горячая вода, попадая в водоемы без охлаждения, вызывает повышение температуры и влияет на водную флору и фауну.
3. Деградация земель
Неочищенные загрязнители воздуха и воды от угольных электростанций воздействуют на воду, флору и фауну прилегающих территорий, делая их непригодными для проживания или жизнедеятельности.
4. Шумовое загрязнение
Регулярное воздействие такого высокого уровня шума, исходящего от электростанций при использовании такого оборудования, как котлы, турбины и дробилки, влияет на людей, работающих на предприятиях
Воздействие на здоровье
Химический загрязнитель | Воздействие на здоровье |
Диоксид серы |
|
Закиси азота |
|
Твердые частицы (PM): Экологические проблемы теплоэнергетики: Экологические проблемы и последствия использования тепловых электростанций
|
