Публикации моих студентов (2024 г.)
творческая работа учащихся

Влияние на биосферу различных способов получения энергии.

Амелин А.В.

Научный руководитель: преподаватель Ершова Т.А.

                                 Областное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Курский монтажный техникум» г.Курск

Энергетика - основной движущий фактор развития всех отраслей промышленности, транспорта, коммунального и сельского хозяйства, база повышения производительности труда и благосостояния населения. У нее наиболее высокие темпы развития и масштабы производства.

Различные способы получения энергии имеют различное влияние на биосферу. Какую же энергию можно считать самой чистой и рекомендовать для будущего поколения?  

 Энергетический объект - это объект, вырабатывающий электричество. Самые широко распространенные и дающие основные объемы энергии - это   ТЭЦ, ГЭС, АЭС.

Тепловые электростанции оказывают самое негативное воздейстие на окружающую среду, причем оно во многом зависит от вида сжигаемого топлива.

При сжигании твердого топлива в атмосферу поступают летучая зола с частицами недогоревшего топлива, сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, некоторое количество фтористых соединений, а также газообразные продукты неполного сгорания топлива. Кроме того, образуются огромные массы твердых отходов; к ним относятся зола и шлаки: золоотвалы занимают значительные территории, исключают их полезное использование и являются источником постоянных загрязнений атмосферы в районе станции из-за уноса части золы с ветрами.

При сжигании жидкого топлива (мазутов) с дымовыми газами в атмосферный воздух поступают: сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, соединения ванадия, солей натрия, а также вещества, удаляемые с поверхности котлов при чистке.

При сжигании природного газа существенным загрязнителем атмосферы являются оксиды азота. Однако выброс оксидов азота при сжигании на ТЭС природного газа в среднем на 20% ниже, чем при сжигании угля. Таким образом, природный газ является наиболее экологически чистым видом энергетического топлива и по выделению оксидов азота в процессе горения.

Кроме вреда, который получает биосфера при сжигании топлива, большую нагрузку она испытывает при его добыче и транспортировке.

При добыче твердое топлива (угли, сланцы торф) происходит  разрушение почвы и грунтов при добыче открытыми методами (карьеры), просадка рельефа, разрушение грунтов при шахтных работах. А также наблюдаются  сильное нарушение водоносных структур, откачка и сброс в водоемы шахтных, часто высоко минирализированных, железистых и других вод. Не стоит забывать о высокой степени заболеваемости, травматизма и смертности при шахтных способах добычи [1].

При добыче жидкого топлива (нефть) и  газа имеются  загрязнение нефтью в результате утечек, особенно при авариях и добычах со дна водоемов, загрязнение технологическими химреагентами, разрушение водоносных структур в грунтах, откачка подземных вод, их сброс в водоемы, снижение рыбопродуктивности, потеря потребительских или вкусовых свойств воды

Если рассмотреть транспортировку топлива, то особенно значимые загрязнения природы происходят при утечках, авариях, особенно нефтью.

Тепловые электростанции - основные поставщики углекислого газа, оксидов серы и азота, продуктов для кислых осадков, аэрозолей, сажи, загрязнение радиоактивными веществами, тяжелыми металлами

Разрушение и сильное загрязнение почв вблизи предприятий (зоны отчуждения), загрязнения тяжелыми металлами, радиоактивными веществами, кислыми осадками, отчуждение земель под землеотвалы, другие отходы

Тепловое загрязнение в результате сбросов подогретых вод, химическое загрязнение через кислые осадки и сухое осаждение из атмосферы, вымывание ядовитых веществ из почв и грунтов        

Важнейшая особенность гидроэнергетических ресурсов по сравнению с топливно-энергетическими ресурсами - их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низкую себестоимость вырабатываемой на ГЭС электроэнергии.

С другой стороны  отмечено мощное воздействие всех этапов строительства ГЭС и эксплуатации гидросооружений на окружающую среду.

Одним из важнейших воздействий гидроэнергетики на окружающую среду является отчуждение значительных площадей плодородных (пойменных) земель под водохранилища. В России, где за счет использования гидроресурсов производится не более 20% электрической энергии, при строительстве ГЭС затоплено не менее 6 млн. га земель. На их месте уничтожены естественные экосистемы.

Значительные площади земель вблизи водохранилищ испытывают подтопление в результате повышения уровня грунтовых вод. Эти земли, как правило, переходят в категорию заболоченных. В равнинных условиях подтопленные земли могут составлять 10% и более от затопленных.

В водохранилищах резко усиливается прогревание вод, что интенсифицирует потерю ими кислорода и другие процессы, обусловливаемые тепловым загрязнением. Последнее, совместно с накоплением биогенных веществ, создает условия для зарастания водоемов и интенсивного развития водорослей, в том числе и ядовитых сине-зеленых. По этим причинам, а также вследствие медленной обновляемости вод резко снижается их способность к самоочищению. Ухудшение качества воды ведет к гибели многих ее обитателей. Возрастает заболеваемость рыбного стада, особенно поражаемость гельминтами. Снижаются вкусовые качества обитателей водной среды [2].

Нарушаются пути миграции рыб, идет разрушение кормовых угодий, нерестилищ и т. п. Волга во многом потеряла свое значение как нерестилище для осетровых Каспия после строительства на ней каскада ГЭС.

Водохранилища оказывают заметное влияние на атмосферные процессы. Например, в засушливых  районах испарение с поверхности водохранилищ превышает испарение с равновеликой поверхности суши в десятки раз. В ряде случаев в зоне водохранилищ приходится менять направление сельского хозяйства. Например, в южных районах нашей страны некоторые теплолюбивые культуры (бахчевые) не успевают вызревать, повышается заболеваемость растений, ухудшается качество продукции. В сейсмоопасных горных районах водохранилища могут провоцировать землетрясения и оползни

Ядерная энергетика в настоящее время может рассматриваться как наиболее перспективная. Это связано как с относительно большими запасами ядерного топлива, так и со щадящим воздействием на среду. К преимуществам относится также возможность строительства АЭС, не привязываясь к месторождениям ресурсов, поскольку их транспортировка не требует существенных затрат в связи с малыми объемами. Достаточно отметить, что 0,5 кг ядерного топлива позволяет получать столько же энергии, сколько сжигание 1000 т каменного угля .

Многолетний опыт эксплуатации АЭС во всех странах показывает, что они не оказывают заметного влияния на окружающую среду. Надежность, безопасность и экономическая эффективность атомных электростанций опирается не только на жесткую регламентацию процесса функционирования АЭС, но и на сведение до абсолютного минимума влияния АЭС на окружающую среду.

При нормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в окружающую среду крайне незначительны. В среднем, они в 2-4 раза меньше, чем от ТЭС одинаковой мощности [3].

После Чернобыльской аварии  в 1986 г. главную экологическую опасность АЭС стали связывать с возможностью аварии. Тогда же во многих государствах по требованию общественности были временно прекращены или свернуты программы строительства АЭС, однако атомная энергетика продолжала развиваться в 32 странах. В последние годы стало понятно, что вред от постоянного воздействием на атмосферу продуктов горения органического топлива гораздо выше, чем мифическая угроза аварий на АЭС.  

Получение энергии на АЭС одновременно предотвращает ежегодный выброс в атмосферу Земли до 2300 млн. т двуокиси углерода, 80 млн. т диоксида серы и 35 млн. т оксидов азота за счет уменьшения количества сжигаемого органического топлива на тепловых электростанциях. Кроме того, сгорая, органическое топливо (уголь, нефть) выбрасывает в атмосферу огромное количество радиоактивных веществ, содержащих, в основном, изотопы радия с периодом полураспада около 1600 лет!

Производимая на АЭС электроэнергия более чем на 30% дешевле, чем на тепловых электростанциях, использующих органическое топливо.

Безопасность действующих АЭС является одной из главнейших задач российской атомной энергетики. Все планы строительства, реконструкции и модернизации атомных электростанций России реализуются только с учетом современных требований и нормативов.

Ярким примером является Курская АЭС, которая позволила создать в Курской области, где практически отсутствует твердое топливо, один из экономических центров России. Наша атомная станция с производительностью до 29 миллиардов кВт.ч. в занимает второе место по объему выработки среди атомных станций России, поставляет электроэнергию в 19 российских субъектов. Сегодня на станции идет строительство двух инновационных энергоблоков ВВЭР-ТОИ суммарной установленной мощностью 2510 МВт.[4]

Огромное значение на станции уделено экологической политике, когда реализовывается множество мероприятий по минимизации негативного воздействия на окружающую среду и рационального использования природных ресурсов при осуществлении деятельности, что в долгосрочном периоде обеспечивает сохранение природных систем, поддержание их целостности и жизнеобеспечивающих функций.

 Таблица. Удельный вес показателей выбросов, сбросов, объемов сбросов, образования отходов

Если сравнить  степень воздействия атомной станции на окружающую среду с общим объемом пределах территории Курской области, то становится совершенно ясным, что в современном мире атомная энергия – самая чистая.

Литература и источники:

1. Ветошкин А.Г. Технология защиты окружающей среды от отходов производства и потребления: учебное пособие для СПО – Санкт-Петрбург: Лань, 2023.

2. Нагалевский Ю.Я. Гидрология: учебное пособие для СПО – Санкт-Петрбург: Лань, 2023.

3. ТЭК России: проблемы и перспективы развития. [Электронный ресурс] — URL: https://scienceforum.ru/2019/article/2018012178.

4. Отчет по экологической безопасности за 2022 год филиал АО «Концерн Росэнергоатом» «Курская атомная станция».