Реферат воздействие тэс на окружающую среду

Обновлено: 02.07.2024

Из всех, существующих на нынешний день видов электростанций тепловые станции, работающие на органическом топливе, более всего загрязняют атмосферу. Объёмы загрязнения окружающей среды и вид загрязнения зависят от типа и мощности станций.

Результатом работы тепловых станций является загрязнение атмосферы углекислотой, выделяющейся при сжигании топлива, окисью углерода, окислами серы, углеводородами, окислами азота, огромными количествами твёрдых частиц (зола) и другими вредными веществами. Кроме того происходит значительное тепловое загрязнение водоёмов при сбрасывании в них тёплой воды.

Наряду с увеличением содержания углекислого газа, происходит уменьшение доли кислорода в атмосфере, который расходуется на сжигание топлива на тепловых станциях.

Вредное воздействие на животный и растительный мир оказывает загрязнение атмосферы окисью серы. Наибольшее загрязнение атмосферы серой приходится как раз на долю электростанций и отопительных установок.

Вредное воздействие окиси углерода на человека и животных состоит в том, что она, соединяясь с гемоглобином крови, очень быстро лишает организм кислорода.

Станции, работающие на угле потребляют его в больших количествах и больше всего выбрасывают загрязняющих атмосферу веществ. Выбросы в атмосферу зависят от качества сжигаемого угля.

Сбросы горячей воды в водоёмы и повышение вследствие этого их температуры приводят к нарушению экологического равновесия, установившегося в естественных условиях, что неблагоприятно влияет на флору и фауну. Тепловое загрязнение водоёмов может быть уменьшено с переходом на замкнутые циклы использования воды.

Таким образом мы видим, что влияние ТЭЦ на биосферу огромно и неблагоприятно. Но несмотря на это пока тепловые электростанции и теплоэлектроцентрали остаются преобладающими при производстве электроэнергии и тепла для нужд человека.


5. Технологическая схема КЭС. Назначение каждого элемента схемы. Основные особенности КЭС.


К – котёл (парогенератор) предназначен для получения пара из питательной воды;

ПН – питательный насос – для подачи питательной воды в котёл;

ДВ – дутьевой вентилятор – для подачи воздуха в топку котла, для поддерживания процесса горения;

Д – дымосос – для удаления дымовых газов из котла;

БН – багерный насос – для удаления золы и шлака из котла;

ПП – пароперегреватель – для получения пара высоких параметров;

Т – паровая турбина;

Г – электрический генератор – для выработки электроэнергии;

Кр – конденсатор для охлаждения пара;

ЦН – циркуляционный насос – для подачи воды в конденсатор;

КН – конденсатный насос – для удаления конденсата из конденсатора;

Да– деаэратор – для удаления газов из конденсата; для восполнения потерь туда же подаётся химически очищенная вода;

Т – повышающий трансформатор;

РУ ВН – распределительное устройство высокого напряжения (110 кВ и выше)

ТСН – трансформатор собственных нужд;

РУ СН – распределительное устройство собственных нужд – для электропитания двигателей и освещения;

Конденсационные электрические станции КЭС – это тепловые паротурбинные электростанции, в которых теплота, выделяющаяся при сжигании органического топлива превращается сначала в механическую энергию, а затем в электрическую.

Характерный признак КЭС – отработанный в турбине пар не используется для нестанционных нужд, а подвергается охлаждению (конденсации) в специальных устройствах – конденсаторах, после чего направляется обратно в котёл. Для работы КЭС требуется большое количество воды. Поэтому строят их вблизи водоёмов. В качестве топлива на конденсационных электрических станциях используется уголь, нефть или природный газ.

Твёрдое топливо (уголь) сначала дробится специальными дробилками, затем подсушивается и размельчается до пылевидного состояния специальными мельницами. Угольная пыль вместе с воздушным потоком подаётся в топку котла дутьевым вентилятором ДВдля лучшего сгорания топлива.

Продукты сгорания топлива (дымовые газы) пройдя золоуловители с помощью дымососа Д выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу.

Теплота, получаемая при сжигании топлива, используется для получения пара. Пар из котла (парогенератора) подаётся в пароперегреватель ПП, где его параметры (температура и давление) доводятся до необходимых величин, а затем по паропроводу поступает на рабочие лопатки паровой турбины Т.

Если между рабочими лопатками турбины не происходит расширения пара, то есть давление пара не меняется, то такая турбина называется активной.

У реактивной турбины происходит расширение пара, проходящего через каналы рабочих лопаток. В зависимости от показателей расширения пара турбины характеризуются степенями реактивности. Сейчас турбины выполняют многоступенчатыми, причём в одной турбине могут быть как активные, так и реактивные (с разной степенью реактивности) ступени.

В турбине энергия пара преобразуется в механическую энергию вращения ротора генератора Г, вырабатывающего электрическую энергию.

Отработавший в турбине пар после своего расширения от начального давления на входе турбины – 30 МПа до конечного на выходе 0,0035 МПа поступает в конденсатор турбины Кр, где превращается в воду – конденсат, который конденсатным насосом КН откачивается и проходит через деаэратор Да. Там из воды удаляются газы и к ней добавляется химически очищенная вода, чтобы восполнить потери. После чего вода вновь подаётся в котёл, и затем цикл превращения воды повторяется.

Система технического водоснабжения КЭС включает в себя источник водоснабжения (водоём), циркуляционные насосы ЦН,которыми охлаждающая вода из водоёма подаётся в конденсатор, а также подводящие и отводящие водоводы.

Основные особенности КЭС:

1. Строится по возможности ближе к месторождениям топлива.

2. Работает по свободному графику выработки электроэнергии (график выработки не зависит от теплового потребления).

3. Низкоманёвренные – разворот турбин и набор нагрузки из холодного состояния требует 3-10 часов).

4. Выработанная электроэнергия отдаётся в электрические сети повышенных напряжений 110 – 750 кВ.

5. Имеют сравнительно низкий КПД: 30 – 40 %, максимум 42 %.

1 ПРИНЦИП РАБОТЫ ТЭЦ
Все объекты энергетического комплекса классифицируются следующим образом:
- объекты теплоэнергетики (ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС);
- объекты атомной энергетики (АЭС);
- объекты гидроэнергетики (ГЭС);
- объекты сетевого хозяйства (трансформаторные подстанции).
Сжигание органического топлива происходит на всех объектах теплоэнергетики.
Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) — разновидность тепловой электростанции, которая производит не только электроэнергию, но и является источником тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения (в виде пара и горячей воды, в том числе и для обеспечения горячего водоснабжения и отопления жилых и промышленных объектов). [1]
Главное отличие ТЭЦ от КЭС состоит в возможности отобрать часть тепловой энергии пара, после того, как он выработает электрическую энергию. В зависимости от вида паровой турбины, существуют различные отборы пара, которые позволяют забирать из нее пар с разными параметрами. Турбины ТЭЦ позволяют регулировать количество отбираемого пара. Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передает свою энергию сетевой воде, которая направляется на пиковые водогрейные котельные и тепловые пункты. [7]
На ТЭЦ есть возможность перекрывать тепловые отборы пара, в этом случае ТЭЦ становится обычной КЭС. Это дает возможность работать ТЭЦ по двум графикам нагрузки:
-Тепловому - электрическая нагрузка жёстко зависит от тепловой нагрузки (тепловая нагрузка — приоритет).
-Электрическому — электрическая нагрузка не зависит от тепловой, либо тепловая нагрузка вовсе отсутствует (приоритет — электрическая нагрузка) [6].


Рисунок 1 – Месторасположение ЦТЭЦ
Действующая ТЭЦ имеет номинальную электрическую мощность - 73,5 мВт, тепловую, при работе водогрейных котлов на мазуте –735 Гкал/час, на газе – 860 Гкал/час. [5]

2 ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ПРИ РАБОТЕ ТЭЦ
Во время горения в результате возникновения высокой температуры находящиеся в воздухе азот и кислород соединяются. В данном случае количество образовавшегося оксида азота NO пропорционально температуре горения. Кроме того, оксиды азота образуются в результате горения имеющихся в топливе азотосодержащих веществ. Сжигая ископаемое топливо, человечество ежегодно выбрасывает в воздушный бассейн Земли около 12 млн.т

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

1 ПРИНЦИП РАБОТЫ ТЭЦ
Все объекты энергетического комплекса классифицируются следующим образом:
- объекты теплоэнергетики (ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС);
- объекты атомной энергетики (АЭС);
- объекты гидроэнергетики (ГЭС);
- объекты сетевого хозяйства (трансформаторные подстанции).
Сжигание органического топлива происходит на всех объектах теплоэнергетики.
Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) — разновидность тепловой электростанции, которая производит не только электроэнергию, но и является источником тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения (в виде пара и горячей воды, в том числе и для обеспечения горячего водоснабжения и отопления жилых и промышленных объектов). [1]
Главное отличие ТЭЦ от КЭС состоит в возможности отобрать часть тепловой энергии пара, после того, как он выработает электрическую энергию. В зависимости от вида паровой турбины, существуют различные отборы пара, которые позволяют забирать из нее пар с разными параметрами. Турбины ТЭЦ позволяют регулировать количество отбираемого пара. Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передает свою энергию сетевой воде, которая направляется на пиковые водогрейные котельные и тепловые пункты. [7]
На ТЭЦ есть возможность перекрывать тепловые отборы пара, в этом случае ТЭЦ становится обычной КЭС. Это дает возможность работать ТЭЦ по двум графикам нагрузки:
-Тепловому - электрическая нагрузка жёстко зависит от тепловой нагрузки (тепловая нагрузка — приоритет).
-Электрическому — электрическая нагрузка не зависит от тепловой, либо тепловая нагрузка вовсе отсутствует (приоритет — электрическая нагрузка) [6].


Рисунок 1 – Месторасположение ЦТЭЦ
Действующая ТЭЦ имеет номинальную электрическую мощность - 73,5 мВт, тепловую, при работе водогрейных котлов на мазуте –735 Гкал/час, на газе – 860 Гкал/час. [5]

2 ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ПРИ РАБОТЕ ТЭЦ
Во время горения в результате возникновения высокой температуры находящиеся в воздухе азот и кислород соединяются. В данном случае количество образовавшегося оксида азота NO пропорционально температуре горения. Кроме того, оксиды азота образуются в результате горения имеющихся в топливе азотосодержащих веществ. Сжигая ископаемое топливо, человечество ежегодно выбрасывает в воздушный бассейн Земли около 12 млн.т . оксидов азота.
Продукты сгорания топлива на ТЭЦ являются основным источником загрязнения окружающей среды. Энергетические установки всего мира ежегодно выбрасывают около 1 млрд. тонн золы и около 400 млн. тонн оксида серы. В результате сжигания топлива концентрация углекислого газа в атмосфере ежегодно увеличивается на 0,03%. В состав выбросов входит сернистый газ, который является очень сильным ядом. [8]
Приблизительно 60 % выделяемого количества SO2 обусловлено сжиганием угля и нефти. Например, ТЭС, потребляя в год 2,3 млн. т угля, расходует 6,2 млн. т кислорода и выбрасывает в атмосферу 140 тыс. т SO2. Известно, что все виды угля и нефти характеризуются различным содержанием в них серы. В связи с требованиями к снижению загрязнения воздуха SO2 нефть с низким содержанием серы пользуется большим спросом и поэтому продается по более высокой цене. Угли, содержащие пониженное количество серы, имеют более низкую удельную теплоту сгорания, поэтому в расчете на единицу выделяемой теплоты различие в содержании серы нивелируется.

По данным таблицы 1 видно, что основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят Азота диоксид, Азот (II) оксид и Сера диоксид.
В соответствии с выполненными расчетами на существующее положение максимальные приземные концентрации загрязняющих веществ во всех заданных расчетных точках не превышают 0,1 ПДК, за исключением диоксида азота, оксида азота, углеводородов предельных С12-С19 [5].

3 АНАЛИЗ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЭЦ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
В процессе привнесения вредных загрязняющих веществ сопровождается негативными последствиями для различных сфер. Последствия могут выражаться различными методами, в зависимости от области воздействия. Ущербу в данном случае подлежат как природные экосистемы, так и сам человек. При этом изменение происходит на всех уровнях независимо от пола, возраста, национальности и пр.
Антропогенные выбросы загрязняющих веществ в высоких концентрациях и в течение долгого времени наносят существенный вред не только человеку, но негативно воздействуют на животных, состояние растений и экосистем в целом.

3.1 Кислотные дожди
Кислотные или кислотосодержащие осадки (снег, дождь или туман) имеют рН менее 5,6. Выпадение кислотных осадков сопряжено только с антропогенным загрязнением атмосферы, а именно выбросами диоксида серы и оксидов азота. От такого антропогенного влияния в разнообразных регионах планеты гибнут леса общей площадью более 31 млн. га. [6]
Например, 35 % площади лесных массивов на территории Германии повреждено кислотными дождями, а в Канаде уничтожены реликтовые леса возрастом более 300 лет из бальзамической ели. Эти факторы резко снизили прирост лесов и ухудшили процессы естественного лесовозобновления. Аналогичная ситуация наблюдается во многих районах России, особенно в крупных индустриальных регионах.
Существенно понижается под влиянием кислотных осадков уровень урожайности некоторых сельскохозяйственных культур (томатов, хлопчатника, цитрусовых, винограда и др.) - как правило, на 20-30%

Энергетические объекты являются наиболее опасными антропогенными загрязнителями окружающей природной среды, в том числе и для водной.

Воздействие энергетики на окружающую водную среду обобщенно сводится к следующему:

  • водопотребление и водопользование, обуславливающее изменение водного баланса и качества воды;
  • выпадение на поверхность в виде твердых частиц и жидких растворов продуктов выбросов в атмосферу, в том числе кислот и кислотных окислов, металлов и твердых соединений, канцерогенных и радиоактивных веществ;
  • выбросы твердых и жидких радиоактивных отходов, включая отходы добычи и обогащения, урановых руд;
  • выбросы теплоты, следствием которых могут быть постоянное или локальное повышение температуры в водоеме, временное повышение температуры, изменение условий ледостава, зимнего гидрологического режима, изменений условий паводков, изменение распределений осадков, испарений, туманов, местное потепление водного бассейна;
  • создание водохранилищ в долинах рек или с использованием естественного рельефа поверхности, а также создание искусственных прудов охладителей, что вызывает изменение качественного и количественного состава речного стока, изменение гидрологии водного бассейна, увеличение давления на дно, проникновение влаги в разломы коры и изменение сейсмичности, изменение условий рыболовства, развитие планктона и водной растительности, изменение микроклимата, условий отдыха, бальнеологических и других факторов водной среды, подтопления и заболачивания территорий, берегообрушение, перенос населенных пунктов;
  • воздействие сбросов, выносов и изменение характера взаимодействия водных бассейнов с сушей на структуру и свойства континентальных шельфов.

Необходимо также заметить, что примесные загрязнения могут суммарно воздействовать на естественный круговорот между гидро-, лито- и атмосферой.

В данном реферате будут рассмотрены все виды воздействия энергетических объектов на окружающую водную среду, а именно воздействие на водную среду атомных, гидравлических и теплоэлектростанций. Такие объекты энергетики как линии электропередач и электрические подстанции, а также теплотрассы непосредственного воздействия на водную среду не оказывают.

Воздействие ТЭС на водную среду

Из всех типов электростанций наибольшее отрицательное воздействие на окружающую среду (ОС) оказывают ТЭС. В качестве основных факторов воздействия можно назвать следующие:

  • добыча топлива (создание шахт и образование терриконов), его переработка и транспортировка;
  • изъятие территорий;
  • загрязнение газообразными, жидкими и твердыми отходами;
  • тепловое загрязнение воздушной и водной среды;
  • шумовое загрязнение

Воздействие ТЭС на водную среду проявляется в таких основных моментах:

а) сливы жидких загрязняющих веществ (ЗВ) в водные объекты;

б) оседание на поверхности водоемов твердых частиц (например, мелкодисперсная угольная пыль) при их выбросах в атмосферу;

в) попадание в водный объект ЗВ с осадками, выпадение кислотных осадков;

г) тепловое загрязнение водоемов.

Горячая вода охлаждается в градирнях. Затем подогретая вода возвращается в водную среду. В результате сброса подогретых вод в водные объекты происходят неблагоприятные процессы, приводящие эвтрофикации водоема, снижению концентрации растворенного кислорода, бурное развитие водорослей, сокращения видового разнообразия водной фауны. В качестве примера подобного воздействия ТЭС на водную среду можно привести такое: В Харьковской области ТЭС города Эсхар сбрасывает подогретые воды в реку Северский Донец, участок реки, подверженный влиянию данной ТЭС, ощущает все вышеперечисленные негативные процессы.

Допустимые по нормативным документам пределы подогрева воды природных водоемов составляет: на 3 С летом а на 5 С зимой.

Необходимо также сказать о том, что тепловое загрязнение приводит также к изменению микроклимата. Так, вода, испаряющаяся из градирен, резко повышает влажность окружающего воздуха, что в свою очередь приводит к образованию туманов, облаков и др.

Кроме конденсаторов турбогенераторов, потребителями охлаждающей воды являются маслоохладители. Основные потребители технической воды (системы золо- и шлакоудаления, химводоочистки, охлаждения и промывки оборудования) потребляют около 75 общего расхода воды. В то же время именно эти потребители воды являются основными источниками примесного загрязнения. При промывке поверхностей нагрева котлоагрегатов серийных блоков ТЭС мощностью 300 МВт образуется до 1000 м 3 разбавленных растворов соляной кислоты, едкого натра, аммиака, солей аммония, железа и других веществ.

Отметим также и сложность проблемы золошлаковых отвалов. Помимо того, что под эти отвалы изымаются значительные площади земель пригодных для сельскохозяйственного использования, изменяются природные ландшафты, но также возникает возможность загрязнения подземных и поверхностных вод. Под действием атмосферных осадков из золошлаковых отходов могут вымываться соединения твердых металлов, серы и попадать в почву и водные объекты.

Влияние АЭС на водную среду

Главное различие между ТЭС и АЭС заключается в том, что в схеме последней вместо котла, работающего на органическом топливе, имеется атомный реактор, а также парогенератор особой конструкции. Остальное оборудование, а, следовательно, и воздействие этой части АЭС на ОС, не отличается от оборудования ТЭС.

В схемах АЭС предусматриваются необходимые устройства для сбора активных веществ и удаления их в виде газообразных, жидких или твердых отходов. Жидкие отходы содержат радиоактивные изотопы стронция, цезия, водорода и других элементов. Суммарное расчетное значение радиоактивности жидких отходов блока АЭС с легководным реактором мощностью 1000 МВт составляет около 10 12 c -1 (30 Ки/год по продуктам деления). Радиоактивность отходов у разных АЭС отличается на несколько порядков, но в подавляющем большинстве случаев не превышает предельно допустимые уровни (ПДУ).

Систематические наблюдения за воздействием АЭС на водную среду при нормальной эксплуатации не обнаружили существенных изменений естественного радиоактивного фона. При установленных допустимых уровнях воздействия ядерной энергетики на гидросферу и существующих методах контроля сбросов действующие типы ядерных энергетических установок не представляют собой угрозы нарушения локальных и глобальных равновесных процессов в гидросфере и ее взаимодействия с другими составляющими географической оболочки Земли.

Все другие виды воздействий АЭС на водную среду не связанные с радиоактивностью (влияние системы водоснабжения, подводящих и отводящих каналов, фильтров), качественно не отличаются от аналогичных воздействий ТЭС. Основное тепловыделение АЭС в окружающую среду, как и на ТЭС, происходит в конденсаторах паротурбинных установок. Однако удельные тепловыделения в охлаждающую воду у АЭС больше, чем у ТЭС, вследствие значительного удельного расхода пара. Это определяет большие удельные расходы охлаждающей воды. В связи с чем почти на всех новых АЭС предусматривается установка градирен, в которых теплота отводится непосредственно в атмосферу. Затем охлаждающая вода поступает в пруды-охладители. Это водоемы обособленного водопользования, предназначенные для обеспечения замкнутой системы водоснабжения АЭС.

Для АЭС также остро стоит проблема захоронения радиоактивных отходов. Эта проблема может затрагивать как гидросферу, так и другие оболочки Земли.

Взаимодействие ГЭС и окружающей водной среды.

Всего несколько десятилетий назад широкое распространение получила точка зрения о том, что ГЭС не могут отрицательно влиять на ОС, поскольку при их эксплуатации практически полностью отсутствует загрязнение атмосферы. Безусловно, получение электроэнергии на ГЭС имеет массу преимуществ, такие как экономия органического топлива и неисчерпаемость гидроресурсов.

Однако со временем стало ясно, что при строительстве и эксплуатации ГЭС окружающей природной среде, а именно водной, наносится существенный ущерб. Для работы ГЕС необходимо строительство водохранилищ. В принципе, это позволяет обеспечивать водой маловодные районы (например, Каховское водохранилище через Северокрымский канал снабжает Керчь, Феодосию и частично другие регионы Крыма).

Однако именно водохранилища и являются главным бедствием, большую часть их составляют мелководья. Площади мелководий особенно велики при зарегулировании равнинных рек, например, у водохранилищ Днепровского каскада. Вода мелководий интенсивно прогревается солнцем, что в совокупности с поступлением биогенных веществ создает благоприятные условия для развития сине-зеленых водорослей и других эвтрофикационных процессов. При создании водохранилищ затапливается территория, равная площади его зеркала. Для аккумулирования 1 км 3 воды в водохранилищах, сооружаемых на равнинных реках, площадь затопления составляет порядка 300-320 км 2 , на горных реках – порядка 80-100 км 2 . Поэтому развитие гидроэнергетики предпочтительней вести в горной местности. В результате фильтрации воды в борта водохранилища вокруг него формируется обширная зона подтопления, почти равная по площади зеркалу водохранилища. Волновые явления вызывают переработку берегов и их обрушение, что увеличивает площади мелководий. Мелководья и подтопление способствует заболачиванию территорий, прилегающих к водохранилищу.

При сооружении ГЭС происходит перераспределение стока реки, измеряется ее уровень, а также волновой, термический и ледовый режимы. Скорости течения реки уменьшаются в десятки раз. В отдельных частях водохранилища возникают застойные зоны. Изменяется тепловой режим в нижнем бьефе водохранилища в осеннее-зимний период за счет поступления из верхнего бьефа более теплой воды, нагретой в водохранилище за лето. Эти отклонения от естественных условий распространяются на сотни километров от плотины ГЭС. Наблюдаются существенные изменения гидрохимического и гидробиологического режимов водных масс. В верхнем бьефе массы воды насыщаются органическими веществами, поступающими с речным и поверхностны стоком, сточными водами, а также вымываемыми из затопленных почв.

Под давлением огромных масс воды, накопленных в водохранилищах, нередко происходят просадки земной поверхности, сопоставимые с землетрясениями силой до 2-3 баллов. В результате изменения русловых режимов в водохранилищах оседают наносы. Зарегулирование речного стока отражается на состоянии морской среды. Губительным для Азовского моря оказалось зарегулирование стока рек Дона и Кубани. Сооружение Цимлянского (на Дону) и Краснодарского (на Кубани) водохранилищ уменьшило поступление речного стока в Азовское море примерно на 30%, что привело к снижению уровня моря на 70 см. Черноморская вода с соленостью 14-17 о /оо хлынула в акваторию Азовского моря, соленость которого составляла 7-11 о /оо. Постепенное изменение солености Азовского моря привело к исчезновению его многочисленного и разнообразного рыбного населения. Этому способствовали также неоправданно высокие квоты ежегодного улова рыбы и загрязнение акватории Азовского моря сбросными водами рисовых плантаций, другими сточными водами, сбросами судов. В результате в течении 15-20 лет рыбные запасы моря оказались практически исчерпанными.

ВЫВОДЫ

Энергетические объекты являются одними из наиболее опасных антропогенных источников загрязнения окружающей природной среды и дают основное количество загрязняющих веществ, попадающих в природные среды. Окружающая водная среда не является исключением и по объемам воздействия на гидросферу энергетические объекты являются первым негативным фактором влияния.

Наибольшее неблагоприятное воздействие на водные объекты проявляют гидроэлектростанции, хотя их воздействие на атмосферу минимально. Основные экологические проблемы, связанные с эксплуатацией ГЭС – затопление огромных территорий, заболачивание, изменению морфометрических, гидрофизических, гидрохимических, токсикологических, гидробиологических и других параметров водных объектов.

Основное воздействие ТЭС, так же как и АЭС, сводится к изменению термического режима водного объекта путем неконтролированного сброса подогретых вод. Это приводит к изменению микроклимата, зацветанию водоемов, сокращению видового разнообразия водной фауны и другим сопутствующим неблагоприятным процессам.

Воздействие ТЭС на водную среду также проявляется в сливах жидких загрязняющих веществ (ЗВ) в водные объекты, оседании на поверхности водоемов твердых частиц (например, мелкодисперсная угольная пыль) при их выбросах в атмосферу и попадание в водный объект ЗВ с осадками, а также при вымывании ЗВ из золошлаковых отвалов, выпадение кислотных осадков. Все это химическое загрязнение приводит к ухудшению качества воды, и как следствие – может в дальнейшем приводить к негативным последствиям на уровне экосистемы.

Что касается АЭС, то особенностью их эксплуатации является риск радиоактивного загрязнения природной среды, в том числе и водной. И хотя наблюдения за воздействием АЭС на водную среду не обнаружили существенных изменений естественного радиоактивного фона, тем не менее, это не умаляет опасности, связанной с неизбежным образованием жидких радиоактивных отходов и необходимостью их хранения, захоронения или утилизации. И хотя на данный момент АЭС наносят меньший ущерб водной среде, чем ГЭС и ТЭС потенциальный опасность их несомненно огромнее.

Объекты энергетики, являясь наиболее опасными с экологической точки зрения, оказывают отрицательное влияние на водную среду, приводя к нарушению процессов самовосстановления, ухудшая токсикологические, гидрохимические и гидробиологические показатели водных объектов. Это снижает качество воды, и ухудшает ее питьевую ценность.

Уменьшение влияния энергетической промышленности на биосферу в целом, так же как и на ее водную оболочку, путем снижения объемов деятельности на данном этапе развития общества мне представляется невозможным. Поэтому задача экологов сейчас – это поиск путей оптимизации энергетики: повышение эффективности использования топлива на АЭС и ТЭС, а также снижение воздействия на ОС. Что касается гидроэнергетики, которая привносит значительный вклад в ухудшение водной среды, то, на мой взгляд, ее развитие в будущем будет связано со строительством небольших ГЭС преимущественно на горных реках для энергоснабжения близлежащих районов. В этом случае последствия для окружающей водной среды будут значительно менее губительны, чем при строительстве каскадов ГЭС на равнинных реках, как например, на Днепре, где их строительство было связано с созданием огромных водохранилищ и затоплением значительных территорий.

Энергетические объекты являются наиболее опасными антропогенными загрязнителями окружающей природной среды, в том числе и для водной.

Воздействие энергетики на окружающую водную среду обобщенно сводится к следующему:

  • водопотребление и водопользование, обуславливающее изменение водного баланса и качества воды;
  • выпадение на поверхность в виде твердых частиц и жидких растворов продуктов выбросов в атмосферу, в том числе кислот и кислотных окислов, металлов и твердых соединений, канцерогенных и радиоактивных веществ;
  • выбросы твердых и жидких радиоактивных отходов, включая отходы добычи и обогащения, урановых руд;
  • выбросы теплоты, следствием которых могут быть постоянное или локальное повышение температуры в водоеме, временное повышение температуры, изменение условий ледостава, зимнего гидрологического режима, изменений условий паводков, изменение распределений осадков, испарений, туманов, местное потепление водного бассейна;
  • создание водохранилищ в долинах рек или с использованием естественного рельефа поверхности, а также создание искусственных прудов охладителей, что вызывает изменение качественного и количественного состава речного стока, изменение гидрологии водного бассейна, увеличение давления на дно, проникновение влаги в разломы коры и изменение сейсмичности, изменение условий рыболовства, развитие планктона и водной растительности, изменение микроклимата, условий отдыха, бальнеологических и других факторов водной среды, подтопления и заболачивания территорий, берегообрушение, перенос населенных пунктов;
  • воздействие сбросов, выносов и изменение характера взаимодействия водных бассейнов с сушей на структуру и свойства континентальных шельфов.

Необходимо также заметить, что примесные загрязнения могут суммарно воздействовать на естественный круговорот между гидро-, лито- и атмосферой.

В данном реферате будут рассмотрены все виды воздействия энергетических объектов на окружающую водную среду, а именно воздействие на водную среду атомных, гидравлических и теплоэлектростанций. Такие объекты энергетики как линии электропередач и электрические подстанции, а также теплотрассы непосредственного воздействия на водную среду не оказывают.

Воздействие ТЭС на водную среду

Из всех типов электростанций наибольшее отрицательное воздействие на окружающую среду (ОС) оказывают ТЭС. В качестве основных факторов воздействия можно назвать следующие:

  • добыча топлива (создание шахт и образование терриконов), его переработка и транспортировка;
  • изъятие территорий;
  • загрязнение газообразными, жидкими и твердыми отходами;
  • тепловое загрязнение воздушной и водной среды;
  • шумовое загрязнение

Воздействие ТЭС на водную среду проявляется в таких основных моментах:

а) сливы жидких загрязняющих веществ (ЗВ) в водные объекты;

б) оседание на поверхности водоемов твердых частиц (например, мелкодисперсная угольная пыль) при их выбросах в атмосферу;

в) попадание в водный объект ЗВ с осадками, выпадение кислотных осадков;

г) тепловое загрязнение водоемов.

Горячая вода охлаждается в градирнях. Затем подогретая вода возвращается в водную среду. В результате сброса подогретых вод в водные объекты происходят неблагоприятные процессы, приводящие эвтрофикации водоема, снижению концентрации растворенного кислорода, бурное развитие водорослей, сокращения видового разнообразия водной фауны. В качестве примера подобного воздействия ТЭС на водную среду можно привести такое: В Харьковской области ТЭС города Эсхар сбрасывает подогретые воды в реку Северский Донец, участок реки, подверженный влиянию данной ТЭС, ощущает все вышеперечисленные негативные процессы.

Допустимые по нормативным документам пределы подогрева воды природных водоемов составляет: на 3 С летом а на 5 С зимой.

Необходимо также сказать о том, что тепловое загрязнение приводит также к изменению микроклимата. Так, вода, испаряющаяся из градирен, резко повышает влажность окружающего воздуха, что в свою очередь приводит к образованию туманов, облаков и др.

Кроме конденсаторов турбогенераторов, потребителями охлаждающей воды являются маслоохладители. Основные потребители технической воды (системы золо- и шлакоудаления, химводоочистки, охлаждения и промывки оборудования) потребляют около 75 общего расхода воды. В то же время именно эти потребители воды являются основными источниками примесного загрязнения. При промывке поверхностей нагрева котлоагрегатов серийных блоков ТЭС мощностью 300 МВт образуется до 1000 м 3 разбавленных растворов соляной кислоты, едкого натра, аммиака, солей аммония, железа и других веществ.

Отметим также и сложность проблемы золошлаковых отвалов. Помимо того, что под эти отвалы изымаются значительные площади земель пригодных для сельскохозяйственного использования, изменяются природные ландшафты, но также возникает возможность загрязнения подземных и поверхностных вод. Под действием атмосферных осадков из золошлаковых отходов могут вымываться соединения твердых металлов, серы и попадать в почву и водные объекты.

Влияние АЭС на водную среду

Главное различие между ТЭС и АЭС заключается в том, что в схеме последней вместо котла, работающего на органическом топливе, имеется атомный реактор, а также парогенератор особой конструкции. Остальное оборудование, а, следовательно, и воздействие этой части АЭС на ОС, не отличается от оборудования ТЭС.

В схемах АЭС предусматриваются необходимые устройства для сбора активных веществ и удаления их в виде газообразных, жидких или твердых отходов. Жидкие отходы содержат радиоактивные изотопы стронция, цезия, водорода и других элементов. Суммарное расчетное значение радиоактивности жидких отходов блока АЭС с легководным реактором мощностью 1000 МВт составляет около 10 12 c -1 (30 Ки/год по продуктам деления). Радиоактивность отходов у разных АЭС отличается на несколько порядков, но в подавляющем большинстве случаев не превышает предельно допустимые уровни (ПДУ).

Систематические наблюдения за воздействием АЭС на водную среду при нормальной эксплуатации не обнаружили существенных изменений естественного радиоактивного фона. При установленных допустимых уровнях воздействия ядерной энергетики на гидросферу и существующих методах контроля сбросов действующие типы ядерных энергетических установок не представляют собой угрозы нарушения локальных и глобальных равновесных процессов в гидросфере и ее взаимодействия с другими составляющими географической оболочки Земли.

Все другие виды воздействий АЭС на водную среду не связанные с радиоактивностью (влияние системы водоснабжения, подводящих и отводящих каналов, фильтров), качественно не отличаются от аналогичных воздействий ТЭС. Основное тепловыделение АЭС в окружающую среду, как и на ТЭС, происходит в конденсаторах паротурбинных установок. Однако удельные тепловыделения в охлаждающую воду у АЭС больше, чем у ТЭС, вследствие значительного удельного расхода пара. Это определяет большие удельные расходы охлаждающей воды. В связи с чем почти на всех новых АЭС предусматривается установка градирен, в которых теплота отводится непосредственно в атмосферу. Затем охлаждающая вода поступает в пруды-охладители. Это водоемы обособленного водопользования, предназначенные для обеспечения замкнутой системы водоснабжения АЭС.

Для АЭС также остро стоит проблема захоронения радиоактивных отходов. Эта проблема может затрагивать как гидросферу, так и другие оболочки Земли.

Взаимодействие ГЭС и окружающей водной среды.

Всего несколько десятилетий назад широкое распространение получила точка зрения о том, что ГЭС не могут отрицательно влиять на ОС, поскольку при их эксплуатации практически полностью отсутствует загрязнение атмосферы. Безусловно, получение электроэнергии на ГЭС имеет массу преимуществ, такие как экономия органического топлива и неисчерпаемость гидроресурсов.

Однако со временем стало ясно, что при строительстве и эксплуатации ГЭС окружающей природной среде, а именно водной, наносится существенный ущерб. Для работы ГЕС необходимо строительство водохранилищ. В принципе, это позволяет обеспечивать водой маловодные районы (например, Каховское водохранилище через Северокрымский канал снабжает Керчь, Феодосию и частично другие регионы Крыма).

Однако именно водохранилища и являются главным бедствием, большую часть их составляют мелководья. Площади мелководий особенно велики при зарегулировании равнинных рек, например, у водохранилищ Днепровского каскада. Вода мелководий интенсивно прогревается солнцем, что в совокупности с поступлением биогенных веществ создает благоприятные условия для развития сине-зеленых водорослей и других эвтрофикационных процессов. При создании водохранилищ затапливается территория, равная площади его зеркала. Для аккумулирования 1 км 3 воды в водохранилищах, сооружаемых на равнинных реках, площадь затопления составляет порядка 300-320 км 2 , на горных реках – порядка 80-100 км 2 . Поэтому развитие гидроэнергетики предпочтительней вести в горной местности. В результате фильтрации воды в борта водохранилища вокруг него формируется обширная зона подтопления, почти равная по площади зеркалу водохранилища. Волновые явления вызывают переработку берегов и их обрушение, что увеличивает площади мелководий. Мелководья и подтопление способствует заболачиванию территорий, прилегающих к водохранилищу.

При сооружении ГЭС происходит перераспределение стока реки, измеряется ее уровень, а также волновой, термический и ледовый режимы. Скорости течения реки уменьшаются в десятки раз. В отдельных частях водохранилища возникают застойные зоны. Изменяется тепловой режим в нижнем бьефе водохранилища в осеннее-зимний период за счет поступления из верхнего бьефа более теплой воды, нагретой в водохранилище за лето. Эти отклонения от естественных условий распространяются на сотни километров от плотины ГЭС. Наблюдаются существенные изменения гидрохимического и гидробиологического режимов водных масс. В верхнем бьефе массы воды насыщаются органическими веществами, поступающими с речным и поверхностны стоком, сточными водами, а также вымываемыми из затопленных почв.

Под давлением огромных масс воды, накопленных в водохранилищах, нередко происходят просадки земной поверхности, сопоставимые с землетрясениями силой до 2-3 баллов. В результате изменения русловых режимов в водохранилищах оседают наносы. Зарегулирование речного стока отражается на состоянии морской среды. Губительным для Азовского моря оказалось зарегулирование стока рек Дона и Кубани. Сооружение Цимлянского (на Дону) и Краснодарского (на Кубани) водохранилищ уменьшило поступление речного стока в Азовское море примерно на 30%, что привело к снижению уровня моря на 70 см. Черноморская вода с соленостью 14-17 о /оо хлынула в акваторию Азовского моря, соленость которого составляла 7-11 о /оо. Постепенное изменение солености Азовского моря привело к исчезновению его многочисленного и разнообразного рыбного населения. Этому способствовали также неоправданно высокие квоты ежегодного улова рыбы и загрязнение акватории Азовского моря сбросными водами рисовых плантаций, другими сточными водами, сбросами судов. В результате в течении 15-20 лет рыбные запасы моря оказались практически исчерпанными.

ВЫВОДЫ

Энергетические объекты являются одними из наиболее опасных антропогенных источников загрязнения окружающей природной среды и дают основное количество загрязняющих веществ, попадающих в природные среды. Окружающая водная среда не является исключением и по объемам воздействия на гидросферу энергетические объекты являются первым негативным фактором влияния.

Наибольшее неблагоприятное воздействие на водные объекты проявляют гидроэлектростанции, хотя их воздействие на атмосферу минимально. Основные экологические проблемы, связанные с эксплуатацией ГЭС – затопление огромных территорий, заболачивание, изменению морфометрических, гидрофизических, гидрохимических, токсикологических, гидробиологических и других параметров водных объектов.

Основное воздействие ТЭС, так же как и АЭС, сводится к изменению термического режима водного объекта путем неконтролированного сброса подогретых вод. Это приводит к изменению микроклимата, зацветанию водоемов, сокращению видового разнообразия водной фауны и другим сопутствующим неблагоприятным процессам.

Воздействие ТЭС на водную среду также проявляется в сливах жидких загрязняющих веществ (ЗВ) в водные объекты, оседании на поверхности водоемов твердых частиц (например, мелкодисперсная угольная пыль) при их выбросах в атмосферу и попадание в водный объект ЗВ с осадками, а также при вымывании ЗВ из золошлаковых отвалов, выпадение кислотных осадков. Все это химическое загрязнение приводит к ухудшению качества воды, и как следствие – может в дальнейшем приводить к негативным последствиям на уровне экосистемы.

Что касается АЭС, то особенностью их эксплуатации является риск радиоактивного загрязнения природной среды, в том числе и водной. И хотя наблюдения за воздействием АЭС на водную среду не обнаружили существенных изменений естественного радиоактивного фона, тем не менее, это не умаляет опасности, связанной с неизбежным образованием жидких радиоактивных отходов и необходимостью их хранения, захоронения или утилизации. И хотя на данный момент АЭС наносят меньший ущерб водной среде, чем ГЭС и ТЭС потенциальный опасность их несомненно огромнее.

Объекты энергетики, являясь наиболее опасными с экологической точки зрения, оказывают отрицательное влияние на водную среду, приводя к нарушению процессов самовосстановления, ухудшая токсикологические, гидрохимические и гидробиологические показатели водных объектов. Это снижает качество воды, и ухудшает ее питьевую ценность.

Уменьшение влияния энергетической промышленности на биосферу в целом, так же как и на ее водную оболочку, путем снижения объемов деятельности на данном этапе развития общества мне представляется невозможным. Поэтому задача экологов сейчас – это поиск путей оптимизации энергетики: повышение эффективности использования топлива на АЭС и ТЭС, а также снижение воздействия на ОС. Что касается гидроэнергетики, которая привносит значительный вклад в ухудшение водной среды, то, на мой взгляд, ее развитие в будущем будет связано со строительством небольших ГЭС преимущественно на горных реках для энергоснабжения близлежащих районов. В этом случае последствия для окружающей водной среды будут значительно менее губительны, чем при строительстве каскадов ГЭС на равнинных реках, как например, на Днепре, где их строительство было связано с созданием огромных водохранилищ и затоплением значительных территорий.

Читайте также: