Влияние ТЭС на окружающую среду: что содержится в выбросах, воздействие крупных электростанций

Экологические проблемы электроэнергетики

Энергетика идет отлично экономически, но этого, увы, нельзя сказать об экологической ситуации.

Развитие и использование энергетических растений становится причиной:

• возникновение изменения климата;
• корректировка гидрологического режима рек;
• загрязнение океанов различными химическими элементами;
• кислотный дождь;
• загрязнение от вредных выбросов, пыли и выхлопных газов;
• формирование парникового эффекта;
• радиоактивное и химическое загрязнение почв.

Кроме того, в процессе эксплуатации истощаются природные ресурсы, которые не всегда можно возобновить.

Не менее серьезной проблемой при использовании электрооборудования является его небезопасный характер. Тепловая или атомная электростанция способна уничтожить жителей населенного пункта, в котором она расположена. Большие ядерные реакторы угрожают жизни всего человечества.

Хорошо известный пример — авария на Чернобыльской АЭС, произошедшая в 1986 году. Авария наглядно показала, каковы последствия взрыва любой атомной электростанции.

Воздействие на экологию тепловых электростанций

Процесс преобразования тепловой энергии в электрическую включает три фазы:

1. Начальное: добыча, переработка и транспортировка топлива.
2. Основной из них — производство тепла или электроэнергии.
3. Последнее — это транспортировка и переработка отходов, их утилизация.

Любая стадия технологического цикла оказывает существенное влияние на окружающую среду.

Вредные выбросы в атмосферу

Основными видами ископаемого топлива, используемого на тепловых электростанциях, являются газ, мазут, горючие сланцы, уголь и торф. Из них самым экологически чистым топливом признан природный газ.

Уже на начальном этапе добычи топлива значительные выбросы происходят с мест добычи полезных ископаемых, таких как угольные шахты. Пыль, углекислый газ, оксид азота и другие вещества, образующиеся при взрывных работах и ​​выбросах мощных карьерных машин, загрязняют территорию в радиусе 3-4 км от мест добычи.

При сжигании этих видов топлива в атмосферу попадают токсичные вещества:

• природный газ — оксиды углерода, оксиды азота, бензопирен;
• уголь — к вышеперечисленному добавляются оксиды серы, зола, лучистые составляющие минеральной части;
• мазут — добавлены оксиды ванадия.

Разрушение озонового слоя

Озоновый слой, расположенный в 30 км от поверхности Земли, выполняет защитную функцию, поглощая ненужное агрессивное ультрафиолетовое излучение. Содержание некоторых продуктов сгорания в выхлопных газах тепловых электростанций влияет на сохранение озонового слоя Земли. Соединения водорода, азота и хлора в стратосфере вступают в реакцию с озоном и разрушают его. В озоновом слое образуются дыры, которые приводят к увеличению активности солнечной радиации. Это пагубно влияет на растения, нарушая процессы фотосинтеза, а также на животных и человека, вызывая ожоги и кожные заболевания.

Кислотные дожди

Продукты сгорания ископаемого топлива, такие как метан, окись углерода, хлорфторуглероды, некоторое время находятся во взвешенном состоянии, а затем снова падают на землю в виде осадков, загрязняя почву и водоемы. В частности, соединения серы и азота окисляются солнечным светом и образуют кислотные дожди. Они вредны для растений, вызывают химические ожоги и отмирают его части, а также ухудшают качество сельскохозяйственной продукции. Человек, застигнутый кислотным дождем, рискует заболеть бронхолегочными и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Сточные воды

Все стадии технологического процесса на ТЭС требуют большого расхода воды. Большая часть воды направляется на охлаждение конденсаторов паровой турбины.

Около 7% от общего водопотребления завода приходится на химическую промывку зольных систем, шлакоудаление и другое оборудование. Как правило, это растворы каустической соды, соляной кислоты, солей аммония. Они являются основными составляющими примесного загрязнения сточных вод тепловых электростанций.

Помимо этих химических элементов, сточные воды содержат нефтепродукты, фенолы, ванадий, фтор, различные реагенты и осветлители. Сбрасываемые в водоемы сточные воды предприятий теплоэнергетики неизбежно вызывают сильное химическое загрязнение окружающей гидросферы. Это приводит к уменьшению популяций водных организмов и к цепной реакции угнетения всей флоры и фауны бассейна.

Тепловое загрязнение

Опасно также термическое воздействие охлаждающей водой, вызывающее так называемое тепловое загрязнение водоемов. Даже при небольшом повышении температуры в резервуаре все химические реакции ускоряются и увеличивается кислородное голодание. Обычно водоемы со временем превращаются в болота. Следовательно, фауна в этом бассейне страдает, рост водорослей снижается, рыба становится малоподвижной, мало ест и плохо размножается. Повышение на 3 градуса среднемесячной температуры в бассейне представляет серьезную угрозу для рыбной ловли.

Проблемы, связанные с отходами

Ежегодно тепловые электростанции оставляют тонны твердых отходов в виде золошлаков. Их практически не утилизируют, храня на специальных полигонах. Эти территории становятся очагами захоронения таких токсичных веществ, как тяжелые металлы, оксиды кремния и алюминия, бензопирен.

Почва накапливает в себе все загрязняющие вещества, что делает ее непригодной для любого другого использования.

Токсичные пары поднимают мелкодисперсные вещества в атмосферу, а дождевая и талая вода переносят загрязнители со свалок и свалок в близлежащие водоемы.

Иные загрязнения

Вблизи угольных ТЭЦ, а также вблизи их свалок всегда превышается естественный радиационный фон. Это связано с содержанием в угле радиоактивных изотопов, которые попадают в окружающую среду вместе с другими продуктами сгорания.

Работа тепловых электростанций также способствует электромагнитному и акустическому загрязнению окружающей среды.

Последствия проживания вблизи ТЭЦ

В современном обществе существует серьезный дефицит электроэнергии, для производства которой предназначены тепловые электростанции. Но учтите, что такие заведения — не лучший район для людей с точки зрения здоровья.

Согласно действующим государственным санитарным нормам и правилам данные объекты относятся ко второму классу опасности (высокая степень). Многие ошибочно полагают, что тепловые электростанции излучают только пар, поэтому проживание рядом с такими комплексами абсолютно безвредно. Это мнение ошибочно.

Процесс производства энергии сопровождается выбросом в окружающую среду следующих газов и веществ, опасных для здоровья человека:

• углекислый газ — создающий парниковый эффект и снижающий содержание кислорода в воздухе;
• угарный газ — частая причина смерти при пожарах;
• оксид серы — раздражает слизистую оболочку дыхательных путей и вызывает опасность респираторных заболеваний;
• бензопирен — сильный канцероген, вызывающий развитие рака;
• оксид азота — токсин, угнетающий дыхание.

Помимо газообразных выбросов, вредные вещества сбрасываются в водные объекты в жидком виде, при этом не всегда принимаются достаточные меры по очистке стоков.

Кроме того, в воздух попадают твердые частицы следующих компонентов:

• угольная пыль,
• сажа,
• зольные соединения.

Эти вещества негативно влияют на работу дыхательной системы и загрязняют окружающую среду.

Дополнительный риск представляет радиоактивное топливо, используемое в процессе производства электроэнергии.

Способы себя обезопасить

Если квартира или частный дом находится рядом с ТЭЦ, жильцы могут принять следующие меры для снижения негативного воздействия указанного промышленного объекта:

• установить современное вентиляционное оборудование, которое постоянно очищает помещение от вредных компонентов воздушной среды;
• проектируя частный дом, учитывайте розу ветров при планировании расположения окон;
• не открывайте окна по направлению ветра, идущего от когенератора;
• не ходить возле электростанции;
• регулярно ездить в отпуск в экологически чистые районы.

На каком расстоянии можно жить

Минимальное расстояние, на котором разрешается размещать жилые дома от действующего когенератора, согласно принятым санитарным нормам, составляет от 300 до 500 м, в зависимости от вида топлива, используемого станцией.

Согласно СанПиН 2.2.1 / 2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и других объектов» ТЭЦ и районные котельные тепловой мощностью 200 Гкал и более, работающие на угле и мазуте, они относятся ко второму классу опасности с СЗЗ не менее 500 м, работают на газе и мазуте (последнее в качестве резерва), относятся к предприятиям третьего класса с СЗЗ не менее 300 м.

Но дать единую рекомендацию по этому вопросу сложно, так как фактор риска, помимо характеристик самого объекта, во многом определяется климатическими и природными особенностями местности, преобладающим направлением и силой ветра, и другие факторы.

Даже если рядом с вашим домом нет крупных промышленных предприятий, не стоит думать, что жить в этом месте абсолютно безопасно. Но регулярные поездки в экологически чистые регионы, здоровый образ жизни и контроль своего физического состояния помогут сохранить и укрепить здоровье. А наличие у дома крупной компании не всегда связано с риском для здоровья, если производственный процесс организован по современным технологиям с адекватными мерами по охране окружающей среды.

Экологические последствия работы ТЭС

При дальнейшем активном использовании тепловых электростанций неизбежны следующие последствия:

• количество невозобновляемых природных ресурсов, используемых в качестве топлива, истощается;
• кислородное голодание возникает из-за истощения, парникового эффекта;
• происходит деградация водных объектов и почв, загрязненных выбросами тепловых электростанций;
• меняется микроклимат и ландшафт прилегающих территорий;
• ущерб качеству жизни и здоровью населения.

Как влияют электростанции на экологию

Нет сферы деятельности, которая прямо или косвенно не зависела бы от электричества. Польза энергии неоспорима, и поэтому она развивается более быстрыми темпами. Но отрицать негативное влияние этого сектора на окружающую среду сложно.

Несмотря на значительное негативное воздействие на природу из-за увеличения выработки энергии, экологические проблемы долгое время не вызывали особого беспокойства в обществе. Но когда в середине 1970-х годов были опубликованы обширные данные, указывающие на катастрофические последствия для климата, ученые начали уделять серьезное внимание этой глобальной проблеме.

Экологические проблемы в электроэнергетике возникают как на этапе добычи топлива, так и при производстве и транспортировке энергии. Аварии на электростанциях могут вызвать экологические катастрофы, как это случилось с Чернобыльской АЭС или АЭС Фукусима-1.

О влиянии ТЭС на экологию мы уже говорили выше. Рассмотрим теперь более подробно, как ИЭС, гидроэлектростанции и атомные электростанции влияют на окружающую среду.

Воздействие КЭС

Воздействие КЭС на окружающую среду

• тепловое загрязнение атмосферы;
• электромагнитное загрязнение, вызванное воздействием линий высокого и очень высокого напряжения;
• загрязнение гидросферы (горячая вода, охлаждающая конденсатор);
• влияние на литосферу, что сказывается на извлечении из почвы больших масс топлива, захоронении продуктов горения (золы и шлака).

Воздействие ГЭС

Принцип действия: Вода поступает в турбину гидроэлектростанции из верхнего бассейна реки (водохранилище, созданное плотиной) и уходит в нижний бассейн. Таким образом, энергия движения воды преобразуется в турбине в механическую энергию, которая затем вырабатывается в электрическую энергию. Основной ущерб окружающей среде и хозяйственной деятельности человека при эксплуатации гидроэлектростанций наносится созданием плотин и водохранилищ.

Воздействие гидроэлектростанций на окружающую среду:

• нарушаются естественные пути миграции рыб к нерестилищам и глубина самих нерестилищ в низовьях рек;
• большое влияние на водоснабжение, орошение, работу речного транспорта, то есть на судоходство по рекам;
• идет разлив плодородной земли;
• возникает ряд экономических проблем: необходимы затраты на перераспределение населения, сельского хозяйства и промышленных структур в новые районы из зон затопления;
• функционирование ГЭС способствует акустическому и электромагнитному загрязнению окружающей среды. Однако у эксплуатации гидроэлектростанции есть и свои преимущества: вода — возобновляемый природный ресурс; ГЭС не вносят в окружающую среду химического и термического загрязнения; стоимость энергии, вырабатываемой гидроэлектростанцией, в 4 раза ниже, чем у теплоэлектростанции, а ее самообеспечение во столько же раз быстрее.

Воздействие АЭС

Воздействие атомной электростанции на окружающую среду в зависимости от технологии строительства и эксплуатации может и должно быть значительно ниже, чем у других технологических предприятий: химических заводов, тепловых станций. Однако радиация в случае аварии — один из опасных факторов для окружающей среды, жизни и здоровья человека. В этом случае выбросы эквивалентны выбросам в результате испытаний ядерного оружия.

В настоящее время используются следующие типы реакторов третьего поколения:

• легкая вода (чаще всего);
• тяжелая вода;
• газовое охлаждение;
• быстрый нейтрон.

В период с 1960 по 2008 год в мире было введено в эксплуатацию около 540 ядерных реакторов. Из них около 100 закрыты по разным причинам, в том числе из-за негативного воздействия АЭС на природу. До 1960-х годов реакторы имели высокую аварийность из-за технологических несовершенств и недостаточной обработки нормативно-правовой базы. В последующие годы требования стали более жесткими, а технология улучшилась. На фоне истощающихся запасов природных энергоресурсов были построены высокоэнергоэффективные урановые, более безопасные и менее отрицательные атомные электростанции.

Для плановой эксплуатации АЭС добывается урановая руда, из которой обогащается радиоактивный уран. Реакторы производят плутоний, самое токсичное из существующих веществ человеческого происхождения. Обработка, транспортировка и утилизация отходов атомных электростанций требует тщательных мер предосторожности и безопасности.

Основные факторы

Вместе с другими производственными комплексами атомные электростанции оказывают влияние на окружающую среду и жизнь человека. В практике использования энергосистем не бывает 100% надежных систем. Анализ воздействия атомной электростанции проводится с учетом возможных последующих рисков и ожидаемых выгод.

При этом абсолютно безопасной энергии не существует. Воздействие атомной электростанции на окружающую среду начинается с момента строительства, продолжается во время эксплуатации и даже после ее окончания. На территории расположения электростанции и за ее пределами следует ожидать возникновения таких негативных воздействий:

• Изъятие земельных участков под строительство и обустройство санитарных зон.
• Изменение рельефа местности.
• Уничтожение растительности из-за строительства.
• Загрязнение атмосферы при необходимости пескоструйной обработки.
• Переселение местных жителей на другие территории.
• Ущерб местным популяциям животных.
• Тепловое загрязнение, влияющее на микроклимат территории.
• Изменение условий использования земли и природных ресурсов на данной территории.
• Химический эффект атомных электростанций — выбросы в водоемы, атмосферу и поверхность почвы.
• Загрязнение радионуклидами, которое может вызвать необратимые изменения в организме человека и животных. Радиоактивные вещества могут попадать в организм через воздух, воду и пищу. Есть специальные профилактические меры против этого и других факторов.
• Ионизирующее излучение при демонтаже станции с нарушением правил демонтажа и дезактивации.

Одним из наиболее значительных загрязняющих веществ является тепловое воздействие атомных электростанций в результате работы градирен, систем охлаждения и бассейнов для распыления. Они влияют на микроклимат, состояние вод, жизнь флоры и фауны в радиусе нескольких километров от объекта. КПД АЭС около 33-35%, остальное тепло (65-67%) выбрасывается в атмосферу.

На территории санитарной зоны в результате воздействия атомной электростанции, в частности прудов-охладителей, выделяются тепло и влажность, вызывая повышение температуры на 1-1,5 ° в радиусе нескольких сотен метров. В жаркое время года на водоемах образуется туман, который рассеивается на значительное расстояние, ухудшая инсоляцию и ускоряя разрушение построек. В холодное время года туман усиливает ледовую обстановку. Распылительные устройства вызывают еще большее повышение температуры в радиусе нескольких километров.

Испарительные градирни с водяным охлаждением испаряют до 15% летом и до 1-2% зимой, образуя пароконденсатные факелы, вызывая снижение солнечной освещенности на 30-50% на прилегающей территории, ухудшая метеорологическую видимость от 0,5 до 4 километров. Воздействие атомной электростанции влияет на экологическое состояние и гидрохимический состав воды прилегающих водоемов. После испарения воды из систем охлаждения в системах охлаждения остаются соли. Чтобы поддерживать стабильный солевой баланс, необходимо слить немного жесткой воды и заменить ее свежей.

При нормальных условиях эксплуатации радиационное загрязнение и действие ионизирующего излучения сведены к минимуму и не превышают допустимый естественный фон. Катастрофическое воздействие атомной электростанции на окружающую среду и людей может произойти при авариях и потерях.

Возможные техногенные воздействия

Не забывайте о техногенных рисках, которые возможны в ядерной энергетике. Между ними:

• Аварийные ситуации с хранением ядерных отходов. Производство радиоактивных отходов на всех стадиях топливно-энергетического цикла требует дорогостоящих и сложных процедур переработки и захоронения.
• Так называемый «человеческий фактор», который может вызвать неисправность и даже серьезную аварию.
• Утечки в установках обработки облученного топлива.
• Возможный ядерный терроризм.

Стандартный срок эксплуатации атомной электростанции — 30 лет. После демонтажа станции требуется строительство прочного, сложного и дорогого саркофага, который нужно будет обслуживать очень длительный период времени.

Защита от негативного влияния

Предполагается, что воздействие атомной электростанции в виде всех вышеперечисленных факторов должно контролироваться на каждом этапе проектирования и эксплуатации станции. Существуют специальные комплексные меры для прогнозирования и предотвращения выбросов, аварий и их развития, чтобы минимизировать последствия.

важно уметь прогнозировать геодинамические процессы на территории станции, нормировать электромагнитное излучение и шум, влияющие на персонал. Для размещения энергетического комплекса выбирается площадка после тщательного геолого-гидрогеологического обоснования, проводится анализ его тектонического строения. При строительстве предполагается тщательное соблюдение технологической последовательности работ.

Задача науки, сервиса и практической деятельности — предотвращение аварийных ситуаций, создание нормальных условий для работы атомных станций. Одним из факторов защиты окружающей среды от воздействия атомных станций является регулирование показателей, то есть установление допустимых значений того или иного риска и их соблюдение.

Для минимизации воздействия АЭС на окружающую территорию, природные ресурсы и людей проводится комплексный радиоэкологический мониторинг. Во избежание некорректных действий работников завода проводятся многоуровневые тренинги, тренинги и другие мероприятия. Для предотвращения террористических угроз используются меры физической защиты, а также деятельность специальных государственных организаций.

Современные атомные электростанции строятся с высоким уровнем безопасности. Они должны соответствовать самым высоким требованиям регулирующих органов, включая защиту от загрязнения радионуклидами и другими вредными веществами. Задача науки — снизить риск удара атомной электростанции в результате аварии. Для решения этой проблемы разрабатываются более безопасные по конструкции реакторы, оснащенные внушительной внутренней самозащитой и самокомпенсирующимися индикаторами.

Насколько безопасно воздействие АЭС на окружающую среду

Естественная радиация существует в природе. Но для окружающей среды опасно интенсивное радиационное облучение АЭС в случае аварии, а также тепловое, химическое и механическое. Проблема утилизации ядерных отходов также очень актуальна. Для безопасного существования биосферы необходимы специальные меры и средства защиты. Отношение к строительству АЭС во всем мире крайне неоднозначное, особенно после серии крупных аварий на АЭС.

Восприятие и оценка ядерной энергии в обществе никогда не будут прежними после Чернобыльской трагедии 1986 года. Таким образом, в атмосферу попало до 450 разновидностей радионуклидов, включая короткоживущие йод-131 и цезий-131, долгоживущие, стронций- 90.

После аварии некоторые исследовательские программы в нескольких странах были остановлены, нормально функционирующие реакторы были остановлены с упреждением, а отдельные государства ввели мораторий на использование ядерной энергии. В то же время около 16% мировой электроэнергии вырабатывается на атомных электростанциях. Развитие альтернативных источников энергии может заменить атомные электростанции.

Дизельные электростанции и экология

Споры о том, насколько вредны дизельные генераторы (ДГС) для окружающей среды в целом и для человека в частности, не утихают. Сторонники «зеленых сил» уверенно утверждают, что использование как дизель-генераторных установок, так и бензиновых электростанций следует если не запретить, то жестко ограничить.

В качестве альтернативных источников энергии предлагаются солнечные панели, гидроэлектростанции, ветряные электростанции и др. однако все эти альтернативы далеко не так доступны, как хотелось бы.

Кроме того, производители DGS не стремятся выпускать продукты, разрушающие окружающую среду. Напротив, их основная задача — не только обеспечить соблюдение нормативов допустимых выбросов вредных веществ, шума, вибрации, но и снизить их.

С точки зрения экологичности дизель-генераторы должны обеспечивать:

• минимальная вибрация и шум
• минимальные выбросы отработанного топлива
• минимальная пожарная опасность

И современные ДГУ с этим прекрасно справляются».

Вибрация и шумы

Есть много способов уменьшить шум и вибрацию. И это при том, что качественные и технически исправные дизель-генераторы сами по себе уже не создают особых проблем. Особенно, если это дизель-генератор в защитном кожухе или блочном контейнере.

При желании дизель-генератор может быть оборудован дополнительным глушителем, размещен в помещении со звукоизоляцией стен или огражден специальными антивибрационными и звукопоглощающими перегородками.

Следовательно, многие дизельные генераторы в соответствии с законом также могут размещаться в непосредственной близости от населенных пунктов.

Вредные выбросы

Часто эта «тенденция» становится камнем преткновения для тех, кто сомневается, стоит ли арендовать дизель-генератор. Люди опасаются не только загрязнения воздуха, но и неприятных запахов отработавшего топлива.

Опасения полностью оправданы, если дизель-генератор выходит из строя, дымит и вовремя не ремонтируется. Особенно это актуально в тех случаях, когда арендаторы пытаются самостоятельно установить дизель-генераторные установки, не следуя рекомендациям и не устраивая выхлопную систему должным образом.

Очевидно, что в этом случае проблема выбросов решается легко. Качественное топливо и моторное масло, регулярно заменяемые фильтры, хорошо организованная система вентиляции и дизель-генераторная установка будут работать с минимальным количеством вредных отходов, которые перед выбросом в атмосферу проходят внутреннюю очистку в выхлопном тракте.

Кстати, доказано, что дизель-генераторы более экологичны, чем бензиновые, т.е сами менее вредны для окружающей среды.

Пожароопасность

Еще одним фактором, который беспокоит экологов, является потенциальная опасность возгорания от дизельных генераторов.

Нет смысла спорить о потенциальной опасности. Однако и к этому вопросу нужно подходить разумно. Стоит помнить, что дизельное топливо не испаряется так же легко, как бензин, потому что оно не является летучим. В результате вероятность возгорания дизель-генераторной установки намного ниже, чем у систем с бензиновым двигателем.

И, конечно же, не следует забывать, что грамотный и профессиональный монтаж дизель-генераторной установки минимизирует риск возникновения пожара.

Возможные варианты решения проблем энергетики

Несомненно, в ближайшем будущем энергетический сектор будет развиваться планомерно, а термоэлектрическая промышленность останется доминирующей. Высока вероятность увеличения доли угля и других видов топлива в выработке электроэнергии.

Вам нужно уменьшить негативное влияние энергии на средства к существованию? и для этого уже разработано несколько способов решения проблемы. Все методы основаны на модернизации технологий подготовки топлива и извлечения опасных отходов. В частности, для уменьшения воздействия негативной энергии предлагается:

1. Используйте улучшенное очистное оборудование. В настоящее время на большинстве ТЭС твердые выбросы улавливаются за счет установки фильтров. При этом наиболее вредные загрязнители улавливаются в небольших количествах.
2. Уменьшите выброс соединений серы в воздух за счет предварительного обессеривания наиболее часто используемых видов топлива. Химические или физические методы позволят извлечь более половины серы из топливных ресурсов до того, как они начнут гореть.
3. Реальная перспектива снижения негативного воздействия энергии и выбросов связана с простой экономией. Это можно сделать за счет использования новых технологий, основанных на работе автоматизированного компьютерного оборудования.
4. экономить электроэнергию в быту можно за счет улучшения теплоизоляционных характеристик домов. Достижение высокой экономии энергии позволит заменить электрические лампы на люминесцентные с КПД не более 5.
5. значительно повысить топливную эффективность и снизить негативное влияние энергетики можно за счет использования топливных ресурсов вместо тепловых электростанций на ТЭЦ. В такой ситуации объекты приема электроэнергии приближаются к местам ее использования, и потери, возникающие при направлении на большое расстояние, снижаются. Наряду с электричеством ТЭЦ активно использует тепло, улавливаемое хладагентами.

Использование вышеперечисленных методов в некоторой степени снизит последствия негативного воздействия на энергетический сектор. Постоянное развитие энергетики требует комплексного подхода к решению проблемы и внедрению новых технологий.