Енергетичний комплекс України

Оксиди азоту, зокрема NO і NO₂ , в атмосфері окислюються в нітрати і НNO₃, у результаті накопичення яких в опадах також зменшується рН.

Вперше з проблемою випадання опадів з низьким рН зіткнулися в Скадинавії наприкінці 60-х років ХХст. Спричинило це явище, яке назвали „кислотний дощ”, значне збільшення викидів забруднень, що містять сірку, в інших частинах Європи, хоча певну роль відіграли і місцеві викиди. У багатьох районах підвищена кислотність опадів значно не впливає на властивості ґрунтів і води, тому що значна буферна спроможність ґрунту дозволяє компенсувати зміни рН опадів. Однак малопотужні льодовикові ґрунти, характерні, наприклад, для Нової Англії і Скандинавії, не мають достатньо буферну спроможність. Тоді опади з низьким значенням рН можуть змінити ґрунт, що , у свою чергу, може змінити рН і хімічний склад води у водоймах. Хімічні зміни в ґрунті й у воді - потенційні джерела можливих змін у біосфері.

4.4 Руйнування озонового шару

Озон, що міститься в атмосфері, крім токсичного впливу (у підвищених його концентраціях) на живі організми, зокрема й на людину, виконує і помітну захисну функцію. Накопичуюсь у верхніх шарах атмосфери, він утворює озоновий шар, який захищає поверхню Землі від космічного випромінювання.

Зменшення товщини озонового шару і подальше його зникнення призводить до утворення так званих „озонових дір” в атмосфері, у результаті чого різко збільшується інтенсивність космічного випромінювання, що потрапляє до поверхні Землі. Природу появи і зникнення озонових дір в атмосфері ще недостатньо вивчено. Один з можливих механізмів руйнації озонового шару може визначатися його високою хімічною активністю і, насамперед, можливістю хімічної реакції озону з оксидом азоту з утворенням диоксид у азоту і кисню.

О₃ + NO = NO₂ + О₂ (1.1)

Зменшення озонового шару та збільшення космічного випромінювання може спричинити незворотні негативні наслідки у вигляді мутації і переродження живих організмів: канцерогенні захворювання людей від підвищеної дози космічного опромінення, зниження народжуваності населення і погіршення врожайності сільськогосподарських культур.

4.5 Тепловий вплив на навколишнє середовище

Тепловий вплив, що виявляється в порушенні теплової рівноваги навколишнього середовища, може бути прямим і непрямим.

Прямий тепловий вплив визначається тепловими викидами в біосферу, його рівень залежить від об'ємів спалених паливо-енергетичних ресурсів (ПЕР). Практично вся хімічна енергія спалюваного органічного палива перетворюється на теплову, причому частина цієї енергії викидається в концентрованому вигляді в навколишнє середовище: з димовими газами, частково із золою та шлаком. Решта розсіюється на різних стадіях виробництва, передачі та споживання теплової енергії.

Якщо припустити, що вся енергія, видобута в усьому світі, розсіюється в тому чи іншому вигляді, то виходити з того, що у 2000 році було спожито 30 млрд.т. умовного палива, при теплоті згорання умовного палива 293000 кДж/кг, можна оцінити валовий викид теплової енергії в кількості 900Едж/рік (1Едж(ексаджоуль) = 1 · 10¹⁸ Дж). Водночас основне природне джерело теплової енергії - сонячна енергія - становить 2,4 ·10⁶ Едж/рік. Отже, розмір антропогенного теплового забруднення не перевищує 0,04 % від кількості сонячної енергії, що надходить до поверхні Землі.

Це означає, що прямі теплові викиди від спалювання ПЕР не можуть вплинути на тепловий баланс у глобальних масштабах. Однак вони можуть змінити локальний тепловий баланс в атмосфері і гідросфері, що є причиною зміни мікроклімату. Відомий феномен перевищення температури повітря у великих містах порівняно із сільською місцевістю на 2…3 ⁰С. Він пов'язаний з утворенням областей з підвищеним локальним викидом теплової енергії в атмосферу - так званих „островів теплоти” (рис.1.2). Такі „острови теплоти” нестійкі в часі через вплив вітру та інших атмосферних факторів.

Наприкінці ХХ ст. на Землі сформувалася велика кількість регіонів із питомим тепловиділенням в діапазоні 10 - 100 Вт/м² площею 10⁴ - 10⁵ км², а також окремі регіони з питомим тепловиділенням до 200 Вт/м² площею близько 100 км. Основний результат теплового впливу в цих регіонах полягає в утворенні стійкого (майже стаціонарного) просторового „купола” повітря з вищою температурою - на 1…4 ⁰С вище рівноважної природної температури.

Будь-яке місцеве джерело теплоти достатньої інтенсивності сприяє утворенню термічної циркуляції, яка чітко виявляється якщо немає вітру. Цей ефект спостерігають на висотах до декількох сотень метрів. У круглого „острова теплоти” діаметром 10 км при швидкості вітру близько 1 м/с вертикальна швидкість течій, що виникають у шарі завтовшки до 500 м, досягає 10 м/с.

Вплив „острова теплоти” на інші атмосферні процеси різноманітний. Існує прямий зв'язок „островів теплоти” з утворенням туманів, збільшенням атмосферних опадів.

У реальних умовах вплив теплових викидів на окремі водойми, озера або ділянки річок може виявлятися по-різному залежно від біологічного, гідрологічного та фізико-хімічного стану водойми, діапазону, швидкості і частоти зміни температур і їх зв'язку з природними циклами.

Основним фактором теплового впливу на ріки або водойми є підвищення температури води в місці скидання нагрітої води, що зумовлює підвищення середньої температури поверхні водоймища.

Порушення температурного режиму водойм може змінити біологічну рівновагу. Так, якщо істотно порушено температуру водойм, а також їх гідрологічний режим, бурхливо розвиваються синьо-зелені водорості і як результат цього - „цвіте” вода, істотно знижується вміст кисню в ній. При цьому можуть кризові змінитися умови розвитку рослиноїдних риб.

Поблизу джерел теплового забруднення рекомендовано залишати коридори, у яких завжди треба підтримувати відповідний для флори і фауни стан води. У річках і каналах поперечний переріз коридорів має бути не менше 75 % від перерізу основного потоку. Доступні теплові навантаження на водотоки (зумовлені за допустимим підвищенням температури) залежать від стоку, швидкості і характеру течії, організації водоскиду - перемішування гарячої та холодної води.

Зазначене вище однаковою мірою можна віднести і то теплових впливів на літосферу, хоча кількісних даних про неї на сьогодні немає. Можна тільки відзначити, що різноманітні зміни ландшафту (спорудження площадок для вирубка лісів, асфальтування доріг та ін.) впливають на тепловий режим літосфери в результаті зміни її теплового балансу.

Істотнішим фактором теплового забруднення навколишнього середовища є непрямі впливи - дія парникових газів, підвищення концентрацій яких в атмосфері спричиняє парниковий ефект.

Образним поняттям „парниковий ефект” позначають цілком конкретне явище. Земна атмосфера одержує визначену кількість сонячного випромінювання відразу відбивається в космічний простір хмарами, атмосферним пилом, молекулами повітря і подекуди поверхнею Землі (ділянки, покриті снігом і льодом ). Цей процес характеризують поняттям „альбедо” (лат. аibedo - білизна) - число, що показує, яку частину сонячного світла відбиває певна поверхня.

Решту сонячного випромінювання поглинає поверхня океанів материків і меншою мірою водяна пара, аерозолі, озон і хмари. Поглинена ними енергія випромінюється назад у космос у вигляді інфрачервоного випромінювання. При цьому частину радіації, яка виходить від поверхні Землі (в інфрачервоній області спектра випромінювання), на зворотному шляху в космос поглинають хмари і триатомні гази, які містяться в атмосфері (СО₂, NO₂, SO₂, О₃ та ін.), що характеризуються селективною поглинальною спроможністю саме в інфрачервоній області випромінювання.

Повторне поглинання інфрачервоного випромінювання (реабсорбція) і зумовлює парниковий ефект. Триатомні гази, що називають „парниковими газами”, генерують потік інфрачервоної енергії, частина якої повертається до поверхні Землі, а потім знову відбивається в атмосферу і т.д.

Температура, яка утримується біля поверхні Землі, визначається кількістю інфрачервоної енергії, яка утворюється вищеописаним способом. Відповідно до існуючих оцінок, природний парниковий ефект зумовлює приріст температури Землі на 30 ⁰С. Це значить, що якби не природний парниковий ефект, середня температура складала б не плюс 15 ⁰С, а мінус 15 ⁰С. І навпаки, якщо об'єм одного з компонентів атмосфери, які спричиняють повернення інфрачервоної енергії, збільшиться, то має зрости дія парникового ефекту і може зрости температура земної поверхні.

Основним газом, який зумовлює парниковий ефект, вважають СО₂. Це пов'язано з тим, що її концентрація в атмосфері в результаті все ширшого використання органічного палива безупинно зростає з середнім приростом ?1млн^-1 на рік. Якщо з початку спостережень (1800 р.) вміст вуглекислого газу становить 280 млн^-1, то, за оцінками фахівців, на початку ХХІ ст. концентрація СО₂ в атмосфері наблизилась до рівня ?400 млн^-1, що має підвищити середню температуру на 1 ⁰С, причому значно більше в полярних областях.

Вважають, що до 2030 р. вміст вуглекислого газу порівняно з початком промислової ери подвоїться. Це може привести до підвищення середньої температури Землі на 2…3 ⁰С у помірних широтах і до 10 ⁰С на полюсах.

У результаті такого потепління і пов'язаного з ним танення криги може підвищитися (на 5…6 м і більше) рівень Світового океану і його води поглинуть величезні території суші. При цьому буде порушено режим дощів (кількість опадів у помірних і холодних кліматичних зонах різко збільшиться). Докорінно зміниться аграрна карта світу, порушиться харчовий ланцюг і т. ін.

Аналізуючи „парникову модель”, варто враховувати складніший механізм становлення кліматичних умов нашої планети та визначальну роль Сонця - джерела практично всієї теплової енергії Землі. У різні періоди часу Земля одержує від Сонця різну кількість енергії, зумовлену трьома циклами тривалістю у 20, 40 і 100 тисяч років. До цих глобальних циклів варто додати локальні: одинадцяти - і дванадцяти дворічні цикли. Встановлено, що період потепління буває найбільшим на другому році після піку сонячної активності.

Поряд з парниковим ефектом, який може викликати потепління клімату Землі, можливий і альтернативний йому ефект, пов'язаний з порушенням теплового балансу атмосфери Землі в бік зниження температури. Цей факт можливий, якщо дрібні тверді частинки у вигляді незгорілого вуглецю, частинок сажі потрапляють до верхніх шарів атмосфери, що знаходяться за тропопаузою, де немає помітного переміщення мас повітря. Тоді дрібні тверді частинки в результаті їх нагромадження утворюють шар зі зниженою оптичною прозорістю. Цей шар виконує функції своєрідного екрана, від якого відбивається частина променистої енергії Сонця, у результаті чого в нижчих шарах атмосфери створюються умови, які знижують середньорічну температуру.

Є припущення, що виникнення цього екранного шару багато в чому визначається висотою димових труб, які можуть досягати 300 м. Тому енергетики свого часу відмовилися від проектування і будівництва над високих димових труб (до 1 км).

4.6 Шумовий вплив на довкілля

Шум - це будь-який небажаний звук або сукупність звуків з частотами і фазами, розподіленими нерегулярно в часі.

Звук - це пружні хвилі, які поширюються в пружному середовищі у вигляді різних коливань. Зона середовища, у якій поширюються звукові хвилі, називається звуковим полем.

Людина органами слуху сприймає звуки в діапазоні частот приблизно 20…20 000 Гц при найбільшій чутливості в діапазоні 1 000…5 000 Гц. Нижче 20 Гц знаходяться інфразвуки, а вище 20 000 Гц - ультразвуки, які людина не чує (рисунок 1.2).

Шум від агрегатів підприємств теплопостачання може бути низько-, середньо- і високочастотним. Спектр низькочастотного шуму має максимум у зоні частот нижче 300 Гц, спектр середньо частотного шуму - в області частот 300…800 Гц і спектр високочастотного шуму - в зоні вище 800 Гц.

Шум від устаткування може мати різні тимчасові характеристики, тобто існують постійний і непостійний шуми. Найінтенсивнішими джерелами шуму на підприємствах теплопостачання є: турбіни (для теплоелектроцентралей - ТЕЦ), редукційно-охолоджувальні установки (для ТЕЦ), котли, компресори, різного виду насоси, деаерацій ні установки, припливно-витяжна вентиляція. Шум дуже впливає на людину та довкілля, наслідки його впливу порівнювані з наслідками впливу на тваринний світ від руйнації озонового шару і кислотних дощів. Фактор шуму стає все більш визначальним серед екологічних факторів, що в розвинених країнах лімітують. Дослідження медиків показали, що шум високої інтенсивності негативно впливає на людський організм. Щодо впливу шуму на навколишнє середовище виділяють медичний, соціальний та економічний аспекти, які варто розглядати у взаємозв'язку.

Медичний аспект впливу на людину пов'язаний з тим, що шум погіршує її функціональний стан. Функціональні розлади нервової системи настають раніше, ніж зниження слухової чутливості. Медики відзначають „шумову хворобу”, що характеризується комплексом симптомів: зниженням слухової чутливості, зміною функції травлення, серцево-судинною недостатністю, нейроендокринним розладом. Обстеження показали, що приблизно у 70 % населення кров'яний тиск і частота пульсу підвищуються з підвищенням інтенсивності шуму більш ніж на 10 % від фонового (природного). Фахівці стверджують, що через підвищений шум захворюваність у містах збільшується на 30 %, тривалість життя зменшується на 8 - 10 років, працездатність знижується мінімум на 10%, а ефективність відпочинку - майже вдвічі.

Соціальний аспект пов'язаний з тим, що шумового впливу зазнають великі групи населення, особливо у великих містах. За деякими даними, понад 60 % населення великих міст проживає в умовах надмірного шуму. Так, у Німеччині 40 % населення страждає від шуму, з них приблизно 33 % має розладнане здорові. Постійного шумового впливу зазнає половина населення Данії, для 20 % населення якої ця проблема дуже актуальна.

Півмільйона робітників в Англії і три мільйони у США схильні до серйозних захворювань органів слуху внаслідок підвищеного шуму на виробництві. На території СНД від 20 до 50 млн. зазнають впливу шуму, що перевищує допустимі значення. У Нідерландах половина працівників промисловості підпадає під такий шумовий вплив, за межами якого можлива втрата слуху.

Економічний аспект зумовлений тим, що шум підвищує стомлюваність і впливає на продуктивність праці, а ліквідація наслідків шумового впливу на людину потребує значних соціальних витрат. Збільшення рівні звуку на 1…2 дБ знижує продуктивність праці на 1 % (якщо рівень звуку більше 80 дБ). Наприклад, продуктивність праці на роботах, що потребують підвищеної уваги, зі збільшенням рівня звуку від 70 до 90 дБ падає на 20%. Доведено, що шум зменшує зорову реакцію, що разом зі стомлюваністю різко збільшується ймовірність помилок у роботі операторів.

У багатьох країнах встановлені нормативи шуму, що обмежують рівня шуму на виробництві, транспорті, у промисловості, будівництві тощо.

Перші нормативи шуму з'явилися в 50-х роках ХХ століття. У СРСР 1956 р. було прийнято одні з перших у світі норми шуму. Запропоновані у 1957 р. нормативні криві шуму використовують дотепер. Доступні рівні шуму встановлюють також національні або регіональні органи влади. Ці норми різняться в різних країнах і залежить від політичних і економічних обставин.

Шум від обладнання підприємств теплопостачання в інфразвуковій та ультразвуковій зонах може також становити небезпеку для здоров'я обслуговуючого персоналу і жителів навколишнього району. Інфразвук на робочих місцях, у житлових і громадських приміщеннях , на території житлової забудови регламентується санітарними нормами.

Размещено на Allbest.ru