Воздействие топливно-энергетического комплекса на состав атмосферного воздуха урбанизированных территорий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Дальневосточный федеральный университет

Кафедра географии, экологии и охраны здоровья детей

КУРСОВАЯ РАБОТА

Воздействие топливно-энергетического комплекса на состав атмосферного воздуха урбанизированных территорий

Выполнила:

Редько Юлия Дмитриевна

г. Уссурийск, 2013 г.

Оглавление

Введение

Раздел 1. Общая характеристика ТЭК как источника загрязнения атмосферного воздуха

Раздел 2. Особенности воздействия ТЭК на атмосферный воздух

Заключение

Список литературы

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

Введение

Потребление энергии является обязательным условием существования человечества. Наличие доступной для потребления энергии всегда было необходимо для удовлетворения потребностей человека, увеличения продолжительности и улучшения условий жизни. Первый скачок в росте энергопотребления произошёл, когда человек научился добывать огонь и использовать его для приготовления пищи и обогрева своих жилищ. Следующий важный этап связан с изобретением колеса, созданием разнообразных орудий труда, развитием кузнечного производства. К XV в. средневековый человек уже потреблял приблизительно в 10 раз больше энергии, чем первобытный.

В современном мире энергетика является основой развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства.

Во всех промышленно развитых странах темпы развития энергетики опережали темпы развития других отраслей.

В то же время энергетика - один из источников неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека. Она влияет на атмосферу (потребление кислорода, выбросы газов, влаги и твёрдых частиц), гидросферу (потребление воды, создание искусственных водохранилищ, сбросы загрязнённых и нагретых вод, жидких отходов), биосферу (выбросы токсичных веществ) и на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение ландшафта).

В рамках данной работы мы будем рассматривать воздействие топливно-энергетического комплекса на атмосферный воздух.

Цель работы заключается в ознакомлении с общей характеристикой топливно-энергетического комплекса и воздействии его отдельных компонентов на качественный состав воздуха урбанизированных территорий.

Раздел 1. Общая характеристика ТЭК как источника загрязнения атмосферного воздуха

Топливно-энергетический комплекс России является лидером и двигателем экономики страны.

Принцип использования передовых технологий в цикле добычи и переработки углеводородного сырья, всегда применялся в отрасли на всех этапах ее развития. Без него нельзя обойтись и в современных условиях, когда конкуренция на рынке велика и приходится искать наиболее эффективные формы как самих производственных и бизнес процессов, так и их управления.

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) - сложная межотраслевая система добычи и производства топлива и энергии (электроэнергии и тепла), их транспортировки, распределения и использования.

В его состав входят все отрасли топливной промышленности (нефтяная, газовая, угольная, сланцевая и др.) и электроэнергетика, тесно связанные со всеми хозяйственными отраслями страны.

Характерно наличие развитой производственной инфраструктуры в виде магистральных трубопроводов (для транспортировки нефти и нефтепродуктов, природного газа, угля) и высоковольтных линий электропередачи.

От уровня развития ТЭК во многом зависят динамика, масштабы и технико-экономические показатели общественного производства, в первую очередь промышленности. ТЭК России выступает в настоящее время главным источником валютных поступлений (свыше 40 %) в бюджет страны. Для сравнения - доля продукции ТЭК в экспорте в развитых странах составляет:

- Великобритания - 6 %,

- Франция, США - 2 %,

- Германия и Италия - 1 %.

В настоящее время ТЭК является одним из устойчиво работающих производственных комплексов российской экономики. Он определяющим образом влияет на состояние и перспективы развития национальной экономики, обеспечивая: около 1/4 производства ВВП, 1/3 объема промышленного производства и доходов консолидированного бюджета России, примерно половину доходов федерального бюджета, экспорта и валютных поступлений.

Полностью обеспечивая себя топливно-энергетическими ресурсами, Россия является крупным экспортером топлива и энергии, они составляют около 60% ее экспортного потенциала.

ТЭК включает в себя нефтяную, газовую, угольную, сланцевую, торфяную промышленность и электроэнергетику. Подробнее о них чуть ниже.

Отрасли топливно-энергетического комплекса тесно связаны со всеми отраслями экономики России.

ТЭК имеет большое районообразующее значение. Он создает предпосылки для развития топливоемких производств и служит базой для формирования промышленных комплексов, в том числе электроэнергетических, нефтехимических, углехимических, газопромышленных.

Нефтяная промышленность:

Россия располагает огромными ресурсами нефти. В 2003 г. в Российской Федерации было добыто 421,3 млн. т нефти.

Главные нефтяные районы:

- Западная Сибирь,

- Волго-Уральский район,

- Северный Кавказ,

- Европейский Север.

Особенно перспективными районами являются континентальные шельфы на Европейском Севере и Дальнем Востоке.

В настоящее время главным районом добычи нефти является Уральский федеральный округ. В 2003 г. здесь было добыто 283,1 млн.т. нефти, Т. е. месторождения этого региона дают 66% добываемой в России нефти.

Основные месторождения находятся в среднем течении реки Оби - Самотлорское, Усть-Балыкское, Мегионское, Александровское и др. Формируется крупнейший в России программно-целевой территориально-производственный комплекс на базе ресурсов нефти и газа.

Добыча нефти будет осуществляться и развиваться в России до 2010 г. как в традиционных нефтедобывающих районах - Западная Сибирь, Поволжье, Северный Кавказ, так и в новых нефтегазовых провинциях - на Европейском Севере (Тимано-Печорский регион), в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, на юге России (Северо-Каспийская провинция). Главной нефтяной базой страны остается Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция.

В Волго-Уральской провинции и на Северном Кавказе добыча нефти будет падать, что обусловлено исчерпанием сырьевой базы.

Нефтеперерабатывающая промышленность:

Перекачка сырой нефти по нефтепроводам к районам потребления обходится дешевле, чем перевозка нефтепродуктов.

Поэтому многие нефтеперерабатывающие предприятия размещаются в районах потребления, а также на трассах нефтепроводов в крупных городах и на речных магистралях, по которым перевозится нефть.

Основные центры переработки нефти - Москва, Рязань, Нижний Новгород, Ярославль, Кириши, Саратов, Сызрань, Самара, Волгоград, Уфа, Пермь, Орск, Омск, Ангарск, Ачинск, Комсомольск-на-Амуре, Хабаровск, Грозный (см. Приложение 1).

В стране созданы крупные нефтехимические комплексы - Тобольский, Томский, Нижнекамский. В перспективе будет осваиваться крупнотоннажное производство ароматических углеводородов, жидких парафинов, этилена, нефтяного электродного кокса. Главным образом нефть будет использоваться для производства моторных топлив и в качестве химического сырья. Рассматриваются проекты на условиях совместного соглашения по добыче и транспортировке нефти из Сибири в страны Северо-Восточной Азии.

Развитие транспортной инфраструктуры нефтяного комплекса России определяется следующими основными целями:

- стремлением создания собственных нефтеналивных терминалов дли морских поставок нефти в традиционные и новые направления экспорта;

- целесообразностью формирования новых направлений экспорта российской нефти и нефтепродуктов, в том числе минуя таможенную территорию сопредельных государств;

- необходимостью иметь достаточный резерв нефтетранспортных мощностей для создания гибких конкурентных возможностей на мировых рынках;

- необходимостью расширения наиболее эффективного нефтепроводного транспорта.

Дополнительно о доле нефтеперерабатывающих компаний России в переработке нефти на 2011 год можно посмотреть в Приложении 2.

Газовая промышленность:

Газовая промышленность - самая молодая и наиболее эффективная отрасль топливно-энергетического комплекса.

В 2005 г. добыча газа составила 638 млрд.м³. Основные месторождения расположены в Западной Сибири, где выделяются три крупные газоносные области: Тазовско-Пурпейская; Березовская; Васюганская.

Открыты новые крупные ресурсы газа, и начата их эксплуатация на континентальном шельфе Баренцева и Карского морей и в Иркутской области (см. Приложение 3).

Добыча и переработка нефти и транспортировка газа ведется в основном ОАО «Газпром» - ведущей газовой компанией мира. Она добывает 94% российского газа и обеспечивает 100% его экспорта. Создана крупная система газоснабжения, которая включает сотни месторождений газа, компрессорные станции и газопроводы.

При сочетании благоприятных внутренних и внешних условий и факторов добыча газа в России может составить порядка 645665 млрд.м³ в 2010 г.

К настоящему времени базовые месторождения Западной Сибири, обеспечивающие основную часть текущей добычи, в значительной мере уже выработаны: Медвежье - на 75,6%, Уренгойское на 65,4%, Ямбургское - на 54,1%.

Основным газодобывающим районом страны остается Ямало-Ненецкий автономный округ, где сосредоточено 72% всех запасов России, в частности Надым-Пур-Тазовский район.

Стратегическим приоритетным регионом добычи газа на долгосрочную перспективу станут полуостров Ямал, а также акватории северных морей России. Другим крупным районом газодобычи в период 2010-2020 г.г. станет Восточная Сибирь.

Для подачи газа потребителям и обеспечения транзита требуется существенное развитие газотранспортных систем в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, их соединения с Единой системой газоснабжения России.

Угольная промышленность:

Российская Федерация располагает значительными -193,3 млрд. т. разведанными запасами угля: бурого - 101,2 млрд. т., каменного 85,3 млрд. т. (в том числе коксующегося - 39,8 млрд. т.) и антрацитов 6,8 млрд. т. Российская Федерация занимает второе место по запасам и пятое место по объему добычи угля (более 320 млн. т в год).

При существующем уровне добычи угля его запасов хватит более чем на 550 лет.

Лучшие по своему качеству угли залегают в Кузнецком и Печорском бассейнах. Ресурсы углей размещены по территории России неравномерно (см. Приложение 4).

Свыше 94% всех угольных запасов приходится на восточные районы страны; в то время как основные его потребители находятся в европейской части. Добыча угля в 2003 г. составила 276 млн.т.

Важнейшим угольным бассейном России является Кузнецкий. На его долю приходится 40% всей добычи. Балансовые запасы его составляют 600 млрд.т. Второй крупной угольной базой является Печорский бассейн с запасами 210 млрд.т.

Его угли отличаются высоким качеством, имеют теплотворную способность 4-7,6 тыс. ккал.

В перспективе добыча угля будет снижаться, и в первую очередь в европейских районах. В Кузнецком же и Канско-Ачинском бассейнах предполагается некоторое увеличение добычи углей за счет открытого способа.

При благоприятных условиях развития добыча угля в России может составить 300-335 млн.т в 2010 г.

Угольная промышленность располагает достаточным объемом геологических запасов угля и производственным потенциалом для решения поставленных задач.

Электроэнергетическое хозяйство:

Электроэнергетика занимается производством и передачей электроэнергии и является важнейшей базовой отраслью промышленности России. От уровня ее развития зависит все народное хозяйство страны.

Сегодня мощность всех электростанций России составляет около 212,8 млн. кВт. В последние годы произошли огромные организационные изменения в энергетике.

Создана акционерная компания РАО «ЕЭС России», управляемая советом директоров и осуществляющая производство, распределение и экспорт электроэнергии.

Это крупнейшее в мире централизованно управляемое энергетическое объединение. Фактически в России сохранилась монополия на производство электроэнергии. Данные о производстве тепло- и электроэнергии приводятся в таблице» (см Приложение 5).

Существенная особенность развития и размещения электроэнергетики - широкое строительство теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) для теплофикации различных отраслей промышленности и коммунального хозяйства. Под теплофикацией понимается централизованное снабжение теплом городов и промышленных предприятий с одновременным производством электроэнергии.

Теплофикация дает экономию топлива и почти вдвое увеличивает коэффициент полезного действия электростанций, позволяет производить дешевую тепловую энергию для отопления, вентиляций и горячего водоснабжения и, следовательно, способствует лучшему удовлетворению бытовых нужд населения.

Тепловые электростанции:

Основной тип электростанций в России тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, газ, мазут, сланцы, торф). На их долю приходится около 68% производства электроэнергии.

Основную роль играют мощные (более 2 млн.кВт) ГРЭС - государственные районные электростанции, обеспечивающие потребности экономического района и работающие в энергосистемах.

На размещение тепловых электростанций оказывают основное влияние топливный и потребительский факторы.

Наиболее мощные из них располагаются, как правило, в местах добычи топлива: чем крупнее электростанция, тем дальше она может передавать электроэнергию.

Крупными тепловыми электростанциями являются Березовская ГРЭС-1 и ГРЭС-2, работающие на углях Канско-Ачинского бассейна, Сургутская ГРЭС-1 и ГРЭС-2, Уренгойская ГРЭС - на газе.

Преимущества тепловых электростанций по сравнению с другими типами электростанций - это относительно свободное размещение, связанное с широким распространением топливных ресурсов в России; способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний (в отличие от ГЭС). К недостаткам относятся: использование невозобновимых топливных ресурсов, низкий КПД, крайне неблагоприятное воздействие на окружающую среду. КПД обычной ТЭС - 37-39%.

Несколько больший КПД имеют ТЭЦ (теплоэлектроцентрали), обеспечивающие теплом предприятия и жилье с одновременным производством электроэнергии - 60%.

Топливный баланс тепловых электростанций России характеризуется преобладанием газа и мазута.

Тепловые электростанции восточных районов будут базироваться в основном на угле, прежде всего дешевом угле открытой добычи Канско-Ачинского бассейна.

Гидравлические электростанции:

ГЭС занимают второе место по количеству вырабатываемой электроэнергии (в 2000 г. около 18%). Гидроэлектростанции являются весьма эффективным источником энергии, поскольку используют возобновимые ресурсы, они просты в управлении (количество персонала на ГЭС в 15-20 раз меньше, чем на ГРЭС) и имеют высокий КПД - более 80%. В результате производимая на ГЭС энергия - самая дешевая.

К огромным достоинствам ГЭС относится высокая маневренность, т. е. возможность практически мгновенного автоматического запуска и отключения любого требуемого количества агрегатов, что позволяет использовать мощные ГЭС либо в качестве максимально маневренных «пиковых» электростанций, обеспечивающих устойчивую работу крупных энергосистем, либо «покрывать» плановые пики суточного графика нагрузки энергосистемы, когда имеющихся в наличии мощностей ТЭС не хватает. Естественно, это под силу только мощным ГЭС.

Наиболее мощные ГЭС построены в Сибири, где освоение гидроресурсов наиболее эффективно: удельные капиталовложения в 2-3 раза ниже и себестоимость электроэнергии в 4-5 раз меньше, чем в Европейской части страны.

Самые крупные ГЭС в стране входят в состав Ангаро-Енисейского каскада:

- Саяно-Шушенская,

- Красноярская - на Енисее;

- Иркутская,

- Братская,

- Усть-Илимская - на Ангаре строится Богучанская ГЭС (4 млн.кВт).

В Европейской части страны создан крупный каскад ГЭС на Волге. В его состав входят Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Городецкая, Чебоксарская, Волжская (вблизи Самары), Саратовская, Волжская (вблизи Волгограда).

В условиях дефицита топливных ресурсов большое значение имеет программа развития гидроэнергетики. Весьма перспективным является строительство гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Их действие основано на цикличном перемещении одного и того же объема воды между двумя бассейнами - верхним и нижним.

В ночные часы, когда потребность в электроэнергии мала, эта вода перекачивается из нижнего водохранилища в верхний, потребляя при этом излишки энергии, производимой электростанциями ночью. Днем, когда резко возрастает потребление электричества, вода сбрасывается из верхнего бассейна вниз через турбины, вырабатывающие энергию. Это выгодно, так как остановки ТЭС в ночное время невозможны. Таким образом, ГАЭС позволяют решать проблемы пиковых нагрузок, маневренности использования мощностей энергосетей. В России, особенно в Европейской части, остро стоит проблема создания маневренных электростанций, в том числе ГАЭС.

Построены Загорская ГАЭС (1,2 млн.кВт), строится Центральная ГАЭС (3,6 млн.кВт).

Атомные электростанции:

Доля АЭС в суммарной выработке электроэнергии - более 14% (в США - 19,6%, в Великобритании - 18,9, в ФРГ - 34%, в Бельгии - 65%, во Франции - свыше 76%).

Фактически удельный вес АЭС достиг только 12,3%. Чернобыльская катастрофа вызвала сокращение программы атомного строительства, с 1986 г. в эксплуатацию были введены только четыре энергоблока. В настоящее время ситуация меняется.

Правительством РФ было принято специальное постановление, фактически утвердившее программу строительства новых АЭС В энергетической стратегии на период до 2020 г. предусматривается повышение роли атомной энергетики в обеспечении надежного электроснабжения потребителей и увеличения выработки на АЭС в 2,3 раза по сравнению с 2003 г.

Сейчас в России действуют девять АЭС.

Еще четырнадцать АЭС и АСТ (атомных станций теплоснабжения) находятся в стадии проектирования, строительства или временно законсервированы.

Преимущества АЭС состоят в том, что их можно строить в любом районе независимо от его энергетических ресурсов; атомное топливо отличается большим содержанием энергии (в 1 кг. основного ядерного топлива - урана - содержится энергии столько же, сколько в 2500 т угля). АЭС не дают выбросов в атмосферу в условиях безаварийной работы (в отличие от ТЭС), не поглощают кислород.

Раздел 2. Особенности воздействия ТЭК на атмосферный воздух

Основным источником загрязнения атмосферы является промышленность и прежде всего тепловые электростанции и топки промышленных предприятий.

При неполном сгорании топлива на этих предприятиях в атмосферу выделяются механические загрязнители - несгоревшие частицы, зола, хлопья сажи и т. п.

Угольная электростанция мощностью 700 МВт, работающая при полной или средней нагрузке и потребляющая в год около 1 млн. т. угля с содержанием серы 1%, за 1 ч. работы на полной мощности выбрасывает в воздух: 500 т. диоксида углерода; 0,15 т. оксида углерода; 7,0 т. диоксида серы; 1,7 т. оксидов азота; 0,05 т. углеводородов и 0,7 т. пыли.

В первую очередь при анализе взаимодействия теплоэнергетики и окружающей среды должны быть рассмотрены элементарные процессы, происходящие при сжигании топлива (в особенности органического), так как при его сжигании образуется большое количество вредных соединений (оксиды азота, серы, сажа, соединения свинца, водяной пар).

Различные компоненты продуктов сгорания топлива, выбрасываемые в атмосферу, гидросферу, литосферу и во время пребывания, ведущие себя по-разному (изменяется t, свойства) называются примусными выбросами. При выходе в атмосферу, выбросы содержат продукты реакций в твёрдой, жидкой и газообразной фазах.

После выпадения выбросы могут проявляться в виде: осаждения тяжёлых фракций, распада на компоненты по массе и размерам, химических реакций с компонентами воздуха, взаимодействием с воздушными течениями, с облаками, с атмосферными осадками, фотохимические реакции. В результате, состав выбросов может существенно измениться, могут появиться новые компоненты, поведение и свойства которых (в частности, токсичность, активность, способность к новым реакциям) могут значительно отличаться от данных.

В выбросах ТЭКа, поступающих в атмосферу, присутствуют тысячи разнообразных веществ. Однако контролируются лишь те из них, которые формируют основное загрязнение и оказывают главное воздействие на живые организмы.

Охарактеризуем основные компоненты загрязнения атмосферного воздуха.

Взвешенные вещества (ВВ) включают пыль, золу, сажу, дым, сульфаты, нитраты и другие твёрдые компоненты. ВВ образуются в результате сгорания всех видов топлива.

В зависимости от состава выбросов ВВ могут быть как высокотоксичными, так и почти безвредными.

При проникновении в органы дыхания ВВ приводят к нарушению системы дыхания и кровообращения.

Люди с хроническими нарушениями в лёгких, с сердечно-сосудистыми заболеваниями, с астмой, частыми простудными заболеваниями, пожилые и дети особенно чувствительны к влиянию мелких взвешенных частиц диаметром менее 10 мкм, которые составляют обычно 40-70% взвешенных частиц. Особенно опасно сочетание высоких концентраций ВВ и диоксида серы.

Средняя по городам Российской Федерации за 2000 г. концентрация взвешенных веществ составляет 134 мкг/мі (ниже 1 ПДК). Однако в 65 городах среднегодовая концентрация ВВ превышала ПДК. Наибольший средний уровень запылённости воздуха наблюдается в Благовещенске, Воронеже, Корсакове и Махачкале, при этом в шести городах России (в числе которых и г. Корсаков Сахалинской области) максимальные разовые концентрации ВВ превышали 10 ПДК.

В течение 1997-2000 гг. в городах и регионах России выполнен ряд исследований с применением оценки риска здоровью от воздействия вредных факторов окружающей среды, в которых принимали участие многие ведущие российские научно-исследовательские учреждения гигиенического профиля, учёные и специалисты госсанэпидслужбы.

В этих исследованиях было подтверждено, что главным фактором риска для здоровья людей, проживающих в крупных российских городах, является загрязнение атмосферного воздуха взвешенными веществами, что обусловливает наибольшее число дополнительных смертей среди населения (Государственный доклад, 2000).

Оксид углерода (угарный газ) СО. Поступает в атмосферу в результате неполного сгорания топлива.

Время его жизни в атмосфере составляет 2-4 месяца. В благоприятных условиях он легко рассеивается.

Особую опасность оксиду углерода придаёт отсутствие запаха. СО прочно связывается с гемоглобином крови, снижая её способность переносить кислород. Этот эффект зависит как от концентрации газа, так и от времени пребывания человека в загрязнённой атмосфере. Предельно допустимая среднесуточная концентрация СО в атмосфере населённых мест - 3 мг/мі, максимальная разовая - 5 мг/мі.

Средняя за год концентрация СО по 198 городам России в 2000 г. составляла 1,7 мг/мі, т.е. была ниже 1 ПДК. Но в 11 городах среднегодовые концентрации превышали ПДК. С 1996 г. по 2000 г. средние концентрации СО увеличивались ежегодно почти на 2%. Конечно, 80% оксида углерода привносит в атмосферу автомобильный транспорт, но нельзя недооценивать роль выбросов СО от ТЭК.

Диоксид серы SO_2, или сернистый ангидрид. Это бесцветный негорючий газ с характерным резким запахом, поступает в атмосферу в основном при сгорании топлива, содержащего серу. Главным источником диоксида серы в воздухе городов являются электростанции и котельные. При фотохимических и каталитических реакциях SO₂ превращается в SO₃ или в серную кислоту и её соли, осаждаясь на землю в виде кислотных дождей и сульфатов.

Физиологическое воздействие на животных и человека заключается в поражении верхних дыхательных путей, в воспалении носоглотки, заболеваниях бронхитом, астмой.

Продолжительное действие малых концентраций этого газа вызывает раздражение слизистой оболочки органов пищеварения и способствует возникновению хронического гастрита. Высокие концентрации сернистого газа приводят к развитию тяжёлого ларингита, обострению хронических бронхо-лёгочных заболеваний. Установлена связь между содержанием в воздухе диоксида серы и ростом смертности населения, особенно при наличии смога.

Предельно допустимая максимальная разовая концентрация SO₂ - 0,5 мг/мі, предельно допустимая среднесуточная также 0,5 мг/мі. В Норильске и Хабаровске средняя концентрация составляет 3-4 ПДК.

Оксид азота NO, диоксид азота NO₂. После сернистого ангидрида оксиды азота, по-видимому, наиболее распространённый вид загрязнителей атмосферного воздуха.

Оксиды азота, как и диоксид серы, представляют большую опасность для жизни человека, чем для растительности. Оксид азота и другие его окислы после поступления в лёгкие поглощаются кровью и, соединяясь с гемоглобином, оказывают такое же действие, что и оксид углерода. В этом отношении оксиды азота даже более вредны, чем оксид углерода эквивалентной концентрации.

Оксид и диоксид азота играют важную роль в фотохимических процессах, происходящих в тропосфере и стратосфере под влиянием солнечной радиации и являющихся причиной образования фотохимического смога и высоких концентраций O₃. NO - бесцветный газ - окисляется кислородом в NO₂. NO₂ - стабильный газ желтовато-бурого цвета, находится в атмосфере около трёх суток.

Оксиды азота раздражают дыхательные пути и лёгкие, способствуя развитию в них воспалительных процессов. При небольших концентрациях диоксида азота наблюдается нарушение дыхания, кашель.

Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) рекомендовано не превышать 40 мкг/мі, поскольку выше этого уровня наблюдаются болезненные симптомы у больных астмой и других групп людей с повышенной чувствительностью. При средней за год концентрации, равной 30 мкг/мі, увеличивается число детей с учащённым дыханием, кашлем и больных бронхитом.

Средняя за год концентрация NO₂ в целом по РФ равна 43 мкг/мі, т.е. выше 1ПДК. Средняя концентрация NO₂, превышающая уровень ПДК, наблюдается в 100 городах, выше 3 ПДК - в Братске. Дальневосточные города не попадают в их число.

Бенза-пирен (БП). Поступает в атмосферу при сгорании различных видов топлива. Большие количества БП содержатся в выбросах предприятий энергетики. ВОЗ указывает, что при среднегодовом значении концентрации БП выше 0,001 мкг/мі могут наблюдаться неблагоприятные последствия для здоровья человека, в том числе злокачественные опухоли.

Наблюдения за концентрациями БП в воздухе проводятся в 166 городах страны.

Средняя концентрация БП по городам России превышает ПДК. Средние за год концентрации БП были выше ПДК в 112 городах. В 18 городах среднемесячная Концентрация БП превышает 10 ПДК. В Нижнем Новгороде и Кургане она составляет 20 ПДК.

Сажа. Концентрация сажи измеряется в 33 городах. Средняя за год по городам РФ концентрация составляет 40 мкг/мі(ПДК). Превышение ПДК наблюдается в 8 городах, в том числе в трёх городах Дальнего Востока: Александровске-Сахалинском, Корсакове и Южно-Сахалинске, где оно составляет 2-3 ПДК. Высокие концентрации сажи вызваны выбросами отопительных котельных, печных труб, ТЭЦ в неблагоприятных для рассеивания условиях.

Формальдегид. Низшие альдегиды могут присутствовать в атмосферном воздухе городов и посёлков с развитой промышленностью в столь же высоких концентрациях, как и сернистый ангидрид. Альдегиды могут содержаться в продуктах сгорания природного газа.

Концентрация формальдегида определяется в 126 городах. Города России характеризуются очень высокими концентрациями формальдегида, средняя концентрация по всем городам составляет 7 мкг/мі, что выше 2 ПДК. В целом по РФ средняя концентрация формальдегида с 1996 по 2000 гг. возросла на 8,5%.

Сероводород и органические сульфиды (меркаптаны). Меркаптаны и сероводород образуются при переработке нефти и очистке нефти и природного газа. Обычно эти отходы сжигаются перед выбросом в атмосферу и превращаются в сернистый ангидрид, либо улавливаются оксидом железа, трансформируются в сернистое железо.

Фтористый водород. Небольшое количество фтористых соединений попадает в атмосферу при сгорании каменного угля. Фтористый водород и летучие фтористые соединения представляют собой опасный загрязнитель воздуха при крайне низких концентрациях.

HF легко накапливается в листьях растений, вызывая хроническое отравление животных фтором. Фтористые соединения быстро портят стекло, вытравляя его поверхность.

Подвести итог приведённой выше информации о влиянии отдельных загрязняющих веществ на здоровье людей, показывая источники загрязнения и вызываемые ими патологии в организме человека, хотелось бы в таблице (см. Приложение 5). Данные приведены по части ТЭК: тепловым электростанциям, так как далее речь пойдёт о них.

Одним из основных и самых крупномасштабных источников загрязнения атмосферы являются ТЭС и ТЭЦ.

Тепловые электростанции всего мира выбрасывают в атмосферу ежегодно 200-250 млн.т золы и около 60 млн.т сернистого ангидрида; кроме того, они поглощают огромное количество кислорода.

К настоящему времени установлено, что и радиоактивный фон вокруг тепловых электростанций, работающих на угле, в мире в среднем в 100 раз выше, чем вблизи АЭС такой же мощности (так как обычный уголь в качестве микропримесей почти всегда содержит уран-238, торий-232 и радиоактивный изотоп углерода).

ТЭС нашей страны в отличие от зарубежных до сих пор не оснащены сколько-либо эффективными системами очистки уходящих газов от оксидов серы и азота. ТЭС, работающая на природном газе, экологически значительно чище угольных, мазутных и сланцевых, но огромный экологический вред наносит природе прокладка газопроводов, особенно в северных районах.

Учёными подсчитано, что ТЭС и ТЭЦ выделяют 46% всего сернистого ангидрида и 25% угольной пыли выбрасываемой в атмосферу промышленными предприятиями. Причиной загрязнений такого масштаба является развитие экологически несостоятельных технологических процессов, то есть таких, которые создают удовлетворение потребностей человека в тепловой и электрической энергии, но одновременно с этим и недопустимое загрязнение окружающей среды. Эти процессы развиваются без принятия эффективных мер, предупреждающих загрязнение атмосферы.

При сжигании жидких топлив (мазута) с дымовыми газами в атмосферный воздух поступают сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, газообразные и твёрдые продукты неполного сгорания топлива, соединения ванадия, солей натрия, а также вещества, удаляемые с поверхности котлов при чистке.

С экологических позиций жидкое топливо обладает более «гигиеническими» свойствами: отпадает проблема «золоотвалов», которые занимают значительные территории, исключают их полезное использование и являются источником постоянных загрязнений атмосферы и районе станции из-за уноса золы с ветрами. В продуктах сгорания жидких видов топлива отсутствует летучая зола.

Применение двух топливных гибридных камер сгорания вместо традиционных диффузионных КС с использованием частичного замещения части углеводородного топлива водородом (6% от массы углеводородного топлива) снижает расход нефтяного топлива на 17-20%, уровни выброса частиц сажи - на порядок, бензо-пирена - в 10-15 раз, оксидов азота - в 5 раз).

В большинстве стран запрещено сжигание нефтяного топлива с сернистостью выше 0,5%, в России же половина солярки не укладывается в этот норматив, а сернистость котельного топлива достигает 3%.

При сжигании газа единственным существенным загрязнителем атмосферы остаются окислы азота. Однако выброс окислов азота при сжигании на ТЭС природного газа в среднем на 20 процентов ниже, чем при сжигании угля.

Это объясняется не свойствам самого топлива, а особенностями процессов их сжигания. Коэффициент избытка воздуха при сжигании угля ниже, чем при сжигании природного газа.

Таким образом, природный газ - наиболее экологически чистый вид энергетического топлива и по выделению оксидов азота в процессе горения.

Выбросы теплоты являются одним из основных факторов взаимодействия теплоэнергетических объектов с окружающей средой, в частности с атмосферой и гидросферой.

Выделение происходит на всех стадиях преобразования химической энергии органического вещества или ядерного топлива для выработки тепловой энергии.

Большая часть теплоты, получаемой охлаждающей водой в конденсаторах паровых турбин, передаётся в водоёмы, водотоки, а оттуда в атмосферу (t воды в месте сброса нагретой воды повышается), что ведёт к повышению средней температуры.

В результате промышленной деятельности человека в области производства тепловой энергии в окружающей среде наблюдается целый ряд существенных изменений.

Вот лишь некоторые из них, особо ощутимые:

1. Наличие частиц, являющихся ядрами конденсации в 10 раз больше.

2. Наличие в воздухе газовых примесей увеличено 5-25 раз.

3. Количество облаков увеличивается на 5-10%.

4. Количество туманов зимой на 100% больше, летом на 30%.

5. Число осадков в различные периоды года на 5-10% больше.

6. Относительная влажность уменьшена летом на 2%, зимой на 8%.

7. Солнечное излучение уменьшено 3-20%.

8. Температура повышается на 1-2 градуса Цельсия.

9. Скорость ветра 5-30% больше».

Заключение

Главная опасность теплоэнергетики для атмосферы заключается в том, что сжигание углеродсодержащих топлив приводит к появлению двуокиси углерода CO?, которая выбрасывается в атмосферу и способствует созданию парникового эффекта.

Наличие в сжигаемом угле добавок серы приводит к появлению окислов серы, они поступают в атмосферу и после реакции с парами воды в облаках создают серную кислоту, которая с осадками падает на землю. Так возникают кислотные осадки с серной кислотой.

Другим источником кислотных осадков являются окислы азота, которые возникают в топках ТЭС при высоких температурах (при обычных температурах азот не взаимодействует с кислородом атмосферы). Далее эти окислы поступают в атмосферу, вступают в реакцию с парами воды в облаках и создают азотную кислоту, которая вместе с осадками попадает на землю.

Так возникают кислотные осадки с азотной кислотой.

ТЭС на угле, вырабатывающая электроэнергию мощностью 1 ГВт = 10' Вт, ежегодно потребляет 3 млн. т. угля, выбрасывая в окружающую среду 7 млн. т. CO?, 120 тыс. т двуокиси серы, 20 тыс. т. оксидов азота NO₂, и 750 тыс. т. золы.

В каменном угле и летучей золе содержатся значительные количества радиоактивных примесей. Годовой выброс в атмосферу в районе расположения ТЭС мощностью 1 ГВт приводит к накоплению на почве радиоактивности, в 10-20 раз превышающей радиоактивность годовых выбросов АЭС такой же мощности.

Таким образом, защита атмосферы от тепловых выбросов должна быть направлена на снижение объёмов газовых выбросов и их очистку и включать следующие мероприятия:

- контроль над состоянием окружающей среды;

- применение методов, способов и средств, ограничивающих объёмы выбросов газа и подачи его в промысловую газо-сборочную сеть;

- использование в аварийных случаях факельных устройств, обеспечивающих полное сгорание сбрасываемого газа;

- обеспечение соблюдения экологических нормативов проектируемыми объектами и сооружениями;

- применение системы автоматических блокировок технологических потоков в нефтепереработке, позволяющей герметизировать опасные участки в аварийных ситуациях и осуществить разрядку этого звена в факельную систему;

- максимально возможное изменение топливных режимов тепловых энергетических установок в пользу экологически чистых видов топлива и режимов его снижения;

- достижение основного объёма снижения газовых выбросов в нефтепереработке путём строительства установок по подготовке попутного и нефтяного газа и систем газопроводов, обеспечивающих утилизацию.

Снижение объёмов вредных выбросов в нефтепереработке достигается в процессе реконструкции и модернизации нефтеперерабатывающего производства, сопровождаемых строительством природоохранных объектов.

Список литературы

1. Березовский Н.И. Технология энергосбережения: учеб. пособие / Н.И. Березовский, С.Н. Березовский, Е.К. Костюкевич. - Минск: БИП-С Плюс, 2007. - 152 с.

2. География. Современная иллюстрированная энциклопедия. Издательство: Росмэн-Пресс. 2006 г., 624 с.

3. Кузнецов Н.Г. Экономическая география. / Н.Г. Кузнецов, С.Г. Тяглов. Серия «Учебники и учебные пособия». - Ростов н/Д: Феникс, 2001. - 384 с.

4. Маврищев В.В. Основы экологии: учебник/ В.В. Маврищев. - 3-е изд., испр. и доп. - Минск: Высш. шк., 2007. - 447 с.

5. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: учеб. Пособие для ВУЗов, средних школ и колледжей. - 3-е изд., испр. и доп./ Ю.В. Новиков. - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2005. - 736 с.

6. Региональная экономика: учебник для студентов ВУЗов, обучающихся по экономическим специальностям./ Т.Г. Морозова и др. / 4-е изд., - М.: Юнити-Дана, 2006. - 527 с.

7. Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: учеб пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. - 2-е изд., перераб. - М.: Издательс. центр «Академия», 2004. - 480 с.

8. Христофорова Н.К. Экологические проблемы региона: Дальний Восток - Приморье: Учебное пособие. Владивосток; Хабаровск: Хабаровск. кн. изд-во, 2005. - 304 с.

9. В. Кулешов, В. Маршак: «Моделирование роста российской экономики»//Журнал «Вопросы экономики» №12-2006, 22 с.

10. О. Березинская, В. Миронов: «Отечественный нефтегазовый комплекс»// Журнал «Вопросы экономики» №8-2006, 145с.

11. А.Б. Яновский: «О состоянии и мерах по развитию угольной промышленности России»//Журнал «Уголь» №8-2010, 3 с.

Приложение 1

Рисунок - Нефтеперерабатывающие заводы России:

Приложение 2

Рисунок - Переработка нефти в России в 2011 г:

Приложение 3

Рисунок - Основные газовые месторождения России:

Приложение 4

Рисунок - Крупнейшие угольные бассейны России:

Приложение 5

Таблица - Производство электро- и теплоэнергии:

	Октябрь 2006 г.	в % к	Январь - октябрь 2006 г., % к январю - октябрю 2005 г.
		октябрю 2005 г.	сентябрю 2006 г.
Производство, передача и распределение электроэнергии		104,0	120,0	105,5
электроэнергия, млрд. кВт*ч	85,8	104,4	116,5	104,7
В том числе выработка электростанциями:
атомными	13,5	101,0	103,5	105,8
тепловыми	57,5	103,8	125,5	106,4
гидроэлектростанциями	14,8	110,1	100,1	98,0
Производство, передача и распределение пара и горячей воды (тепловой энергии)		104,0	в 2,0 р.	104,4
теплоэнергия, млн. Гкал	119	102,8	192,9	103,4
В том числе произведенная:
электростанциями	55,2	100,5	192,2	101,4
котельными	56,5	106,1	в 2,1 р.	106,0

Приложение 6

урбанизированный загрязнение атмосферный

Таблица - Загрязнения атмосферного воздуха выбросами тепловых электростанций и возможные нарушения здоровья человека:

Загрязнители	Нарушение здоровья человека
Тепловые электростанции
Пыль, зола, содержащая свободный оксид кремния и соединения практически всех металлов, в том числе мышьяка, ванадия, ртути, свинца.	Уменьшение вентиляционной способности и ёмкости лёгких, повреждение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей. Фиброзные изменения в лёгких. Накопление в организме диоксида кремния, силикоз. Повышение смертности от рака легких и кишечника.
Мышьяк, ванадий, ртуть, свинец.	Раздражение и повреждение кожи. Отравления. Абсорбция солей мышьяка в желудочно-кишечном тракте, лёгких и коже. Раздражение слизистой оболочки верхних дыхательных путей, повышение заболеваемости тонзиллитом, фарингитом, ринитом, отёки верхних дыхательных путей. Снижение гемоглобина. Раздражение кожных покровов. Повышение содержания мышьяка в волосах.
Сажа, являющаяся носителем смолистых веществ, в том числе бенза-пирена.	Повышение заболеваемости раком лёгких.
Сернистый ангидрид (диоксид серы).	Общее отравление организма, проявляющееся в изменении состава крови, поражении органов дыхания, повышении восприимчивости к инфекциям, нарушении обмена веществ, повышении артериального давления у детей. Ларингит, бронхит, конъюнктивит, ринит, ринофарингит, эмфизема, бронхопневмония, астма, аллергические реакции, острые заболевания верхних дыхательных путей и системы кровообращения. При кратковременном загрязнении - раздражение слизистой оболочки глаз, слезотечение, затруднённое дыхание, головные боли, тошнота, рвота. Повышение уровней общей заболеваемости и смертности. Повышенная утомляемость, ослабление мышечной силы, снижение памяти, замедление восприятия, ослабление функциональной способности сердца, изменение бактерицидности кожи.
Оксиды азота.	Резкое раздражение лёгких и дыхательных путей, возникновение в них воспалительных процессов, образование метгемоглобина, понижение кровяного давления.

Размещено на Allbest.ru