Воздействие электростанций разного типа на окружающую среду

      Для ГЭС  характерно изменение гидрологического режима рек – происходит изменение и перераспределение стока, изменение уровневого режима, изменение режимов течений, волнового, термического и ледового. Скорости течения  воды могут уменьшаться в десятки раз, а в отдельных  зонах  водохранилища  могут возникать полностью застойные участки.  Специфичны  изменения  термического режима водных масс водохранилища, который отличается как от речного, так  и от  озёрного.  Изменение  ледового  режима  выражается  в   сдвиге   сроков ледостава, увеличении толщины ледяного покрова водохранилища на  15-20%,  в то время как у водосливов образуются полыньи. Изменяется тепловой  режим в нижнем  бьефе: осенью поступает более тёплая вода, нагретая в водохранилище за лето, а весной – холоднее на 2-4єC  в  результате  охлаждения  в  зимние месяцы. Эти отклонения от естественных условий  распространяются  на  сотни километров от плотины электростанции.

      Изменение  гидрологического режима и   затопление  территорий  вызывает изменение гидрохимического режима водных масс. В верхнем бьефе  массы  воды насыщаются  органическими  веществами,  поступающими  с  речным  стоком   и вымываемыми из затопленных почв, а в нижнем – обедняются, т.к.  минеральные вещества из-за малых скоростей течения осаждаются на дно. Так, в результате регулирования стока Волги поступление минеральных веществ в Каспийское море сократилось почти в  три  раза.  Резко  изменились  условия  стока  Дона  в Азовское море, что вызвало изменение водообмена Азовского и Чёрного морей и изменение солевого состава Азовского моря.

      Как в  верхнем, так и в  нижнем  бьефе  изменяется  газовый состав  и газообмен воды. В результате изменения русловых  режимов  в  водохранилищах образуются наносы.

      Создание  водохранилищ может вызвать землетрясения даже в  асейсмичных районах из-за просачивания воды в границы  разломов.  Подтверждением  этому служат землетрясения в долинах рек Миссисипи, Чайры (Индия) др.

 Урон, наносимый  ГЭС, во многом можно  уменьшить   или  компенсировать. Эффективным способом уменьшения затопления территорий  является  увеличение количества ГЭС  в  каскаде  с  уменьшением  на  каждой  ступени  напора  и, следовательно, зеркала водохранилищ. Несмотря  на  снижение  энергетических показателей, низконапорные гидроузлы, обеспечивающие минимальное затопление земель, лежат в основе всех современных разработок. Затопление земель также компенсируется культивацией почв  в  других районах и повышением  рыбной продуктивности  водохранилищ.  Ведь  с  каждого  гектара  акватории   можно получать больше животного белка, чем  с  сельскохозяйственных  угодий.  Для достижения этого служат рыбные  заводы.  Также  следует  уменьшать  площадь затопляемой земли на единицу создаваемой мощности. Для  облегчения  прохода рыбы через сооружения гидроузла  изучают поведение рыб  у  гидротехнических сооружений, их отношение к потоку и  температуре  воды,  к  рельефу  дна  и освещённости;  создают  рыбопропускные  шлюзы  –  с   помощью   специальных приспособлений её привлекают в рыбонакопитель,  а  затем  из  предплотинных участков  реки  переводят  в   водохранилище.   Радикальным   же   способом предупреждения эвтрофирования водоёмов является прекращение сброса  сточных вод.

 

 

IV. Атомные электростанции

 

Иллюзия о  безопасности атомной энергетики была разрушена после нескольких больших аварий в Великобритании, США и СССР, апофеозом которых стала катастрофа на чернобыльской АЭС. В эпицентре  аварии  уровень загрязнения был  настолько  высок,  что  население  ряда  районов  пришлось эвакуировать, а почвы, поверхностные воды,  растительный  покров  оказались радиоактивно зараженными на многие десятилетия. Всё это обострило понимание того, что мирный атом требует особого подхода.

Однако опасность  атомной энергетики лежит не только в сфере  аварий  и катастроф. Даже когда АЭС работает нормально,  она  обязательно  выбрасывает изрядное  количество   радиоактивных   изотопов   (углерод-14,   криптон-85, стронций-90, йод-129  и  131).  Нужно  отметить,  что  состав  радиоактивных отходов и их активность зависят от типа  и  конструкции  реактора,  от  вида ядерного  горючего  и  теплоносителя.  Так,  в   выбросах   водоохлаждаемых реакторов превалируют радиоизотопы  криптона и ксенона,  в графитогазовых реакторах – радиоизотопы  криптона,  ксенона,  йода  и цезия,  в натриевых быстрых реакторах – инертные газы, йод и цезий.

 Обычно, когда  говорят о радиационном загрязнении,  имеют в виду  гамма-излучение,  легко  улавливаемое  счетчиками  Гейгера  и  дозиметрами  на  ихоснове.  В  то  же  время  есть  немало  бета-излучателей,   которые   плохо обнаруживаются  существующими массовыми приборами. Также  как  радиоактивный йод концентрируется в щитовидной железе, вызывая ее поражение,  радиоизотопы инертных газов, в 70-е годы  считавшиеся  абсолютно  безвредными  для  всего живого,   накапливаются   в   некоторых   клеточных   структурах    растений (хлоропластах,  митохондриях  и клеточных мембранах).  Одним  из  основных выбрасываемых инертных газов является криптон-85. Количество  криптона-85  в атмосфере (в основном за счет работы АЭС) увеличивается на 5 %  в  год.  Еще один радиоактивный изотоп, не улавливаемый никакими фильтрами  и  в  больших количествах  производимый  всякой   АЭС   –  углерод-14.   Есть   основания предполагать, что накопление углерода-14 в атмосфере (в виде  CO2)  ведет  к резкому замедлению роста деревьев. Сейчас  в составе атмосферы количество углерода-14 увеличено на 25% по сравнению с доатомной эрой.

Важной особенностью возможного воздействия АЭС  на  окружающую  среду является необходимость  демонтажа  и  захоронения  элементов  оборудования, обладающих радиоактивностью,  по  окончании срока службы  или по  другим причинам. До  настоящего  времени  такие  операции  производились  лишь  на нескольких экспериментальных установках.

  При нормальной работе в окружающую среду попадают лишь немногие  ядра газообразных и летучих элементов  типа  криптона,  ксенона,  йода.  Расчёты показывают, что даже при  увеличении мощностей атомной энергетики в 40  раз её вклад в глобальное радиоактивное загрязнение составит  не  более  1%  от уровня естественной радиации на планете.

На электростанциях  с  кипящими  реакторами  (одноконтурными)  большая часть  радиоактивных  летучих  веществ   выделяется   из   теплоносителя   в конденсаторах турбин, откуда вместе с газами  радиолиза воды  выбрасываются эжекторами  в  виде  парогазовой  смеси  в  специальные  камеры,  боксы  или газгольдеры выдержки для первичной обработки или сжигания.  Остальная  часть газообразных  изотопов  выделяется  при  дезактивации  растворов   в   баках выдержки.

  На электростанциях с реакторами,  охлаждаемыми  водой  под  давлением, газообразные радиоактивные отходы выделяются в баках выдержки. Газообразные и аэрозольные отходы  из  монтажных  пространств,  боксо впарогенераторов  и  насосов,  защитных  кожухов  оборудования,  ёмкостей   с жидкими отходами выводятся с помощью  вентиляционных  систем  с  соблюдением нормативов  по  выбросу   радиоактивных   веществ.   Воздушные   потоки   из вентиляторов очищаются от большей части аэрозолей на тканевых,  волокнистых, зерновых и керамических фильтрах.  Перед  выбросом  в  вентиляционную  трубу воздух проходит  через  газовые  отстойники, в которых происходит  распад короткоживущих изотопов (азота, аргона, хлора и др.).

Помимо выбросов, связанных радиационным загрязнением, для АЭС,  как  и для ТЭС, характерны выбросы теплоты, влияющие на окружающую среду.  Примером может служить атомная электростанция  «Вепко Сарри».  Её  первый  блок  был пущен в декабре 1972 г., а второй – в марте 1973  г.  При  этом  температура воды у поверхности реки вблизи электростанции в 1973г.  была  на  ?4єC  выше температуры в 1971г.  и  максимум  температур  наблюдался  на  месяц позже. Выделение тепла происходит также в атмосферу, для чего на  АЭС используются т.н. градирни. Они выделяют 10-400 МДж/(мІ·ч) энергии в атмосферу.  Широкое применение мощных градирен выдвигает рад новых проблем.  Расход  охлаждающей воды для типового блока АЭС мощностью 1100 МВт с  испарительными  градирнями составляет  120  тыс.  т/ч  (при  температуре  окружающей  воды  14єC).  При нормальном солесодержании подпиточной воды  за  год  выделяется  около  13,5 тыс.  т  солей,  выпадающих  на  поверхность   окружающей   территории.   До настоящего времени нет достоверных данных  о  влиянии  на  окружающую  среду этих факторов.

На АЭС  предусматриваются меры для полного  исключения  сброса  сточных вод, загрязнённых радиоактивными веществами. В водоёмы разрешается  отводить строго   определённое   количество   очищенной    воды    с    концентрацией радионуклидов, не превышающей  уровень  для  питьевой  воды.  Действительно, систематические  наблюдения  за  воздействием  АЭС на  водную   среду   при нормальной   эксплуатации    не    обнаруживают    существенных    изменений естественного радиоактивного фона.  Прочие  отходы  хранятся  в  ёмкостях  в жидком  виде  или  предварительно  переводятся  в  твёрдое  состояние,   что повышает безопасность хранения.

 

V. Альтернативная энергетика

 

Всё  большее  обсуждение   получают   электростанции,   использующие возобновляемые источники энергии  –  приливные,  геотермальные,  солнечные, космические солнечные, ветровые  и  некоторые  другие.  Разрабатываются  их новые проекты, сооружаются опытные и  первые  промышленные  установки.  Это вызвано  как   экономическими,   так   и   экологическими   факторами.   На «альтернативные» электростанции возлагают большие надежды  с  точки  зрения снижения антропогенной нагрузки  на  окружающую  среду.  Европейский  союз, например, планирует увеличить в ближайшие несколько лет долю вырабатываемой такими электростанциями энергии.

Распространению   «альтернативных»   электростанций    препятствуют разнообразные  технические  и  технологические  сложности.  Не  лишены  эти электростанции и экологических недостатков. Так,   ветровые  электростанции являются источниками т.н. шумового  загрязнения,  солнечные  электростанции достаточных мощностей занимают  большие  площади,  что  портит  ландшафт  и изымает из земли из  сельскохозяйственного  оборота.  Действие  космических солнечных электростанций (в проекте) связано с передачей энергии  на  Землю посредством высококонцентрированного пучка  микроволнового  излучения.  Его возможное  действие  не  изучено  и  характеризуется  как  предположительно негативное. Отдельно стоят  геотермальные  электростанции.  Их  влияние  на атмосферу характеризуется возможными выбросами мышьяка,  ртути,  соединения серы, бора, силикатов, аммиака и других веществ, растворённых  в  подземных водах.  В  атмосферу  выбрасываются  также  водяные  пары,  что  связано  с изменением  влажности  воздуха,  выделением  тепла,   шумовыми   эффектами. Воздействие геоТЭС на гидросферу проявляется в нарушении балансов подземных вод, круговорота веществ, связанного с подземными  водами.  Воздействие  на литосферу связано с изменением геологии  пластов,  загрязнением  и  эрозией почвы. Возможны изменения сейсмичности районов  интенсивного  использования геотермальных источников.

 

 

VI. Вывод

 

Развитие  энергетики оказывает  воздействие  на  различные  компоненты природной среды: на атмосферу, на гидросферу,  на  литосферу.  В настоящее время это  воздействие  приобретает  глобальный  характер,  затрагивая  все структурные компоненты нашей планеты. Выходом для общества из этой ситуации должны  стать:  внедрение  новых  технологий  (по   очистке,   рециркуляции выбросов;  по  переработке  и  хранению  радиоактивных   отходов  и   др.), распространение альтернативной энергетики  и  использование  возобновляемых источников энергии (*).

В  целом  предпринятый   всесторонний   анализ   проблемы   влияния электростанций на окружающую среду позволил выявить  основные  воздействия, проанализировать их  и наметить направления их минимизации и устранения.

(*)   Нужно   заметить,   что   использование   альтернативной   энергетики предпочтительнее,  т.к.  «альтернативные»  электростанции  всё-таки   более экологичны, чем традиционные.

 

 

 

                  

 

 

 

 

   Список использованной  литературы

 

-  Скалкин Ф.В. и др. Энергетика и окружающая среда. - Л.: Энергоиздат, 1981.

-  Новиков Ю.В. Охрана  окружающей среды. - М.: Высш. шк., 1987.

-  Стадницкий Г.В. Экология: учебник для ВУЗов. - СПб: Химиздат, 2001.

-  С.И.Розанов. Общая  экология. СПб.: Издательство «Лань», 2003.

-  Алисов Н.В., Хорев  Б.С. Экономическая и социальная география мира.  М.: Гардарики, 2001.

-  Интернет-газета OPEN.BY.