Электрическая энергия: проблемы экологии

Подземные методы разработки угольных месторождений трудны, опасны (вспомним частые газетные публикации о взрывах и авариях на шахтах) и вредны для здоровья работающих там людей. Сущеетвует также серьезная проблема просадки грунтов, что создает угрозу повреж-дения коммуникаций и разрушения зданий в угледобывающих районах. Кроме того, потери каменного угля в шахтах составляют 40%.
Разработка открытым способом экономически более эффективна и менее опасна, но вызывает разрушение поверхностного слоя и изъятие из пользования больших площадей. Гигаитские шагающие экскаваторы полностью уничтожают наземиые экосистемы.
Хотя остающиеся карьеры можно рекультивировать, т. е. разровнять, удобрить и высадить на них растения, восстановлеиие разрушенной экосистемы заиимает много времени. Восстановление почвы - сложной биокосной системы - идет очемь медленно. Так, для образования слоя чернозема толщиной 1 см требуется, в зависимости от географических ус-ловий, от 300 до 1000 лет. Нарушение подземного гидрологического режима ставит под сомнение возможность такой рекультивации.
При открытых разработках угля в воздух попадает большое количество пыли. Поднимаясь в верхние слои атмосферы, мелкодисперсные пылевые аэрозоли изменяют альбедо (отражательную способность) атмосферы, приводя к заметным климатическим изменениям в блйзлежащих регионах, что влияет иа биоту экосистем.
Подземная добыча угля и открытые его разработки не только изменяют, ландшафт - в районах добычи угля появляются отвалы пустой породы, терриконы, - но и влияют на гидрологический режим подземных вод и водные ресурсы.
Очень водоемкими технологическими процессами в угольной промышленности являются процессы гидродобычи угля в гидрошахтах и гидромеханизированные вскрышки на разрезах, а также процесс мокрого обогащения угля на обогатительных фабриках. В указанных производствах вода используется в качестве технологической и транспортирующей среды. Объем водопотребления объектами угольной промышленнос-ти в 1993 г. составил 335,8 млн м3, при этом предприятия отрасли сбрасывали в поверхностные водоемы загрязненную воду (81% всех промышленных сточных вод, требующих очистки) с болышим содержанием железа, алюминия, кобальта, марганца, сульфатрв, хлоридов и других веществ, а также взвешенных частиц. Отметим, что сброс в поверхностные водоемы шахтных вод, которые так же загрязнены, вообще не предусматривает их очистки.
Загрязнение вод нефтью в про-цессе ее добычи и транспортировки - очень распространенный вид загрязнения. С ростом морской нефте-добычи, которая дает сейчас 20% всей добываемой нефти, усиливается загрязнение моря нефтыо в результате аварий (при испытаниях скважин, повреждениях оборудования скважин и морских нефтехранилищ во время штормов), утечек во время заправки танкеров и перекачки нефти в береговые нефтехранилища, из подводных нефтепроводов.
Большое количество нефти попа дает в море с балластной водой, сбрасываемой танкерами (около 4 млн т ежегодно), и в результате аварий и катастроф танкеров в море (в среднем около 300 случаев в грд). На долю этих источников приходится около 35% всех сбросов нефти в море.
Разливаясь по поверхиости воды тонкой пленкой толщиной в несколько микрон, 1 т нефти может покрыть площадь до 12 км2. Это нарушает газо- и влагообмен между атмосферой и водоемом, играющий большую роль в формировании климата, равновесие в водных экосистемах, создает неблагоприятные условия для функционирования водной биоты.
Молекулярная пленка нефти на поверхности воды уменьшает испарение (на 60%), в результате чего усиливается нагрев водной поверхности и соприкасающихся с ней воздушных масс, которые становятся менее насыщенными водяными парами и, следовательно, дадут меньшее количество осадков.
Даже незначительная, примесь нефти к морской воде (всего 0,01 см3 на 1 л воды) вызывает гибель икры и мальков многих видов рыб.
Но главная угроза загрязнения морских вод нефтью заключается в гибели мельчайших растительных организмов - фитопланктона, составляющего около 90% всего растительного царства Земли, дающего более 10 млрд т биомассы ежегодно и являющегося первым звеном пищевой цепи обитателей моря. Фитопланктон является основным производителем кислорода на земном шаре, вырабатывая за счет фотосинтеза около 70% всего кислорода.
Как показывают исследования, возможно самоочищение морей от нефтепродуктов за счет деятельности отдельных микроорганизмов. Но бактериальное разложение нефти сильно зависит от температуры воды, поэтому в северных морях разлитая нефть сохраняется десятилетиями. Кроме того, на такое самбочищение расходуется большое количество кис-лорода (на бактериальное окисление 1 л нефти требуется такое количество кислорода, какое содержится в 400 000 л морской воды). Уменьшение количества растворенного в воде кислорода угнетает другие виды водной биоты - рыб, тюленей и др. Катастрофичёские разливы нефти в море приводят к уничтожению множества морских птиц (по подсчетам английских орнитологов из-за этого ежегодно габнет более 250 000 птиц).
Загрязнение нефтыо сказывается на жизни таких морских животных, как коралловые полипы. Многочис-ленные наблюдения известного ученого Ж.-И. Кусто показали, что для гибели коралловых полипов достаточно просто следов нефти вблизи них, а с жизнью этих кораллов связаны многие представители морской фауны, их гибель изменяет характер морских течений и становится при-чиной нежелательных геолого-климатических изменений в регионе.
Обнадеживает то, что имеются различные механические, химические и биологйческие методы и способы ликвидации нефтяных загрязнений акваторий. Наряду с экономическим и строгим экологическим контролем они позволяют бороться, с подобным загрязнением воды.
Значителное загрязнение водного бассейна идет с суши через систему рек и подземных вод. Известно, что лишь 30% нефти иоступает в скважину самотеком, дальнейшая добыча нефти возможна лишь при закачивании в соседнюю скважину пара или воды. Объем воды, используемый при нефтедобыче, очень велик: в 1993 г. он составил в России 1002,5 млн м3. Одновременно велик сброс сточных вод в поверхностные водоемы, при этом доля загрязненных вод составила в 1993 г. болеё 60%.
Дополнительный ущерб окружающей среде наносят аварии на магистральных нефтепроводах, которые являются типичными загрязнителями нефтью поверхностных и подземных вод. Загрязнение почв нефтью в местах ее добычи и в районах пролегания нефтепроводов превышает фоновое в десятки раз. В 1993 г. произошло аварийное разлитие нефти на 654-м километре нефтепровода "Красноярск -Иркутск". Площадь нефтяного пятна составила приметно 32 га, средаее содержание нефтепродуктов в районе пятна превысило фоновое в 250 раз, а максимальное - в 850 раз.
В целом в мире потери нефти при нефтедобыче и транспортировке составляют почти 60%.
Большое отрицательное воздёйствие предприятия нефтедобычи и транспортировки оказывают на состояние атмосферного воздуха. В1993 г. произошел прорыв нефтепровода в Новокуйбышевске, что привело к значительному загрязнению воздуха этилбеизолом (более 300 ПДК*).
*ПДК (предельно допустимая концентрация) - пределыюе количество вредного вещества в окружающей среде, не влияющее на здоровье человека. Существуют нормативы ПДК для различных поллютантов. В частности, для этилбензола ПДК составляет 0,01 мг/л. Если концентрация этилбензола равна З мг/л, то говорят, что содержание этилбензола составляет 30 ПДК
Общий объем вредных выбросов в атмосферу составил в 1993 г. 1862,7 тыс т. Характерными поллютантами при нефтедобыче, кроме попутного газа, являются прежде всего различного рода углеводороды (48% от суммарного выброса этих веществ в атмосферу), оксид углерода (30%), твердые вещества (2%).
Важным топливно-энергетическим ресурсом является природный газ. К сожалению, работа предприятий газодобывающей промышленности сопровождается выбросами в атмосферу оксида углерода (28,1% от суммарного выброса в атмосферу антропогенного характера), углеводородов (25,1%), оксидов азота (7,1), диоксида серы (7,1%). Сброс загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы в 1993 г. составил4,3 млн м3, или 20,4% от общего сброса сточных вод в водоемы предприятиями отрасли.
К числу важных задач сохранения запасов исчерпаемых природных ресурсов относится проблема использования попутного нефтяного газа, который может стать допблнительным сырьем в энергетике. Ежегодно теряется, сжигается в факе-лах около,7,1 млрд м3 попутного нефтяного газа (около 20% от из-влекаемого).
Все вышесказанное свидетельствует о негативном влияиии на воздушный и водный бассейны Земли процессов добычи первичных энергоресурсов.
Еще большее воздействие на ок-ружающую среду оказывают такие предприятия энергетики, как ТЭС, ГЭС и АЭС. Так называемая собственно энергетика являегся наиболее крупным источником выбросов вредных веществ в атмосферу (36,6% от всех промышленных выбросов в России). Кроме того, эти предприятия потребляют огромное количество чистой пресной воды (99% воды, идущей на промышленные нужды, используется на производство электрической и тепловой энергии). Велик и объем сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы этими энергетическими объектами.