Промышленное производство и качество окружающей среды

Там, где частные производства бесконтрольно сбрасывают стоки, остается угроза опасного для жизни загрязнения морских и пресных вод. И, тем не менее, пути к решению водной проблемы есть. Необходимы строгий государственный контроль, совершенствование системы очистки промышленных стоков. Учитывая темпы развития промышленности, специалисты подсчитали, что к 2000 г. на разбавление очищенных стоков нужно будет использовать всю речную воду планеты. Выход из создавшегося положения заключается главным образом в изменении технологических процессов, а именно в ряде областей промышленности необходим переход на маловодные и безводные технологии и к оборотному водоснабжению, создаваемому по типу замкнутого цикла. Положительные результаты этих мер известны. Несмотря на значительный рост химических производств в России, потребление воды в этой отрасли в 1990 г. осталось на уровне 1978 г. благодаря введению оборотного водоснабжения. На новых нефтеперерабатывающих заводах экономия воды в результате оборотного водоснабжения достигла 92%, уменьшилось загрязнение их рек, как Волга и Урал.

В настоящее время многое делается для уменьшения промышленных выбросов в атмосферу. Но, тем не менее, этот вид загрязнения раньше других приобрел глобальные масштабы и наиболее ощутим. С ним люди, в первую очередь обитатели городов, сталкиваются ежедневно. Содержащиеся в загрязненном воздухе вредные вещества неизбежно поступают в организм. Грязную воду вы можете не пить, отложив эту потребность на несколько часов. Отложить необходимость в очередном вдохе невозможно даже на несколько минут и вынуждены вдыхать загрязненный воздух.

Основные источники загрязнения атмосферы - промышленные предприятия, тепловые электростанции и транспорт.

Ежегодно в атмосферу нашей планеты выбрасывается 200-250 млн. т золы, до 60 млн. т сернистого газа, 280-300 млн. т оксида углерода и сотни миллионов тонн других веществ, опасных для здоровья человека. По существующим прогнозам развития мировой экономики, к 2000 г. по сравнению с 1965 г. будет сжигаться каменного угля в 2-2,5, нефти - в 3-3,5, леса - в 1,5-1,8 раза больше. Усилению загрязнения атмосферы будет способствовать, в связи с истощением запасов топлива, сжигание все более низкокачественных углей, содержащих большое количество различных примесей, в первую очередь серы.

Промышленные выбросы не только влияют на здоровье людей, разрушают материалы и оборудование, но и снижают продуктивность сельского и лесного хозяйства. Урожайность полей в зоне действия предприятий цветной металлургии на 40-60% ниже, чем за пределами этой зоны. Суммарные убытки от загрязнения воздуха в США в 1970 г. составили 12,3 млрд. долларов. О возрастающем влиянии загрязнения на экономику промышленно развитых стран говорят следующие цифры. В Японии удельный вес экономического ущерба в результате загрязнения среды в 1955 г. составил 0,2% национального дохода, а в 1970 г. уже достиг 13,8%.

Большую тревогу в последние годы вызывают называемые кислотные дожди. Они выпадают в результате конденсации сернистого ангидрида и окислов азота, попадающих в атмосферу с промышленными выбросами, в первую очередь тепловых электростанций и металлургических заводов. Выпадать эти дожди могут за тысячи километров от источников их возникновения. От них гибнут леса, становятся безжизненными озера, теряет плодородие почва. Так, например, промышленность США "экспортирует" кислотные дожди в Канаду, им же путем промышленность Рурского бассейна отравляет озера Швеции и Норвегии.

Загрязнение окружающей среды влияет на человека, животных и растения не только непосредственно, вызывая те или иные заболевания или угнетение жизнедеятельности. Многие из синтезируемых химической промышленностью веществ (а число их очень быстро возрастает) являются мутагенами, т. е. вызывают наследственные изменения организмов - мутации. Большинство этих изменений крайне неблагоприятно. Наиболее опасными мутагенами являются радиоактивные вещества, излучения которых даже в самых малых дозах вызывают мутации. Радиоактивными являются отходы атомной промышленности, требующие специального захоронения, и вещества, образующиеся в результате испытаний атомного и термоядерного оружия. Действие их проявляется в виде ряда передающихся по наследству заболеваний, уродств и других дефектов развития. В настоящее время в ряде промышленно развитых стран около 10% новорожденных имеют такие дефекты. Число их увеличивается, и дальнейшее загрязнение биосферы мутагенами, по мнению ряда ученых, может привести человечество на грань "генетической, катастрофы".

Следует подробнее остановиться на повышении содержания углекислого, газа в атмосфере, которое имеет глобально-экологическое значение и в значительной мере определяет климатические условия на планете. Дело в том, что молекулы углекислого газа пропускают к поверхности Земли солнечные лучи (коротковолновое излучение), но задерживают идущее от Земли (длинноволновое) тепловое излучение. Таким образом, создается называемый парниковый эффект, и температура атмосферы повышается.

В последние десятилетия наблюдается антропогенное, (вызванное деятельностью человека), увеличение содержания углекислоты в атмосфере. Так, за 20 лет этот прирост составил 0,002% и при этом температура атмосферы повысилась в среднем на 0,2° С. Много это, или мало? Подсчитано, что при современной скорости повышения содержания углекислоты к началу XXI в. ее концентрация в атмосфере достигнет 0,04-0,05%, а средняя температура повысится на 1°С, Этого будет достаточно, чтобы растаяло такое количество полярных льдов, при котором уровень Мирового океана повысится на 1,5 м. Окажутся частично затопленными многие приморские города и низменности, уйдут под воду плодородные долины, переместятся устья рек, изменится климат, начнется смещение природных зон на планете. Если и в дальнейшем количество поступающей углекислоты не уменьшится, то процесс таяния льдов Арктики и Антарктиды будет продолжаться. А когда этот процесс завершится, то уровень Мирового океана повысится на 65 м и уйдет под воду 10% современной суши.

Насколько вероятна такая перспектива? К сожалению, многие специалисты считают такой прогноз достаточно обоснованным, хотя есть и совершенно иные взгляды. В истории нашей планеты были периоды активной вулканической деятельности с обильными выбросами углекислого газа и более теплым климатом; были, как известно, и периоды похолоданий, вызывавших оледенения целых континентов. Последний из них закончился уже в четвертичном периоде 12-13 тыс. лет назад. Следовательно, современное климатическое и экологическое равновесие на Земле нельзя считать устойчивым, и вносимые человеком изменения в окружающую среду оказываются достаточными, чтобы сдвинуть их.

"Наша планета очень  ранима",- писал Тур Хейердал, и  это действительно так. Планетарная  экологическая система-биосфера  едина, и разные воздействия человека  на ее состояние могут взаимно  усиливаться. Это относится и  к парниковому эффекту. Кроме  прямого повышения содержания  углекислого газа за счет выбросов  развитию его способствует и  вырубка лесов - основного потребителя  атмосферной углекислоты, и нефтяное  загрязнение океана, снижающее фотосинтез  водорослей. Сюда же присоединяется  и непосредственная антропогенная термофикация или, как иногда говорят, "тепловое загрязнение" водоемов. Дело в том, что тепловые и атомные электростанции, роль которых в производстве энергии будет возрастать, сбрасывают большое количество теплых вод. Так, например, к 2000 г. 1/3 годового стока рек США должна проходить через конденсаторы электростанций для их охлаждения.

 

1.3.Пути разрешения экологических проблем

 

  Каждая из обсуждающихся здесь глобальных проблем  имеет свои варианты частичного или более полного решения, существует некий набор общих подходов к решению проблем окружающей среды.

         Меры улучшения качества окружающей  среды:

1.Технологические:

• разработка новых технологий
• очистные сооружения
• замена топлива
• электрификация производства, быта, транспорта

2.Архитектурно-Планировочные  мероприятия:

• зонирование территории населенного пункта
• озеленение населенных мест
• организация санитарно-защитных зон

3.Экономические

4.Правовые:

• создание законодательных актов по поддержанию
• качества окружающей среды

5.Инженерно-организационные:

• уменьшение стоянок автомобилей у светофоров
• снижение интенсивности движения транспорта на перегруженных автомагистралях

   Кроме этого, за  последнее столетие человечество  разработало ряд оригинальны способов борьбы с экологическими проблемами. К числу таких способов  можно отнести возникновение и деятельность разного рода “зеленых”  движений и организаций. Кроме “Green Peacea”, отличающегося размахом своей деятельности, существуют аналогичные организации непосредственно проводящие природоохранные акции. Также есть другой тип экологических организаций: структуры, которые стимулируют и спонсируют природоохранную деятельность(Фонд дикой природы).

   Кроме разного  рода объединений в сфере  решения  экологических проблем, существует  целый ряд государственных или  общественных природоохранных инициатив:  природоохранное законодательство  в России и других странах  мира, различные международные соглашения  или система “Красных книг”.

  В числе важнейших  путей решения экологических  проблем большинство исследователей  также выделяет внедрение экологически  чистых, мало-  безотходных  технологий, строительство очистных сооружений, рациональное размещение производства  и  использование природных ресурсов.

 

 

 

 

2.Авария на  АЭС Фукусима 1

 

Авария на АЭС Фукусима-1 — крупная радиационная авария (по заявлению японских официальных лиц — 7-го уровня по шкале INES), произошедшая 11 марта 2011 года в результате сильнейшего землетрясения в Японии и последовавшего за ним цунами.

В момент землетрясения три работающих энергоблока были остановлены действием системы аварийной защиты, которая сработала в штатном режиме. Однако спустя час было прервано электроснабжение (в том числе и от резервных дизельных электростанций), предположительно из-за последовавшего за землетрясением цунами.

Электроснабжение необходимо для отвода остаточного тепловыделения реакторов, которое, согласно формуле Вэя — Вигнера, в первые секунды составляет около 6,5 % от уровня мощности до останова, через час — примерно 1,4 %, через год — 0,023 %. Сразу после потери резервных дизельных электростанций владелец станции, компания TEPCO, заявила правительству Японии об аварийной ситуации. С этого момента работа на площадке АЭС была сфокусирована на решении проблемы электроснабжения аварийных систем, для чего на станцию решили доставлять мобильные силовые установки для замещения неработающих дизелей.

Без достаточного охлаждения во всех трёх работавших до аварийного останова энергоблоках начал снижаться уровень теплоносителя и стало повышаться давление, создаваемое образующимся паром. Первая серьёзная ситуация возникла на энергоблоке № 1. Для недопущения повреждения реактора высоким давлением пар сбрасывали в гермооболочку, в которой давление возросло до 840 кПа при расчётном значении в 400 кПа. Чтобы гермооболочка не разрушилась, пар пришлось сбрасывать в атмосферу, при этом TEPCO и МАГАТЭ заявили, что он будет фильтроваться от радионуклидов. Давление в гермооболочке удалось сбросить, однако при этом в обстройку реакторного отделения проникло большое количество водорода, образовавшегося в результате оголения топлива и окисления циркониевой оболочки тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) паром (пароциркониевая реакция).

Вид сверху на станцию (1975 год). Цифрами помечены энергоблоки (энергоблок № 6 в стадии строительства)

 

         На момент аварии на энергоблоках находилось следующее количество топливных сборок:

		Энергоблок 1	Энергоблок 2	Энергоблок 3	Энергобк 4	Энергоблок 5	Энергоблок 6
В реакторах		400	548	548	0	548	764
В бассейнах	Отработавших	292	587	514	1331	946	876
	Свежих	100	28	52	204	48	64

 

На следующий день 12 марта в 6:36 на первом энергоблоке АЭС произошёл взрыв, в результате которого обрушилась часть бетонных конструкций. Причина взрыва — образование водорода в результате пароциркониевой реакции при высоких температуре и паросодержании. Корпус реактора не пострадал, была разрушена внешняя оболочка блока из железобетона. Четыре человека, принимавшие участие в работах на станции, получили ранения и были направлены в больницы.

Уровень радиации на границе промплощадки станции сразу после взрыва достиг 1015 мкЗв/час, через 4 минуты — 860 мкЗв/час, через 3 часа 22 минуты — 70,5 мкЗв/час. 13 марта правительство Японии сообщило о сложной ситуации на блоке № 3 — вышла из строя система его аварийного охлаждения, которая должна была заработать при снижении уровня теплоносителя ниже определённой уставки. Имелись предварительные данные, что ТВЭЛы по высоте частично находились или находятся выше уровня воды. Существовала угроза взрыва водород.

14 марта  произошёл взрыв водорода на третьем энергоблоке станции по тем же причинам, что и на первом. В результате ранения получили 11 человек.  Гермооболочка и корпус реактора, по сообщению японских официальных лиц, не были повреждены. На блоках 1 и 2 начались работы по восстановлению аварийного электроснабжения с помощью мобильных силовых установок. Продолжалась подача морской воды с борной кислотой для охлаждения реакторов блоков 1 и 3. На блоке 2 отказала система аварийного охлаждения, и TEPCO уведомило о начале такой же аварийной ситуации, как и на блоках 1 и 3. После отказа системы охлаждения, на блоке 2 началась операция по охлаждению морской водой с борной кислотой, аналогичная проводимой на 1 и 3 блоках. Однако в процессе работ отказал предохранительный клапан сброса пара из реактора, и из-за возросшего давления, подача воды стала невозможной. Активная зона на некоторое время оголилась полностью, часть ТВЭЛов, вероятно, оказались серьёзно повреждены. Однако функции клапана удалось восстановить, что позволило сбросить давление и продолжить охлаждение морской водой.