ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ. Экзаменационный билет 12 Технологическая характеристика тэс и ее влияние на качество окружающей среды
 Скачать 63.16 Kb.
|
|
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №12 1.Технологическая характеристика ТЭС и ее влияние на качество окружающей среды. В России более 90% существующего потенциала электроэнергетики составляют ТЭС (тепловые электрические станции) – электростанции вырабатывающие электроэнергию в результате преобразование тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. ТЭС - основной вид электрических станций. Среди ТЭС преобладают тепловые паротурбинные электростанции (ТПЭС), на которых тепловая энергия используется в парогенераторе для получения водяного пара высокого давления, приводящего во вращение ротор паровой турбины, соединенный с ротором электрического генератора. Крупные ТПЭС конденсационного типа, отпускающие потребителям только электрическую энергию и не использующие тепло отработавшего пара называются ГРЭС (Государственные районные электрические станции). На ГРЭС вырабатывается около ⅔ электроэнергии, вырабатываемой на ТЭС. Тяготея одновременно к источникам топлива и к местам потребления электроэнергии, они обладают самым широким распространением. Особенно выделяются своими размерами ГРЭС: Сургутская № 2 (4,8 млн кВт), Рефтинская (3,8 млн кВт) и Костромская (3,6 млн кВт). Ряд тепловых электростанций действует на углях открытой добычи: канско-ачинском — Березовская ГРЭС-1 (проектная мощность 6,4 млн кВт), южноякутском — Нерюнгринская ГРЭС, забайкальском — Харанорская и Гусиноозерская ГРЭС, а также на попутном газе — Сургутские ГРЭС-1 и 2. Продолжается сооружение новых ГРЭС: Нижневартовской и Уренгойской (Западная Сибирь), Березовской-2 (Восточная Сибирь). Тепловые конденсационные электростанции строят по возможности ближе к местам добычи топлива, удобным для водоснабжения. Их выполняют из ряда блочных агрегатов: котел — турбогенератор — повышающий транформатор. Коэффициент полезного действия КЭС составляет 32-40 %. Они существенно влияют на окружающую среду — загрязняют атмосферу, изменяют тепловой режим источников водоснабжения. Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ),в отличие от КЭС, привязаны только к потребителям, так как радиус передачи тепла (пара, горячей воды) невелик (максимум — 10—12 км). ТЭЦ представляет собой установку по комбинированному производству электроэнергии и тепла, в связи с чем коэффициент полезного использования топлива повышается до 50 % против 30—35 % на КЭС. Максимальная мощность ТЭЦ меньше, чем КЭС, но на некоторых из них уже превышен рубеж 1 млн. кВт (ТЭЦ-21, 22 и 23 Мосэнерго и Нижнекамская ТЭЦ). Теплофикационные электростанции строят вблизи потребителей тепла, при этом используется обычно привозное топливо. Работают эти электростанции наиболее экономично (коэффициент использования тепла достигает 60...70 %). Охлаждающая вода под действием насоса 7 (рисунок 7.1) циркулирует по замкнутому контуру, в который включен потребитель теплоты. Температура воды на выходе из конденсатора несколько ниже температуры конденсата tn, но достаточно высокадля обогрева помещений. 1 — котел; 2 — пароперегреватель; 3 — генератор; 4 — турбина; 5 — конденсатор; 6 — потребитель Рисунок 7.1 - Схема простейшей теплофикационной установки Конденсат при температуре tn забирается насосом 8 и после сжатия подается в котел 1. Охлаждающая вода нагревается за счет теплоты конденсирующего пара и под напором, создаваемым насосом 7, поступает в отопительную систему 6. В ней нагретая вода отдает теплоту окружающей среде, обеспечивая необходимую температуру помещений. На выходе из отопительной системы охлажденная вода вновь поступает в конденсатор и в нем опять нагревается поступающим из турбины паром. Дымовые газы ТЭС удаляются в атмосферу через дымовые трубы высотой 150-360 метров. Выбросы классифици руются в зависимости от размеров частиц: пыль - твердые частицы размером от 1 до 150 мкм, туман- твердые или жидкие частицы величиной 0,2-1.0 мкм, дым- частицы 0, 001-0,1 мкм, аэрозоли- в основном скопления газообразных молекул размером от сотых долей до десятков микрометров. При сжигании топлива на ТЭС вся его масса превращается в твердые, жидкие и газообразные отходы. Данные о выбросах главных загрязнителей воздуха – аэрополлютантов при работе ТЭС приведены в таблице 7.1 В зависимости от исходного топлива продукты сгорания содержат окислы азота, окислы углерода, оксиды серы, углеводороды, пары воды и другие вещества, в твердом, жидком и газообразном состоянии. Таблица 7.1 - Содержание загрязняющих веществ в дымовых газах ТЭС мощностью 1000 Мвт на разных видах топлива, г/кВт∙час
Совершенствование технологических процессов направлено на снижение образования вредных выделений в источнике их образования, либо их исключение. Поддержание оптимального режима горения способствует значительному сокращению выбросов окиси углерода 3,4-бенз(а)пирена, углеводородов, экономии топлива. Наиболее важными параметрами, обеспечивающими полноту сгорания топлива, являются температура и коэффициент избытка воздуха, характеризующий отношение подаваемого в топку воздуха к стехиометрически необходимому для полного сгорания. При этом чрезмерное увеличение температуры и коэффициента избытка воздуха приводит к увеличению выбросов окислов азота, а недостаток — к увеличению выброса углеводородов, в т.ч. 3,4-бенз(а)пирена и оксидов углерода. Поэтому на практике выбираются оптимальные температуры и коэффициенты избытка воздуха. Для этого проводятся наладочные работы, завершающиеся составлением режимной карты, определяющей требования к конкретным технологическим параметрам процесса сжигания топлива. Выбор технологии сжигания топлива имеет решающее значение для образования в этом процессе оксидов азота. Присутствующая в топливе органическая и колчеданная сера сгорают, образуя токсичный сернистый ангидрид и (в небольших количествах) ещё более токсичный серный ангидрид, которые включаются в состав отходящих газов. Сульфатная сера в горении участия не принимает и может быть отнесена к балласту топлива. Протекание реакций образования оксидов серы зависит от вида топлива, компоновки топки и состояния поверхностей нагрева. По мере увеличения избытка воздуха нарастание образования серного ангидрида идет линейно. Присутствие угарного газа в продуктах сгорания топлива является следствием такой организации процесса, когда не обеспечивается поступление необходимого количества кислорода. При наличии достаточного количества свободного кислорода вся образовавшаяся окись будет доокисляться до углекислого газа. В изучении взаимодействия продуктов сгорания органических топлив на окружающую среду, в частности, на атмосферный воздух, важное значение имеет выявление закономерностей образования канцерогенных веществ, наличие которых определяется индикацией бенз(а)пирена. Последний присутствует в продуктах сгорания в разных агрегатных состояниях и может выпадать в виде капель жидкости или желтых иглообразных кристаллов. Содержание бенз(а)пирена существенно зависит от типа котла, горелок, коэффициента избытка воздуха и нагрузки котла. Особенностью сжигания твердых топлив является существование нескольких последовательных стадий горения: нагревание, подсушивание, возгонка летучих веществ и образование кокса, горение летучих веществ и кокса. Определяющей является последняя стадия – выгорание основной горючей составляющей. В зависимости от вида угля допускается грубый помол (бурые и маловлажные каменные) или пылеприготовление. ТЭС на твердом топливе имеет дополнительно цех пылеприготовления, золо- и шлакоотвалы, что обуславливает загрязнение атмосферного воздуха золой и угольной пылью и изъятие дополнительных площадей под отвалы, сопровождающееся загрязнением почв и воды близкорасположенных поверхностных водных объектов. Электростанция мощностью 1000 МВТ, работающая на угле, ежегодно выбрасывает в атмосферу 36 млрд. м3 отходящих газов, 100 млн. м3 пара, 360 тыс. т золы и 5 млн. м3 сточных вод с содержанием примесей от 0,2 до 2 г/л. Дополнительным источником загрязнения служат системы гидрозолоудаления. ТЭЦ средней мощности занимает 200 — 300 га, а площадь шлако- и золоотвала через 10 лет эксплуатации достигает 800 — 1000 га. Содержание микроэлементов в золе ТЭЦ значительно превышает их среднее содержание в земной коре — например, мышьяка — в 100 раз, бериллия — в 60 раз. Многочисленные золоотвалы являются источником загрязнения поверхностных и подземных вод, например, сильно загрязнены подземные воды в районе Курска, Нижнего Новгорода и др. (источники загрязнения — ТЭЦ). Кроме указанных веществ, в твердых, жидких и газообразных отходах ТЭС содержатся углеводороды, сульфаты, хлориды, фосфаты, фтористые соединения, соли тяжелых металлов. В среднем в топливной теплоэнергетике на одну тонну условного топлива приходится до 150 кг загрязнителей воздуха, воды и почвы. Всего ТЭС мира выбрасывают за год около 700 млн. т загрязнителей различных классов опасности, в том числе около 400 млн. т аэрополлютантов. Радиоактивные загрязнения от сжигания каменного угля обусловлены выбросом в атмосферу содержащихся в нем радионуклидов калия-40 и членов рядов урана-238 и тория-232. При сжигании угля происходит концентрирование радионуклидов в золе, которая проходит через фильтрующие системы, и шлаке. В регионах, где уголь используется в индивидуальных домах для обогрева и приготовления пищи, вынос золы особенно велик из-за отсутствия фильтрующих систем. 2.Экологическая ситуация на территории России. Зоны экологического Закон Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» устанавливает, что: Участки территории РФ, где в результате хозяйственной или иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей природной среде, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных экологических систем, генетических фондов растений и животных, объявляются зонами чрезвычайной экологической ситуации (ЗЧЭС); Участки территории РФ, где в результате хозяйственной или иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения окружающей природной среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, разрушение естественных экологических систем, деградацию флоры и фауны, объявляются зонами экологического бедствия (ЗЭБ). Придание определенным территориям статуса ЗЧЭС и ЗЭБ должно повлечь за собой централизованные меры социально-экономической реабилитации, включая меры по спасению населения. Большое число территорий, подпадающих под признаки ЗЧЭС и ЗЭБ, требует больших затрат и разработки вполне определенных количественных критериев объективного выделения и определения границ ЗЧЭС и ЗЭБ, а также норм экологической безопасности и социально-экономической реабилитации. Тяжелая экологическая ситуация во многих регионах России вызвала необходимость районирования территории страны по признакам экологической напряженности. Оно характеризуется следующими основными особенностями для разных регионов РФ: Кольский полуостров. Нарушение земель горными разработками, истощение и загрязнение вод суши, загрязнение атмосферы, деградация лесных массивов и естественных кормовых угодий, нарушение режима особо охраняемых природных территорий; район проведения ядерных взрывов и захоронения РАО. Новая Земля. Радиационное загрязнение островов и прилегающих частей Баренцева и Карского морей. Московский регион. Глубокое техногенное преобразование ландшафтов. Загрязнение атмосферы, истощение и загрязнение вод суши, утрата продуктивных земель, загрязнение почв, деградация лесных массивов. Зона влияния аварии на Чернобыльской АЭС. Радиационное поражение территории, загрязнение атмосферы, почв и вод. Среднее Поволжье и Прикамье. Истощение и загрязнение вод, нарушение земель горными разработками, эрозия почв, оврагообразование, загрязнение атмосферы, сокращение площадии деградация лесных массивов. Северный Прикаспий. Нарушение земель разработками нефти и газа, истощение и загрязнение вод суши, загрязнение моря, истощение рыбных ресурсов, деградация естественных кормовых угодий, вторичное засоление и дефляция почв, загрязнение атмосферы, нарушение режима особо охраняемых территорий. Рекреационные зоны побережий Черного и Азовского морей. Истощение и загрязнение вод, загрязнение морей, загрязнение атмосферы, снижение и потеря природно-рекреационных качеств ландшафтов, нарушение режима особо охраняемых территорий. Промышленная зона Урала. Нарушение земель горными разработками, загрязнение атмосферы, загрязнение и истощение вод, загрязнение почв, утрата продуктивных земель, деградация лесных массивов, радиоактивное загрязнение. Нефтепромысловые районы Западной Сибири. Нарушение земель разработками нефти и газа, деградация оленьих пастбищ, загрязнение почв и вод, истощение рыбных ресурсов и промысловой фауны, нарушение режима особо охраняемых территорий. Алтай. Загрязнение атмосферы, почв и вод, деградация пастбищ степной зоны и ценных лесных массивов; зона комплекса последствий испытаний ядерного оружия в районе Семипалатинска. Кузбасс. Нарушение земель горными разработками, загрязнение атмосферы, истощение и загрязнение вод, загрязнение почв, утрата продуктивных земель, дефляция почв. Норильский промышленный район. Нарушение земель горными разработками, загрязнение воздуха, почв и вод, нарушение мерзлотного режима почвогрунтов, деградация лесных массивов. Район озера Байкал. Загрязнение вод и атмосферы, истощение рыбных ресурсов, деградация лесных массивов, оврагообразование, нарушение мерзлотного режима почвогрунтов, нарушение режима особо охраняемых территорий. К началу 1997 г. в РФ зарегистрировано более 400 территорий и пунктов, имеющих признаки ЗЧЭС и ЗЭБ. Их общая площадь составляет около 2 млн. км2 (т.е. около 12 % территории РФ), а население — не менее 35 млн. чел. Разработанные в 1992 г. «Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления ЗЧЭС и ЗЭБ» включают сотни показателей, но не ранжируют их приоритетность, количественную весомость и не содержат методики объективного обобщения. Двум категориям зон экологического поражения приписаны разные количественные характеристики, для ЗЧЭС — меньшие, для ЗЭБ — большие. Это подразделение условно и отражает представление о медленном, постепенном развитии экологического поражения. Однако с позиций практического реагирования это неправильно, так как, например, чрезвычайная экологическая ситуация при крупной аварии с выбросом вредных продуктов возникает немедленно, еще до того, как появляются признаки экологического поражения. Но в то же время известно, что подлинные экологические бедствия антропогенной природы часто развиваются до того, как люди начинают ощущать их на себе. Квалификация экологического поражения должна базироваться не на происходящих или уже наступивших губительных изменениях, а на уровнях реальной угрозы, вероятности поражения, т.е. на концепции риска. Именно концепция риска лежит в основе превентивной экологической стратегии и позволяет заменить условные градации экологической угрозы дифференцированными численными значениями. Наибольшую экологическую опасность представляют техногенные катастрофы, которые сопровождаются выбросом вредных химических веществ и катастрофы с выбросом радиоактивных материалов в окружающую среду. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №13 1.Виды воздействия АЭС на состояние окружающей среды. Известны следующие виды воздействия ЯТЦ на окружающую среду:1. Расход природных ресурсов (земельные угодья, вода, сырье для основных фондов ЯТЦ и т.д.). При добыче и переработке урановой руды отчуждаются значительные земельные площади для размещения пустой породы. На каждый ГВт энергии, получаемой на атомной станции, образуется несколько миллионов тонн пустой породы.Большая часть земельных угодий, расходуемых при переработке руды, приходится на пруды - хвостохранилища, куда поступает около 10 т на 1 ГВт (эл.) в год хвостовых растворов.Расход воды предприятий ЯТЦ обусловлен необходимостью охлаждения технологического оборудования и применения в технологиях. Максимальное водопотребление на единицу электроэнергии приходится на охлаждение оборудования и предприятия по обогащению изотопов урана. Затраты материалов составляют в ЯТЦ примерно 16000 т на 1 ГВт (эл.).2. Тепловое загрязнение окружающей среды. Тепловые сбросы имеют место на всех стадиях ЯТЦ, достигая максимальных значений на АЭС, где мощность тепловых сбросов достигает 2 ГВт на каждый ГВт электрической мощности при 33 % КПД. Тепловые сбросы АЭС вносят вклад в антропогенное поступление тепла в биосферу и в приближение к предельно допустимому уровню антропогенных сбросов тепловой энергии, равному в среднем 2 Вт/м 2. Этот предел рассчитан из принципа недопущения изменения среднегодовой температуры на 1°С.3. Выброс загрязняющих веществ химической природы в окружающую среду. Он имеет место на всех стадиях цикла, достигая максимальных размеров на предприятиях по переработке руды со сбросами хвостовых растворов и при сжигании органического топлива на предприятиях цикла и ТЭЦ, обеспечивающих его энергией.4. Радиоактивное загрязнение окружающей среды. Важнейшей особенностью ЯТЦ является то, что в процессах производства энергии на АЭС и переработки отработанного топлива образуется большое количество опасных искусственных радионуклидов. Основная часть радиоактивных отходов ЯТЦ имеет высокую удельную активность. Некоторые из радионуклидов имеют значительные (от сотен до миллионов и более лет) периоды полураспада. Это предопределяет необходимость надежной изоляции высокоактивных отходов ЯТЦ от биосферы.Наиболее значимый вклад в загрязнение биосферы дают долгоживущие радионуклиды 14С, 85Kr, 3T, 131J. Это обусловлено высокой миграционной способностью, приводящей к их рассеиванию на большие расстояния за время, меньшее периодов полураспада. Из всего количества четырех радионуклидов, поступающих в биосферу с отходами ЯТЦ, до 70 – 80 % 14С приходится на стадию переработки облученного топлива на радиохимическом заводе, остальная часть — на АЭС. 99 % 85Кг, 3Т, 129I выбрасывается при переработке топлива и около 1 % — с АЭС.2. Сточные воды предприятий химической промышленности. Применение и получение в различных технологических процессах разнообразных химических продуктов (исходных, промежуточных и конечных) обусловливает образование сточных вод, загрязненных всевозможными органическими и неорганическими соединениями. Наличие в сточных водах взвешенных, способных к полимеризации и накипеобразованию веществ, может привести к засорению трубопроводов и коллекторов, а поверхностно-активных веществ - к интенсивному пенообразованию. Ниже приведены характерные загрязнения и их источники. Многие технологические процессы характеризуются периодическим возникновением и залповыми сбросами сточных вод. Сточные воды, образующиеся в технологических процессах, классифицируют по происхождению и свойствам: 1. Реакционные воды характерны для реакций, протекающих с образованием воды. Они загрязнены исходными веществами и продуктами реакции; 2. Во многих видах сырья (например, в угле, нефти, сланцах) содержится свободная или связанная вода.Впроцессе технологической переработки она загрязняется различными веществами. Так, угли Канско-Ачинского бассейна содержат до 40 % влаги, которая в результате термической обработки углей загрязняется фенолами и другими органическими веществами; Таблица 7.7 – Состав сточных вод, образующихся на предприятиях химической промышленности
3. При использовании воды в технологических процессах для промывания сырья и продуктов образуются промывные воды; 4. Маточные водные растворы появляются в процессах получения или переработки продуктов в водных средах. Так, в результате суспензионной полимеризации стирола в водной среде образуются сточные воды, загрязненные стиролом, частицами полимеров, стабилизатором суспензии и т. п. В процессе кристаллизации из раствора образуются сточные воды, загрязненные минеральными веществами и др; 5. При использовании воды в качестве экстрагента или абсорбента возникают водные экстракты и абсорбционные жидкости, содержащие значительные концентрации химических веществ. Особенно в больших количествах абсорбционные жидкости образуются при мокрой очистке газов (в скрубберах, пенных и других абсорбционных аппаратах и устройствах); 6. Осаждающие водыиспользуют на химических предприятиях для охлаждения продуктов и аппаратов. Это воды, не соприкасающиеся с технологическими продуктами; 7. Другие виды сточных вод образуются при работе вакуум-насосов, барометрических конденсаторов смешения, при гидрозолоудалении, конденсации паров воды, а также после мытья оборудования, тары, помещений и др. Атмосферные осадки на территории, прилегающей к химическим предприятиям, также могут быть загрязнены химическими веществами. Все сточные воды выводятся с территории химических предприятий по канализационной сети закрытых трубопроводов и каналов. Во избежание смешения сточных вод разных составов, как правило, применяется полная раздельная система их канализации. Обычно в самостоятельные потоки выделяются следующие виды сточных вод: - незагрязняющиеся в процессе производства (после охлаждения аппаратуры, некоторые конденсаты и т. п.); - коррозионноактивные (кислые и щелочные); - высокоминерализованные; - загрязненные органическими веществами; - содержащие ценные компоненты, извлечение которых экономически целесообразно; - содержащие нефтепродукты и масла; - содержащие дурно-пахнущие, особо токсичные, пожаро- или взрывоопасные примеси; - дождевые воды; - бытовые воды и др. В общей доле загрязненных стоков доля химической и нефтехимической промышленности составляет 21,4 %. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №14 1. Основным проблемы радиационной безопасности при работе ЯТЦ в штатном режиме. К основным проблемам радиационной безопасности для окружающей среды при работе ЯТЦ в штатном режиме можно отнести следующие: 1.Возможное увеличение отрицательных последствий за счет стохастических эффектов, особенно в зонах влияния действующих АЭС. 2. Влияние инертных газов на биоту. Известно, что радиоактивный йод концентрируется в щитовидной железе. Другие изотопы, еще недавно считавшиеся безвредными, накапливаются в клеточных структурах — хлоропластах, митохондриях, клеточных мембранах. Их влияние на метоболизм еще предстоит выяснить. 3. Нерегулируемый выброс радионуклида криптона-85 в атмосферу от АЭС и предприятий по переработке отработанных ТВЭЛ. Уже сейчас ясна его роль в изменении электропроводности атмосферы и формировании парникового эффекта. Сейчас его содержание в миллионы раз превышает содержание в доядерную эпоху и прибывает на 5 % ежегодно. 4. Накопление в пищевых цепях трития. Он связывается протоплазмой клеток и тысячекратно накапливается в пищевых цепях. При распаде он превращается в гелий и испускает сильное b - излучение, вызывая генетические нарушения. Содержание трития в хвое деревьев в районе дислокации АЭС (США) в десятки раз выше, чем в удалении от них. 5. Накопление углерода-14 в биосфере. Предполагается, что оно ведет к резкому замедлению роста деревьев. Такое замедление роста фиксируется на Земле повсеместно и может быть связано с 25 % увеличением содержания С-14 в атмосфере по сравнению с доядерной эпохой. 6. Образование трансурановых элементов. Особенно опасным является 239 Pu. В последние годы, особенно после аварии на Чернобыльской атомной станции 26.04.86, большое внимание уделяется последствиям радиационного воздействия от нештатных ситуаций на объектах атомной промышленности. Например, в РФ имеется около 1 млн. км2 радиационно-загрязненных территорий, на которых проживает около 10 млн. чел. В результате Чернобыльской аварии в атмосферу за счет двух «залповых» выбросов и последующего 10-суточного истечения газо-аэрозольной струи поступило 1,85 ЭБк продуктов ядерного деления и наведенной активности, были загрязнены все компоненты окружающей среды. Спустя 12 лет после аварии основным определяющим степень опасности для человека радионуклидом является цезий-137, которым загрязнено 57650 км2 с плотностью более 1 Ки/км2. Исследованиями было установлено, что доза внутреннего облучения населения формируется, главным образом, за счет цезия-137, в меньшей мере — стронцием-90. Радиоактивные отходы можно изолировать в специальных толстостенных могильниках. Хранилища отработанного ядерного топлива должны располагаться в таких местах, где заведомо исключаются землетрясения, смещения или разломы грунтовых пластов и тому подобное. Кроме того, поскольку радиоактивный распад сопровождается разогревом распадающегося вещества, спрятанного в могильнике, его нужно еще и охлаждать. При неправильном режиме хранения может произойти перегрев и даже взрыв горячих радиоактивных отходов. Особо опасные РАО, содержащие долгоживущие изотопы, помещаются в толстостенные высокопрочные канистры и располагаются вертикально внутри бетонных бочек, имеющих индивидуальную защиту. Эти бочки размещаются на открытом воздухе и охлаждаются за счет создаваемой естественной конвекции. Хранение в этих бетонных бочках может продолжаться 50 - 100 лет, в течение которых уровень радиоактивности постепенно спадает, спадает и мощность энерговыделения. Хранение на поверхности Земли в течение длительных периодов времени является предпочтительным, так как охлаждение естественной конвекцией и постоянные проверки контейнеров легко организовать. В конце концов мощность энерговыделения понизится до уровня, позволяющего хранение без специально обеспеченного охлаждения. На этой стадии могут быть рассмотрены варианты долговременного захоронения РАО. Концепция окончательного захоронения использованного или непереработанного топлива включает захоронение на дне океана, внутри подземных соляных образований или внутри геологических формаций, состоящих из твердых скальных пород. 2. Влияние цветной металлургии на загрязнение окружающей среды. Цветная металлургия, несмотря на относительно меньшие материальные потоки производства, не уступает черной металлургии по совокупности токсичности эмиссий. Предприятия данной отрасли оказывают существенное влияние на формирование экологической обстановки в районах их расположения, а в некоторых случаях и полностью ее определяют. Загрязнение атмосферы предприятиями цветной металлургии характеризуется в первую очередь выбросами сернистого ангидрида (75 % суммарного выброса в атмосферу), оксида углерода (10,5 %) и пыли (10,4 %). Выбросы предприятий этой отрасли также содержат токсичные пылевидные вещества (мышьяк и ртуть), поэтому они особо опасны. Источниками образования вредных выбросов при производстве глинозема, алюминия, меди, свинца, олова, цинка, никеля и других металлов являются: различные виды печей (для спекания, выплавки, обжига, индукционные), дробильно-размольное оборудование, конвертеры, сушильные агрегаты, открытые склады, места погрузки и выгрузки, пересыпки материалов. Выбросы создают неблагоприятную обстановку на промышленной площадке и в городе, находящемся вблизи завода. В жилых районах концентрации диоксида серы, оксидов азота и тяжелых металлов превышают предельно допустимый уровень в 2-4 раза. Высокая загазованность окружающей среды промышленными выбросами завода неизбежно влечет за собой рост заболеваемости его работников и жителей города. По росту заболеваемости население таких городов уверенно лидирует среди самых неблагополучных городов России. Так, заболеваемость взрослого населения и детей болезнями эндокринной системы, крови, органов чувств и кожи в 1,3-2,7 раза выше, чем в среднем по стране. На предприятиях цветной металлургии также значительны объемы сточных вод, которые загрязнены минеральными веществами, фторореагентами, большей частью токсичными (содержат цианиды и нефтепродукты), солями тяжелых металлов (меди, никеля, свинца и цинка), мышьяком, сульфатами, хлоридами, сурьмой и фтором. Особенно растет загрязнение водоемов тяжелыми металлами, взвешенными и минеральными веществами. В находящихся рядом с заводом реках в 28 % отобранных проб зарегистрировано экстремально высокое загрязнение (более 100 ПДК) тяжелыми металлами. Крупные предприятия цветной промышленности являются самыми мощными источниками загрязнения почвенных покровов как по интенсивности, так и по разнообразию загрязняющих веществ. Среди них зарегистрированы высокие уровни металлов, относящихся к I классу опасности. В нескольких десятках городов, где расположены предприятия цветной металлургии, в почвенном покрове обнаружены тяжелые металлы в количестве, превышающем ПДК в 2-5 и более раз. По суммарному индексу загрязнения почвенного покрова первое место занимает Приморский край, в котором расположен свинцовый завод. В почвах зоны радиусом 5 км вокруг Рудной Пристани наблюдается загрязнение почв: свинцом - 300 ПДК и марганцем - 2 ПДК. К чрезвычайно опасной категории загрязнения почв относятся города: Белово Кемеровской области, где содержание свинца в почвенном покрове достигает 50 ПДК, а также Ревда Свердловской области - содержание свинца до 5 ПДК и ртути - до 7 ПДК. В рассматриваемых случаях деятельность металлургических заводов практически разрушила природную среду на больших площадях. Уничтожены леса на площади около 15 тыс. га, еще на 50 тыс. га повреждены в сильной или средней степени, а признаки начальной стадии разрушения лесных экосистем наблюдаются на площади около 400 тыс. га. Проведенный учеными анализ загрязненности этой территории показал, что скорость расширения зоны сильного разрушения экосистемы составляет 1 -1,5 км/год и при сохранении такой тенденции в ближайшие 20-25 лет живая природа на расстоянии до 30 км от заводов по розе ветров может полностью деградировать, так как вредные выбросы заводов, являясь сильными биологическими ядами и накапливаясь в почве и водоемах, создают реальную угрозу всему живому. По данным наблюдений, уже сегодня содержание тяжелых металлов в грибах, ягодах и других растениях на расстоянии 10-20 км к северу и югу от завода достигает 25 ПДК, что делает их совершенно непригодными для употребления в пищу. В окрестностях таких заводов первые колонии кротов обнаружены на расстоянии 16 км от центра выбросов, отловы полевок имели место не ближе 7-8 км, а бурозубок - в 3-4 км. Причем на этих расстояниях от завода животные не обитают постоянно, а заходят лишь временно. Это означает, что биогеоценоз при увеличении антропогенной нагрузки упрощается в первую очередь за счет выпадения или резкого сокращения консументов и схема кругооборота углерода (и других элементов) становится двухчленной: продуценты – редуценты. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №15 1.Влияние предприятий нефтедобывающей отрасли на загрязнение атмосферного воздуха. Основными видами воздействия нефтедобывающей отрасли на окружающую среду являются: - отчуждение территории под строительство; - осушение или подтопление территории; - извлечением с нефтью высокоминерализованных попутных вод; - прокладка дорог и линий коммуникаций; - загрязнением почвы нефтепродуктами и разрушение пластов недр; - загрязнение компонентов ОС взвешенными, химическими, радиоактивными веществами, аэрозолями и т.п.; - вырубка леса и изменение характера землепользования на территории строительства и прилегающих землях; - изменение гидрологического режима водных объектов, расположенных в зоне влияния проектируемого объекта; - потреблением воды для буровых установок и компрессорных станций и сбросом загрязняющих веществ в поверхностные и подземные воды; - изменение параметров поверхностного стока; - захоронением отходов бурения; - аварийными разливами нефти. - шумовые, вибрационные, световые и электромагнитные воздействия при строительстве и эксплуатации объекта. Влияние предприятий нефтяной отрасли на качество атмосферного воздуха. Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются: -передвижные и стационарные двигатели внутреннего сгорания; -парокотельные установки; -горюче-смазочные материалы; -технологическое оборудование; -пластовые флюиды, в том числе углеводородные (в случае нефтегазоводопроявления); -установки сжигания нефти и газа, получаемых в процессе испытании продуктивных пластов. Загрязнение атмосферного воздуха предприятиями нефтяной отрасли происходит в результате поступления: -продуктов сгорания топлива; -выбросов газообразных, аэрозольных и взвешенных веществ от различных промышленных объектов; -выхлопных газов автомобильного, авиационного, водного и железнодорожного транспорта; - испарений из емкостей для хранения жидких химических веществ и топлива; -газообразных выделений свалок и полигонов захоронения промышленных отходов; -пыли с поверхности карьеров, отвалов, золоотвалов, хвостохранилищ, терриконов, из узлов погрузки, разгрузки и сортировки сыпучих строительных материалов. 2.Влияние биогенных элементов на состояние окружающей среды. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №16 1.Влияние предприятий нефтедобывающей отрасли на загрязнение поверхностных и подземных вод, почвенного покрова. Влияние предприятий нефтедобывающей промышленности на качество гидросферы. Основными источниками загрязнения гидросферы являются: -вещества и материалы, используемые для приготовления и кондиционирования буровых технологических жидкостей (бурового и тампонажного растворов, буферных жидкостей); -технологические отходы бурения; -хозяйственно-бытовые отходы; -проливы технологических жидкостей, горюче-смазочных материалов. Наиболее опасные загрязнители входят в состав буровых растворов, шламов выбуренных пород и буровых сточных вод. Эти 3 группы загрязнителей образуют отходы бурения (ОБ), которые подлежат сбору и утилизации. Они хранятся в котлованах (амбарах) или емкостях, что не обеспечивает надежной защиты окружающей среды. Вышеперечисленные загрязнители включают: поверхностно-активные вещества (ПАВ), тяжелые металлы, полиароматические углеводороды (ПАУ), фенол, неорганические водорастворимые соединения, полимерные добавки, токсичные продукты трансформации органических реагентов и нефтепродукты, Наибольший ущерб водоемам и водотокам наносят аварийные разливы нефти. Воздействие предприятий нефтедобывающей отрасли на загрязнение почвенного покрова. В результате проведения полевых геофизических работ в первую очередь происходит нарушение почв и растительности как наиболее уязвимых компонентов экосистем. В литосфере наибольшему воздействию подвергается верхняя часть, что вызвано механическими нарушениями, движением транспорта, организацией временных подъездных путей, карьеров для выемки грунтов, складов ГСМ и взрывчатых веществ, временных поселков, вертолетных площадок и др. Уплотнение почвенного слоя приводит к многолетней деградации не только почв, но и растительности. Далее по масштабам воздействия на почвенные ресурсы идут загрязнения территорий вследствие частых порывов трубопроводов. Затем источниками загрязнения почв и грунтов выступают старые хранилища нефтяных шламов, нефти и нефтепродуктов, герметичность которых нарушена. Степень загрязненности почв нефтью определяется глубиной ее проникновения и зависит от физико-химических свойств нефти, ее количества и механического характера грунтов. Сильная загрязненность характеризуется проникновением нефти на глубину более 25 см, средняя - до 10-25 см и слабая - до 10 см. Естественное микробиологическое разложение нефти происходит в почвах очень медленно. Экспериментально доказано, что период восстановления почвенно-растительного покрова после загрязнения нефтью в количестве 12 л/м2 составляет от 10 до 25 лет в зависимости от климатических особенностей региона. При большом количестве сернистых соединений в нефти нельзя исключить опасность сероводородного загрязнения почв с последующей переносом серо-органических соединений в растения. Общая особенность всех нефтезагрязненных почв - изменение численности и ограничение видового разнообразия почвенной мезо- и микрофауны и микрофлоры. В настоящее время в Российской Федерации насчитывается 27 предприятий по переработке нефти общей мощностью 300 млн. т в год и 8 специализированных нефтемаслозаводов. В 2000 г. объем первичной переработки нефти составил 174 млн. т. Исторически нефтепереработка в России приобрела мазутное направление, поскольку считалось, что мазут станет основным топливом для электроэнергетики. В результате доля топочного мазута составила почти 2/5 всех нефтепродуктов. Между тем в США этот уровень в 5 раз ниже. Отечественная промышленность извлекает из сырой нефти только 3/5 легких фракций. Переработка нефти представлена предприятиями двух основных типов: нефтеперерабатывающими заводами (НПЗ) и нефтехимическими комбинатами, или предприятиями нефтеоргсинтеза (НОС). В свою очередь, НПЗ различаются по мощности, технологическим схемам и другим признакам. Технологически они представлены предприятиями, действующими по «топливной», «масляной» или комплексной (моторное топливо, смазочные масла, продукты органического синтеза) схемам. Самые крупные НПЗ (например, Омский, Ярославский, Рязанский) имеют мощность по переработке более 8 млн. т нефти в год. Добытую нефть перед отправлением на переработку подвергают очистке от механических примесей, воды, газов, растворенных веществ. Дополнительно нефть очищают также на нефтеперерабатывающих заводах. Последующую переработку нефти ведут физическими и химическими методами. Те и другие включают стадию нагревания нефти или нефтепродуктов до относительно высоких температур с разделением на фракции (смеси) или выделением индивидуальных углеводородов. В настоящий момент в нефтяных контейнерах различных нефтеперерабатывающих предприятий только в России уже накоплены сотни миллионов тонн токсичных нефтешламов. По существу, эта острейшая проблема может привести к кризису стратегической нефтяной отрасли страны. В связи с отсутствием современной эффективной технологии утилизации нефтешламов уже возникла реальная угроза токсичного загрязнения почв, подземных вод, рек и морей в зонах их складирования. Вполне реальна также потенциальная опасность остановки некоторых нефтеперерабатывающих предприятий из-за фактического переполнения нефтяных контейнеров отходами производства – нефтешламами. Строительство же новых современных полигонов и контейнеров для хранения такого вида отходов дорого и не решает проблему с нефтешламами по существу. Существующие технологии утилизации и переработки нефтешламов можно разделить на биотехнологии, химиотехнологии, акустические, термические и чисто огневые технологии, а также комбинированные технологии. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. Общим недостатком всех известных технологий является их низкая производительность и высокие материальные, энергетические и финансовые затраты на их реализацию. Кроме того, они не позволяют осуществить полную и интенсивную переработку и утилизацию нефтешламов, тем более с предельной экологической безопасностью для окружающей среды. 2.Классификация сточных вод, образующихся в технологических процессах предприятий химической промышленности.+ | |||||||||||||||||||||||||||||||||