30. Перспективы развития альтернативной энергетики в Казахстане. Приведите примеры.

Альтернативная энергетика — совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда окружающей среде в районе. Альтернативный источник энергии — способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.

В казахстане в список перспективных альтернативных источников энергии вошли следующие секции:

• биоэнергетика;

• ветровая энергетика;

• водородная энергетика;

• геотермальная энергетика;

• малая гидроэнергетика;

• солнечная энергетика;

Казахстан обладает значительными ресурсами возобновляемой энергии в виде гидроэнергии, энергии солнца, ветроэнергии, биомассы. Однако, помимо части гидроэнергии, эти ресурсы не нашли широкого применения вплоть до настоящего времени. Основной потребитель топлива в Казахстане – производство электроэнергии и тепла. Годовое потребление топлива этим сектором составляет около 30 млн. тут. В структуре топливного баланса электростанций основную роль играет уголь, доля которого составляет около 75%, доля газа -23%, доля мазута -2%.

При существующих генерирующих мощностях наблюдается дефицит производства электроэнергии. Общая установленная мощность электростанций составляет около 18.7 тысяч МВт. Однако, существующие генерирующие мощности имеют значительный срок эксплуатации (25 и более лет), в связи с чем располагаемая мощность составляет порядка 14,6 тысяч МВт. В структуре генерирующих мощностей тепловые электростанции составляют 15.42 МВт, или 87% от общей мощности, доля гидростанций - около 12%, другие – около 1%.

Учитывая значительную изношенность основных фондов потребуются значительные инвестиции в строительство новых электростанций для удовлетворения спроса на электроэнергию. Правительством Казахстана в 2007 г. принят План развития электроэнергетической отрасли Республики Казахстан до 2015 г. В соответствии с этим планом предусматривается ввод новых мощностей в размере 5598 МВт до 2015 г. в том числе на угле – 4250 МВт.

Учитывая структуру размещения энергетических мощностей во всех регионах, за исключением энергоизбыточной северной зоны, где расположено около 60% генерирующих мощностей, будет сохраняться региональный дефицит мощности и электроэнергии.

В Концепции перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию на 2007-2024 годы, одобренной Указом Президента Республики Казахстан от 14 ноября 2006 г №216, предусматривается, что обеспечение устойчивого экономического развития Казахстана будет осуществлено путем поддержки экологически эффективного производства энергии, включая использование возобновляемых источников и вторичного сырья. Законами РК «Об электроэнергетики» и «Об энергосбережении» упоминается о необходимости развития и использования возобновляемых источников энергии, однако, каких-либо прямых мер по поддержке возобновляемых источников энергии не предусмотрено.

В целях реализации Плана мероприятий на 2007-2009 годы по реализации Концепции перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию на 2007-2024 годы, предусмотрено совершенствование законодательства по вопросам устойчивого развития Республики Казахстан, в том числе возобновляемых ресурсов и альтернативных источников энергии. В этой связи, Министерством охраны окружающей среды РК, при участии МЭМР и проекта ПРООН по ветроэнергетике разработана Концепция Закона и проект Закона «О поддержке использования возобновляемых источников энергии».

В настоящее время активно ведется работа по развитию использования возобновляемых источников энергии. Министерством энергетики и минеральных ресурсов Казахстана и Программой развития ООН «Казахстан- инициатива развития рынка ветроэнергии» был разработан проект Национальной Программы развития ветроэнергетики до 2015г с перспективой до 2024 г.. (ПРОЕКТ). Национальная Программа развития ветроэнергетики направлена на вовлечение в энергетический баланс страны значительных ветроэнергетических ресурсов и, таким образом, поддержке планов по снижению энергоемкости экономики и увеличению доли альтернативных источников энергии в общем энергетическом балансе страны до 5% к 2024 г. и стабилизации выбросов парниковых газов на уровне 1990 гг.

Целью Программы является – использование ветроэнергетического потенциала Казахстана для производства электроэнергии в обьеме 900 млн. кВч в год к 2015г и 5 млрд. кВтч. к 2024г в свете задач, поставленных в Концепции перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию на 2007-2024 годы и Стратегии индустриально-инновационного развития Республики Казахстан на 2003-2015 годы по сохранению природных ресурсов и окружающей среды.

12. Круговорот химических элементов в биосфере. Нарисовать схему на примере фосфора.

Теория см. вопрос 11

13. Круговорот воды в биосфере. Нарисовать схему.

В данном случае речь идет не об отдельном биогене, а о соединении двух важнейших биогенов водорода (Н) и кислорода (О), т. е. воды, значимость которой для жизни на Земле абсолютна. Круговорот воды представляет собой процесс непрерывного, взаимосвязанного перемещения воды в глобальных масштабах. Круговорот воды осуществляется под влиянием солнечной энергии, гравитации, жизнедеятельности организмов. В целом для планеты главным источником прихода воды служат атмосферные осадки, а расхода - испарение, которые сбалансировано составляют 525 тыс. км3 или 1030 мм в год.

На рисунке показан круговорот воды, в котором можно выделить так называемые малый и большой. При малом круговороте вода, испарившаяся с поверхности океана, вновь возвращается в него в виде атмосферных осадков. При большом круговороте часть испарившейся с водной поверхности влаги выпадает не только на океан, но и на сушу, где питает реки и другие водоемы, но в конечном счете с подземным или поверхностным стоком возвращается в океан.

Выше были рассмотрены аспекты водного баланса гидросферы. Необходимо отметить, что наибольшей активностью в водообмене обладают речные воды (обновляются каждые 11 дней) против, например, воды полярных ледников (обмен совершается за 8000 лет). Речная вода в естественных условиях практически всегда пресная и служит для потребления многими живыми организмами. По мнению многих ученых, круговорот воды представляет собой глобальный гигантский опреснитель воды.

Значимую роль в процессе круговорота воды играет эвапотранспирация, которая представляет собой количество влаги, переходящее в атмосферу в результате транспирации зеленых растений и испарения с поверхности почвы, т. е. суммарное испарение (принято измерять его в мм рт. ст.). Транспирацией именуют испарение воды зелеными частями растений, причем она испаряется со всей наружной и всех внутренних поверхностей растений, соприкасающихся с воздухом. Общая транспирация зависит от многих экологических факторов (освещенность, сухость воздуха, ветер, рельеф и др.). Наибольшей транспирацией характеризуются болотные и плавающие растения (рогоз, частуха, рдест-до 4000 мг/дм2 ч). Из наземных растений сильнее всего транспирируют травянистые растения солнечных местообитаний-до 2500 мг/дм2 ч; кустарники в тундре дают всего 150 мг/дм2 ч; а тропические деревья в лесах области туманов лишь до 120 мг/дм2 ч. У вечнозеленых хвойных пород игольчатая хвоя в передней части устьичного аппарата имеет высокую пробку, которая служит дополнительным препятствием для транспирации. У пустынных растений транспирация служит единственным способом защиты организма от летальных последствий воздействий высоких температур.

14. Загрязнение окружающей среды (определение) и принципы классификации загрязняющих веществ (схема).

Загрязнение — это процесс отрицательного видоизменения окружающей среды — воздуха, воды, почвы — путём её интоксикации веществами, которые угрожают жизни живых организмов.

15. ПДК и ПДВ, ПДС, в чем различия.

Вся сфера экологического нормирования и стандартизации, особенно связанная с техногенным загрязнением среды, так или иначе, опирается на гигиенические нормы и использует установленные предельно допустимые концентрации (ПДК) или предельно допустимые дозы (ПДД) вредных агентов. ПДК — это та наибольшая концентрация вещества в среде в источниках биологического потребления (воздухе, воде, почве, пище), которая при более или менее длительном воздействии на организм — контакте, вдыхании, приеме внутрь — не оказывает влияния на здоровье и не вызывает отсроченных эффектов (не сказывается на потомстве и т.п.). Поскольку возможный эффект зависит от длительности воздействия, особенностей обстановки, чувствительности реципиентов и других обстоятельств, различают ПДК среднесуточные (ПДКсс), максимальные разовые (ПДКмр), ПДК рабочих зон (ПДКрз), ПДК для растений, животных и человека. В настоящее время установлены ПДК нескольких тысяч индивидуальных веществ в разных средах и для разных реципиентов. ПДК не являются международным стандартом и могут несколько различаться в разных странах, что зависит от методов их определения и спецификации.

На основании величин ПДК с помощью специальных программ вычисляются значения предельно допустимых эмиссий — предельно допустимые выбросы в атмосферу (ПДВ), предельно допустимые сбросы в водоемы (ПДС) тех или иных веществ, выделяемых конкретными источниками (предприятиями) данной территории. При этом учитываются характеристики источников и условия распространения эмиссий. Например, для того, чтобы в ближайшем к заводским трубам жилом квартале города при наименее благоприятных условиях рассеяния не превышались ПДК определенных аэрополлютантов, нужно ограничить выброс этих веществ постоянной предельной величиной ПДВ.

ПДВ и ПДС уже непосредственно регламентируют интенсивность и качество технологических процессов, являющихся источником загрязнения, и приобретают свойство экологических нормативов. Сверхнормативные эмиссии влекут за собой экономические и административные санкции. Часто бывает, однако, что предприятие по техническим причинам не может соблюдать предписанные ему ПДВ, санкции безрезультатны, а сокращение или остановка производства чревата экономическими и социальными коллизиями. В таких случаях применяется практика временного согласования выбросов и стоков на уровне фактических эмиссий (ВСВ к ВСС), что по существу является отказом от нормирования и приводит к ухудшению экологической обстановки. Но и соблюдаемые ПДВ к ПДС не удовлетворяют многим требованиям экологического нормирования, так как существуют серьезные сомнения в пригодности ПДК в качестве основы этих нормативов.

Во-первых, далеко не дня всех реальных загрязнителей установлены ПДК. Во-вторых, нет ПДК для множества разнообразных сочетаний различных агентов. Возможные взаимодействия между ними, образование вторичных продуктов и совмещенные эффекты не позволяют рассчитать «комплексы» ПДВ. В-третьих, ПДК одного и того же вещества для ценных растений и животных могут быть существенно меньше, чем для человека; это вынуждает делать очень ответственный выбор. Наконец, расчет большинства ПДВ делается на основании максимальных разовых ПДК, которые могут быть на порядок выше среднесуточных.

Ясно, что регламентация должна строиться на другой основе. Если все же использовать ПДК, то для целей экологического нормирования и расчета ПДВ, в отличие от существующего ГОСТа, правильным следовало бы считать не соотношение

Сн + Сф ? ? ПДКмр,

где Сн — нормативно предельная концентрация, используемая для расчета ПДВ;

Сф — фоновая концентрация;

? для расчета ПДВ принимается равным единице, а для ВСВ «допускается» ? > 1,

а соотношение Сн + Сф ? (-lg ?)ПДКмр,

где ? — безразмерный, лежащий между 0 и 1, интегральный показатель опасности вещества, устанавливаемый по нескольким основным параметрам токсикометрии.

В настоящее время очень немногие промышленные источники загрязнения среды отвечают этому требованию. Отсюда вытекает необходимость перестройки отраслевой структуры и масштабного технологического перевооружения энергетики и промышленности.

Но не менее важна опережающая регламентация количественного роста производства, запрет на размещение предприятий выше определенного для данной территории уровня природоемкости.

Экологическое нормирование не ограничивается лишь регламентацией хозяйственной деятельности. В его задачи входит создание системы экологических кадастров территорий, которые учитывают природные ресурсы, устойчивость природных комплексов, их экологическую ценность, биоразнообразие, способность быть резерватами чистой природной среды. Это сближает экологическое нормирование с целями и задачами контроля экологической регламентации экономики.