Одеський національний політехнічний університет

Інститут енергетики та комп'ютерно-інтегрованих систем управління

Кафедра «Технології води та палива»

Конспект лекцій з курсу

«Охорона навколишнього середовища» «Охорона довкілля»

для студентів спеціальностей 7,8.05060104 «Технології теплоносіїв та палива на теплових електростанціях» та 7,8.05060302 «Технології теплоносіїв та поводження з радіоактивними відходами на атомних електростанціях»

Відходи

Укладач: Дорож Ольга Анатоліївна, доцент кафедри ТВП

2014

Країни із найбільшими природними ресурсами

1. Росія природний газ і деревина. друге місце в світі за величиною родовищ вугілля і третє по родовищах золота 2. Сполучені Штати Деревина і вугілля, разом узяті, коштують приблизно 89% від загальної вартості природних ресурсів країни. США також входить до першої п'ятірки країн з глобальними запасами міді, золота і природного газу. 3. Саудівська Аравія Саудівська Аравія володіє близько 20% нафти в світі - це найбільша частка серед всіх країн. Всі значні ресурси країни полягають у нафті або газі. 4. Канада Нафтоносні піски додали близько 150 млрд. барелів до сумарної кількості нафти Канаді в 2009 і 2010 роках. Крім того, Канада має другі за величиною в світі доведені запаси урану і треті за величиною запаси деревини. 5. Іран Іран ділить разом з Катаром гігантське газове родовище в Перській затоці Південний Парс / Північний купол. У країні перебуває близько 16% світових запасів природного газу. Іран володіє також третім за величиною доведеною кількістю нафти в світі. Це більше 10% світових запасів нафти 6. Китай вугілля і рідкоземельних мінералів. Китай має значні запаси вугілля, які складають більше 13% від загальної кількості в світі. Недавно тут були виявлені родовища сланцевого газу. Після їх оцінки, статус Китаю, як лідера в області природних ресурсів, тільки покращиться. 7. Бразилія Значні запаси золота і урану більшою мірою сприяли отриманню місця в цьому списку. Бразилія також володіє 17% залізної руди в світі. Найбільш цінним природним ресурсом, проте, є деревина. Країна володіє 12,3% запасів деревини в світі, які оцінюються в $ 17.45 трлн. 8. Австралія Природні багатства Австралії полягають в її величезній кількості лісу, вугілля, міді та заліза. Країна знаходиться в першій трійці за загальними запасами семи ресурсів в цьому списку. Австралія володіє найбільшим запасом золота у світі - має 14,3% від світових запасів. Вона також поставляє 46% урану в світі. Крім того, країна має значні обсяги природного газу на шельфі північно-західного узбережжя, які вона ділить з Індонезією. 9. Ірак Найбільшим багатством Іраку є нафта - 115 млрд. барелів доведених запасів. Це становить майже 9% від загальної кількості нафти в світі 10. Венесуела Венесуела є одним з 10 найбільших власників ресурсів за кількістю заліза, природного газу та нафти. Запаси природного газу в цій південноамериканській країні займають восьме місце в світі і складають 179,9 куб. фунтів. Ці резерви становлять трохи більше 2,7% від світових запасів. У Венесуелі, за оцінками експертів, знаходиться 99 млрд. барелів нафти, що становить 7,4% загального числа запасів у світі.

Види природних ресурсів і забезпеченість ними господарства України

Земельні ресурси – найбільше багатство України. Майже 55% орних земель тут складають чорноземи (40% світових ресурсів). 

Друге, після земельних ресурсів, місце за оціночною сукупною вартістю займають мінерально-сировинні ресурси (корисні копалини).

Паливно-енергетичні ресурси на території України представлені кам'яним та бурим вугіллям, нафтою, природним газом, торфом і горючими сланцями.

Нафти та природного газу в Україні небагато, їх залишилось навіть менше, ніж було одержано від початку промислового видобутку

Рудні ресурси на території України представлені покладами залізних, марганцевих, ртутних, титанових, свинцево-цинкових, хромітових, нікелевих, алюмінієвих та інших руд.

До водних ресурсів належать поверхневі (річки, озера, водосховища) та підземні (артезіанські, мінеральні, термальні) води.

Всього на території України налічується близько 73 тис. річок, але лише 14 з них мають довжину понад 500 км.

Майже 11 км2 води акумулюють 3 тис. озер і лиманів. Запаси підземних вод становлять близько 20 км3. 

За водозабезпеченням Україна займає одне з останніх місць в Європі. Питомий показник водозабезпечення в нашій країні становить близько 1 тис.м3 на рік на одного жителя. Але він багато менший у Донбасі і на Півдні, де дефіцит води особливо відчутний.

Рослинний світ (ресурси флори) в нашій країні досить багатий і різноманітний. Природна флора України налічує 30 тис. видів нижчих та вищих рослин, з них вищих рослин майже 4500 видів

Тваринний світ (ресурси фауни) країни налічує 111 видів ссавців, 200 – риб, 344 – птахів, 20 – плазунів, десятки тисяч видів комах

Історія охорони довкілля

Охорона навколишнього середовища в доіндустріальну епоху. На Середньому Сході навчились спалювати поверхневі поклади нафти, а в Європі ефективнішим замінником дерева стало вугілля. Відомо, що саме через неприємні запахи від спалювання вугілля у розміщеному по сусідству місті англійська королева Елеонора (ХІІІ ст.) залишила Ноттінгемський замок, а у 1300 році указом короля Едуарда І під страхом смерті було заборонено спалювати вугілля у Лондоні.

Перший закон в Англії щодо екології, прийнятий у 1388 році, був спрямований на охорону якості води у р. Темза і забороняв скид побутових та виробничих відходів у річку в межах Лондона.

Індустріалізація і забруднення повітря. Найважливішими подіями промислової революції ХVІІІ ст. стали винахід парової машини та відкриття можливості одержання заліза й інших матеріалів. Перші кроки у намаганні перешкодити шкідливій дії диму здійснив у 1827 році муніципалітет міста Глазго – центра великого промислового району. У спеціальній постанові запроваджувалась мінімальна висота димових труб, регламентувались розміри камінів, печей, димоходів та вимагалось слідкувати за повнотою згорання палива. До середини ХХ ст. удосталь був накопичений сумний досвід, пов'язаний з промисловим забрудненням атмосфери. Особливо небезпечні випадки, що супроводжувались людськими жертвами, відбувались тоді, коли в атмосфері одночасно спостерігались відсутність вітру, температурна інверсія, висока вологість і різке підвищення концентрації шкідливих речовин, які викидались підприємствами. У 1930 році це спричинило загибель декількох десятків людей у долині річки Маас (Бельгія), а в 1948 році аналогічна катастрофа сталася в місті Донора (США).

Найважчі наслідки мав токсичний туман (смог) у грудні 1952 року у Великобританії. З 5 по 9 грудня більшість районів Британських островів обгорнув туман. Він супроводжувався антициклоном та інверсією температури. Концентрація сажі в повітрі під час туману була у п’ять разів, а сірчистого ангідриду у шість разів вища звичайного рівня. Внаслідок цього у великої кількості людей протягом декількох годин виникли захворювання верхніх дихальних шляхів. Найтяжче постраждали люди, в яких раніше вже були респіраторні захворювання, зокрем

У 1966–1970 рр. у США та СРСР (Інститут газу АН УРСР) були проведені широкі дослідження умов утворення і викиду оксидів азоту в атмосферу при спалюванні палива у котлах електростанцій, промислових і опалювальних котелень.

У 60–70-ті роки ХХ ст. відповідні обмежувальні норми реконцентрації оксидів азоту та інших токсичних речовин були прийняті всіма промислово розвинутими країнами (Японія, США, СРСР, Німеччина та ін.) і з того часу неодноразово переглядались у бік посилення.

Проблема очищення димових газів стала пріоритетною у 80–90-ті роки ХХ ст.

Екологічна політика в сучасних умовах. Постійно зростаюче техногенне навантаження на навколишнє середовище викликало погіршення екологічної ситуації у багатьох країнах. Проблема охорони навколишнього середовища і забезпечення екологічної безпеки вийшла за межі національних кордонів та перетворилась в одну із глобальних проблем, що стоять перед світовим товариством у ХХІ ст. Виходячи з цього, соціально-економічний розвиток країн має супроводжуватись збереженням безпечного стану навколишнього середовища для забезпечення життєдіяльності суспільства і кожної людини, спираючись на правову систему, що базується на гуманістичних ідеях і принципах міжнародного права.

Система національного законодавства у сфері екології більшості країн пов’язана з міжнародними еколого-правовими нормами. Найважливіше значення належить національному законодавству у регулюванні відносин по використанню природних ресурсів, охороні навколишнього середовища і забезпеченню екологічної безпеки.

При цьому екологічна політика спрямована на запобігання проявам наслідків негативного техногенного впливу і забезпечення дієвої системи екологічної безпеки.

Глобальні екологічні проблеми

Екологічні організації та документи

ООН, ЮНЕП (Програма ООН з навколишнього середовища), створена в 1973 р., котра координує всі види діяльності в галузі захисту навколишнього природного середовища, розробляє програми подальших спільних дій в цій галузі,

ВМО (Всесвітня метеорологічна організація),

ЮНБСКО (Організація Об'єднаних Націй з питань освіти, науки і культури),

ВООЗ ( Всесвітня організація охорони здоров'я),

ЄЕК (Європейська економічна комісія),

MATATE (Міжнародна організація з радіологічного захисту),

МСОП (Міжнародна спілка охорони природи, природних ресурсів).

Ґрінпіс (англ. Greenpeace, у перекладі — «зелений мир») — міжнародна природоохоронна організація, заснована 1971 року вКанаді. Основне завдання організації — сприяти екологічному відродженню та привертати увагу людей та влади до збереження природи. З громадських організацій велику роботу щодо охорони довкілля проводить Greenpeace - Зелений світ, з котрою співпрацюють представники громадськості нашої країни. її головним завданням є недопущення радіоактивного забруднення біосфери. Ця організація утворена в 1971 р. в Північній Америці. Вона діє в ЗО країнах світу. В Україні почала працювати в 1990 році.

Фінансування організації — винятково із пожертв людей, небайдужих до збереження природи. Ґрінпіс не приймає фінансування бізнесу, влади та політичних партій.

Зростання популярності Ґрінпісу відбулося після багатьох акцій, спрямованих на збереження довкілля.

Міністерство екології та природних ресурсів України

Міністерство енергетики та вугільної промисловості України

Міжнародне співробітництво у сфері екології базується на відповідних положеннях наступних документів:

- Статуту ООН,

- Всесвітньої декларації прав людини (1948 р.),

- Декларації Стокгольмської конференції з проблем навколишнього середовища,

- Конвенції щодо оцінки впливу на навколишнє середовище у транскордонному просторі (1981 р.),

- Конвенції про біологічну різноманітність (1992 р.) та інших міжнародних актах і угодах.

- «Air Framework Directive» країни ЄС, 1984 -2008) директива щодо обліку шкідливих викидів в атмосферу від ТЕС та інших паливовикористовуючих установок потужністю більш ніж 50 МВт. Вже в 1988 році була прийнята нова директива, що вимагала безперервного моніторингу для нових установок потужністю, більшою за 300МВт.

- Всесвітня хартія охорони природи, котра проголосила та взяла під захист право всіх форм життя на виживання;

- Конвенція про заборону воєнного та ворожого використання засобів впливу на природне середовище; Декларація про оточуюче людину середовище, котра є зведенням основних принципів міжнародного співробітництва; Конвенція про зміну клімату; Конвенція про біологічну різноманітність, Конвенція про боротьбу зі спустелюванням

- "Порядок денний на XXI століття** - всесвітній план дій з метою сталого розвитку, під котрим слід розуміти таку модель соціально-економічного поступу суспільства, коли життєві потреби людей будуть задовольнятися з врахуванням прав майбутніх поколінь на життя в здоровому та неви-снаженому природному середовиищі. Крім того, досягнення сталого розвитку неможливе без більш справедливого використання ресурсів природи, боротьби з бідністю, з однієї сторони, та неприпустимими розкошами - з іншої.

Кіотський протокол

Кіотський протокол є міжнародною угодою до Рамкової конвенції ООН і встановлює обов’язки на зниження викидів парникових газів для розвинених країн та країн з перехідною економікою (країни Додатку 1). В сукупності за протоколом усі країни Додатку 1 повинні знизити викиди парникових газів на 5% від рівня викидів в 1990р. в період 2008-2012 рр.

Україна ратифікувала Кіотський протокол у 2004 році із зобов’язанням не перевищити до 2012 року обсягу викидів, що мала в 1990р. Реальні викиди на 2004 становили лише 45% від обсягу 1990р.

Навіть з таким зниженням, на 2005 рік за викидами парникових газів Україна входить в двадцятку найбільших забруднювачів планети, несучи певну відповідальність перед світовою спільнотою за негативні наслідки від зміни клімату.

Перший період Кіотського протоколу закінчився.

Наприкінці 2012 року країни прийняли другий період Кіотського протоколу, який триватиме до 2020 року. Правила для участі країн в другому періоді Кіотського протоколу визначаються «Поправкою до Кіотського протоколу згідно пункту 9 статті 3».

Скорочувати викиди парникових газів та боротися зі змінами клімату у другому періоді Кіотського протоколу зобов’язалися 37 промислово розвинених країн. Їх сумарні зобов’язання по скороченню викидів парникових газів становлять 18% від рівня викидів 1990 року цих країн або ж 3% скорочення глобальних викидів.

Кіотський протокол просто перетворився на механізм для отримання прибутків від торгівлі квотами – бізнес на екології.

Згідно з Додатком А до Кіотського протоколу визначено шість основних парникових газів, які дають внесок до парникового ефекту:

1. Діоксид вуглецю, СО₂

2. Метан, СН₄

3. Закис азоту, N₂O

4. Гідрофторвуглецеві сполуки HFC’s

5. Перфторвуглецеві сполуки - PFC’s, CF₄, (здатні створювати парниковий ефект в сотні разів сильніший, ніж CO₂).

6. Гексафторид сірки, SF₆

Викиди парникових газів у 1990-2011 рр., млн. тонн СО₂-екв за даними останнього кадастру, підготовленого Україною у 2012 році.

Роль В.І. Вернадського у вивченні біосфери та ноосфери

Перший президент Академії наук України Володимир Іванович Вернадський був у числі перших, хто сприймав Землю як єдиний живий організм, в якому зовсім різні, на перший погляд, процеси у трьох зовнішніх сферах Землі - літосфері, гідросфері й атмосфері - тісно пов'язані між собою. Всесвітню славу вченому принесли створені ним вчення про біосферу та ноосферу.

В.І. Вернадський одним із перших усвідомив величезний перетворюючий вплив живих організмів на усі три зовнішні оболонки Землі в планетарному масштабі, тісну взаємодію і взаємозалежність усіх форм життя. Це дало йому поштовх до створення всеохоплюючої теорії біосфери, тобто тієї частини зовнішніх оболонок нашої планети, яка безпосередньо пов'язана з існуванням життя на Землі. В.І. Вернадський (1934) дав таке визначення біосфери: "Біосфера являє собою оболонку життя - область існування живої речовини".

Вернадський особливо виділяє перетворюючий вплив на Землю однієї з форм життя - людини - через її розумну діяльність і передбачає швидке зростання глибини і масштабів цього впливу. Природні об'єкти, які вже зазнали впливу людської діяльності, він відносить до "ноосфери" тобто до "сфери розуму" і передбачає, що ноосфера буде швидко розширюватись, охоплюючи все більшу частину Землі - від глибоких її надр до найвищих шарів атмосфери.

У золотий фонд світової науки увійшла робота В.І. Вернадського "Декілька слів про ноосферу", яка з'явилася у 1944 році. Тут у концентрованому вигляді викладено його бачення еволюційно-історичного процесу, перспектив майбуття людства як космічного феномену. Стверджується, що під впливом розвитку науки і пізнання біосфера має стати ноосферою, тобто цариною розуму, де панують закони мудрості й гармонії.

Він писав: "Людство, взяте в цілому, стає могутньою геологічною силою. Й перед ним, перед його думкою та працею, постає питання про перебудову біосфери в інтересах вільно мислячого людства як єдиного цілого".

В.І. Вернадський вважав, що ноосфера - це такий стан біосфери, в якому мають виявитися розум і спрямована ним праця людини як нова, небувала на планеті, геологічна сила. Очевидно, що ноосфера в просторі значною мірою перекривається з біосферою, але не тотожна їй. Темпи розвитку ноосфери незрівнянно вищі від темпів змін біосфери.

Але життя на Землі безпосередньо залежить також від низки космічних факторів, найголовнішим (але далеко не єдиним) з яких завжди вважалось випромінювання Сонця. Усвідомлення перетворюючого впливу життя на одне з космічних тіл - планету Земля і безпосередній зв'язок земного життя з космічними факторами дозволили В.І. Вернадському висловити свою всесвітньовідому тезу: життя на Землі - явище космічне. На його думку, зародки життя заносяться з космосу на всі планети, які виникають у Всесвіті, а далі, за сприятливих умов, різні форми життя можуть еволюціонувати, урізноманітнюватись і вдосконалюватись - залежно від конкретних умов даної планети, посилаючи в свою чергу зародки життя у космос на усі інші планети Всесвіту.

Зародки теорії біосфери і усвідомлення взаємозв'язку багатьох процесів у зовнішніх оболонках Землі були вже в роботах попередників. Але таку цілісну й завершену систему уявлень про "космізм життя" В.І. Вернадський сформулював у своїх творах вперше в історії людства.

Розділ 1. Визначення та завдання охорони довкілля в енергетиці

Основою розвитку й утримання соціальної та духовної культури людського суспільства, його творчої діяльності, є довгострокове енергозабезпечення. Існуючі в даний час природні джерела органічного палива і реальні запаси його є швидковичерпними при нормах теперішнього споживання. Запаси органічного палива невідновні. Використання його екологічно негативно, особливо в зв'язку з тими марнотратними і не забезпеченими відносно безпеки методами їхнього видобутку, транспортування і споживання, при існуючих сьогодні в усьому світі ринкових відносинах, що полегшують відхід від державного регулювання.

Найоптимістичніші оцінки вказують на можливість повного виснаження органічного палива протягом менш ніж 100 років, і це з урахуванням використання природного ізотопу урану-235 в незамкнутому паливному циклі при використанні його в енергетичних ядерних реакторах на теплових нейтронах.