Экологические аспекты энергетики атмосферный воздух

Деградация природной среды может быть предотвращена путем вмешательства государства в хозяйственную деятельность предприятий с оптимизацией их взаимоотношений с природной средой. Экологическая ситуация в стране вызывает необходимость применения системного подхода для учета всей совокупности процессов взаимодействия общества с природной средой и рассмотрения их как единой эколого-экономической системы.

В процессе хозяйственной деятельности общества выделяются следующие виды воздействия на окружающую среду, включая большие системы энергетики (рис. 1.1, 1.2):

-пространства;

-изъятие ресурсов для хозяйственного пользования;

-механические нарушения;

-биологическое воздействие на ландшафт и его компоненты;

-тепловое воздействие;

-радиоактивное воздействие;

-шум;

-химическое загрязнение;

-физическое загрязнение (радиоволны, вибрация, электрическое поле).

По характеру воздействия на окружающую среду энергетика относится к сильно воздействующим отраслям, что нашло свое отражение в санитарно-экологической классификации производств, градации размеров санитарно-защитных зон.

В настоящем пособии рассматриваются вопросы, относящиеся преимущественно к химическому загрязнению атмосферного воздуха при сжигании органических топлив в котлах на тепловых электрических станциях и кегельных энергосистемы. Система взаимодействия ТЭС и окружающей среды приведена на рис. 1.3.

По данным Международного энергетического агентства (IEA, 1998 г.), потребление первичной энергии в мире будет в ближайшие годы возрастать на 2% ежегодно и составит 14995 млн т н. э. (н.э. — нефтяной эквивалент) в 2020 г. при 9245 млн т н. э. в 1995 г В частности, потребление природного газа возрастет с 1810 млн т н. э. в 1995 г. до 3468 млн т н. э. в 2020 г

Рис. 1.2. Структурная схема БСЭНОС

34,8; природный газ — 15; ядерное топливо — 5%. Данные о запасах ископаемых и уровне их добычи свидетельствуют о том, что при перспективных уровнях их потребления угля хватит на 230 лет, природного газа — на 70; нефти — на 45 лет, урановой руды (с применением ядерных реакторов-размножителей) — на 3000 лет. Запасы и годовая добыча ТЭР распределяются следующим образом: уголь — 104000 и 4520

Рис. 1.3. Схема взаимодействия ТЭС и окружающей среды

млн т; природный газ —138000 и 1978 млрд м^; нефть —137000 и 3130 млн т; урановая руда—4150000 и 66500 т. В настоящее время структура мирового потребления ТЭР характеризуется следующими данными (в %): нефть — 40; природный газ — 23; уголь — 27.

В энергетике РБ в последнее время ежегодно сжигается порядка 12 млн т у. т. В структуре топливного баланса природный газ превышает 80%, остальное — сернистый мазут, попутный газ и др. Суммарные ежегодные выбросы токсичных веществ составляют порядка 100 тыс. т, в том числе окислов серы — 60 тыс. т, оксидов азота — 30-32 тыс. т, оксида углерода — 5 тыс. т. В масштабах страны во всех отраслях народного хозяйства, а в энергетике в особенно- '^ти, на природоохранную деятельность выделяются значительные ^Редства, что позволяет целенаправленно решать экологические проблемы по многим направлениям. Энергетика является частью (под- ^^истемой) в сложной эколого-экономической системе взаимоотношений Человека, общественного производства с окружающей средой.

рамках этой системы природопользование осуществляется по сле-

.%Ющим направлениям (табл. 1.1).

Природопользования. В рамках настоящего пособия более подробно буД^т рассмотрено два направления (п. 4 и 5 табл. 1.1).

^^ В основу природоохранной деятельности в энергетике, как и других о т р а с л я х народного хозяйства страны, положена концепция охраны окужающей среды как комплекс мероприятий по предотвращению ее загрязнения сверх научно обоснованного допустимого уровня. Работы по воспроизводству природных ресурсов в энергетике включают мероприятия по очистке продуктов сгорания топлив и сточных вод, рекультивации земель и направлены на ликвидацию источников загрязнения воздушного и водного бассейнов. Эти работы взаимосвязаны с последующей природоохранной деятельностью по ликвидации экологического воздействия энергетических объектов на окружающую среду.

Существуют активные и пассивные, прямые и косвенные методы охраны природы. К активным относят методы, связанные с непосредственным изменением экологических показателей источников выбросов загрязняющих веществ, к пассивным — нейтрализацию или ограничение влияния негативного воздействия различных объектов па среду обитания и ресурсы (создание санитарно-защитных зон, заповедники и т. п.). Прямые методы позволяют ограничить отрицательное воздействие непосредственно на объект, косвенные основаны на изменениях в элементах природной среды.

Непосредственное воздействие ТЭС на окружающую среду (рис. 1,3) характеризуется тем, что привносится в окружающую среду

врезультате реализации проекта и что из нее изымается:

-химическое загрязнение биосферы (выбросы и сбросы загрязняющих веществ в газообразном, жидком и твердом состоянии);

-тепловое загрязнение воздушного бассейна и водных объектов;

-физическое воздействие (акустическое, электромагнитное, радиоактивное);

-изъятие природных ресурсов (вода, воздух на технологические нужды; земельное пространство для размещения основной площадки ТЭС, золошлакоотвалов, трасс; вырубка лесов).

Кроме того, для ТЭС. характерно механическое воздействие на осферу^ не связанное с привнесением и изъятием из природной сре- •^Ь! отдельных компонентов (например, травмирование микроорганиз-

'^ов и рыбы в системах охлаждения ТЭС).

Показатели воздействия ТЭС на окружающую среду следующие:

-характер воздействия — прямое, косвенное, кумулятивное, синергическое и т. д. (определяет временной интервал между воздействием и его последствием, а также наличие промежуточных передатчиков воздействия);

-интенсивность воздействия (поступление загрязнителя, энергии в единицу времени);

-продолжительность воздействия (суммарное за определенный период время воздействия на окружающую среду, либо время однократного непрерывного воздействия);

-динамика воздействия (изменение воздействия во времени - непрерывное, периодическое, дискретное, кратковременное, разовое);

-масштаб воздействия (его распространение по площади, численность и значимость объектов воздействия, его глубина).

Вкачестве источников воздействия ТЭС на окружающую среду рассматриваются те элементы технологического процесса энергопроизводства (в расчетном и нерасчетном режимах эксплуатации), функционирование которых является причиной изменения в окружающей среде. Источниками воздействия могут рассматриваться также выведенные из эксплуатации золошлакоотвалы, если они не рекультивированы и оказывают существенное влияние на окружающую среду («след деятельности»).

При классификации источников воздействия 1зыделяются:

-организованные и неорганизованные;

-стационарные и нестационарные;

-расчетные, аварийные;

-локализованные и рассредоточенные.

Характеристика источников воздействия (качественная и количественная) включает следующие показатели:

-параметры источников выделений загрязнителей;

-параметры источников выбросов и сбросов в окружающую природную среду;

-состав и количество загрязнителей, поступающих в природную среду;

-положение на промплощадке ТЭС;

токсичность выделяемых химических загрязнителей.

jjpii рассмотрении источников воздействия выделяются наиболее щественные, оказывающие значимое влияние на состояние окружа- ''^щей среды, учитывается суммация, действия загрязняющих веществ,

отдельных источников.

К о н е ч н ы м и объектами и субъектами воздействия ТЭС являются:

-персонал предприятия;

-население (условия жизни и здоровья);

-природная среда;

-исторические и культурные памятники.

Воздействие на эти объекты ТЭС может оказывать непосредственное либо через изменение качества биосферы (атмосферный воздух, водные объекты, почва, растительный и животный мир со сложившимися экосистемами, микроклиматы, ландшафт).

По выявленным экологически значимым позициям прогнозируются возможные изменения в окружающей среде под влиянием ТЭС по крайней мере по следующим аспектам:

-изменение количественных соотношений веществ и воздуха рабочей зоны населенного пункта, природных зон в поверхностных и подземных водах, на почве;

-изменение растительного покрова, в том числе:

-видового состава;

-состояния растительных сообществ, характера возобновления;

-площади распространения растительных сообществ в зоне влияния ТЭС;

-изменение животного мира, в том числе:

-видового состава;

-численности популяции;

-мест обитания популяционных сообществ;

~изменение местного климата, включая:

-температурный режим;

-влажность;

-особенности воздушной циркуляции;

-изменение недр, в том числе:

-динамической напряженности пород;

-термическо1тлэежишигогаиь1хл10осш;"

-изменение гидрологического режима подземных вод;

-изменение визуального, культурно-исторического качества природной среды, в том числе:

-визуальные доминанты;

-материальные, культурно-исторические памятники. Технологическая и технико-экономическая характеристика ТЭС

включает следующие сведения:

-основные технические решения;

-состав оборудования;

-соответствие передовому отечественному и зарубежному уровню:

-вид топлива и его потребление.

На стадии проектирования ТЭС определяются механизм, характер и уровень ее воздействия на окружающую среду:

-источники воздействия, их виды и характеристики;

-объекты воздействия.

Осуществляется прогнозная оценка изменения окружающей среды под воздействием ТЭС:

-на основании данных о санитарно-гигиеническом состоянии воздушного и водного бассейнов рассматривается увеличение загрязнения атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почвы. Выделяются загрязнители, по которым складывается концентрация, превышающая ПДК;

-по выявленным экологически значимым позициям прогнозируется новое состояние окружающей среды, оцениваются возможные последствия совокупности вероятных изменений в окружающей среде на здоровье и условия жизни населения при сооружении ТЭС и при нулевом варианте (без реализации проекта);

-оценка последствий ожидаемого воздействия создаваемой ТЭС на окружающую среду проводится с учетом фонового загрязнения, исходного состояния природных объектов, уязвимости местных экосистем, наличия особо охраняемых природных объек тов, а также с использованием информации об экологически; последствиях сооружения аналогичных энергопредприятий.

При оценке вероятности и последствий аварийных ситуаций:

-рассматриваются все возможные их виды (разрушение плотины] дамбы, пожары, разрывы газовых сетей и др.), причины их воз-

никновения (технические ошибки персонала, дефекты оборудования, стихийные бедствия), вероятность аварийных ситуаций;

-на качественном уровне анализируются последствия отдельных видов аварийных ситуаций для окружающей среды и населения;

-оценивается возможность оперативной эвакуации персонала, населения;

-способы устранения и предотвращения аварийных ситуаций,

предусмотренные проектом.

рассматриваются ранее выполненные природоохранные мероприятия при разработке проекта реконструкции, технического перевооружения ТЭС по охране атмосферного воздуха, водоемов, почвы и недр.

Оценка исходного состояния окружающей среды включает;

-характеристику воздушной и водной среды; земель, отводимых в постоянное и временное пользование;

-описание климатических, геологических и других природных условий;

-характеристику флоры, фауны, рекреационных и особо охраняемых территорий;

-демографические показатели; заболеваемость населения; динамику этих показателей; заболеваемость работающих с временной утратой трудоспособности; профессиональную заболеваемость.

Рассматриваются средства по ограничению воздействия создаваемой ТЭС на окружающую среду (специальные технические средства по очистке дымовых газов, сточных вод, водообороту, переработке отходов, безопасному складированию золошлаков) и соответствующих Изменений в окружающей среде:

-в расчетном режиме эксплуатации;

-в случае малоэффективной работы систем улавливания и очистки дымовых газов и сточных вод, некачественного выполнения золошлакоотвалов и т. д.;

~ в условиях аварийной ситуации.

Выполняется оценка полноты и достоверности мероприятий по

Рбдотвращению либо ограничению до допустимого уровня отрица- ^^•^ьных экологических и связанных с ними социальных и экономи-