36

8.1. Тепловые электростанции

ТЭС оказывают следующие основные виды воздействия:

1)загрязнение воздушного бассейна;

2)загрязнение золоотвалами;

3)тепловое загрязнение;

4)электромагнитное загрязнение.

Степень загрязнения воздушного бассейна зависит от вида применяемого топлива, мощности ЭС и высоты дымовых труб.

Наибольшую опасность представляют ТЭС, работающие на твердом топливе. На ТЭЦ мощностью 1000 МВт в сутки сжигается 5 тысяч тонн каменного угля. Из выбросов в окружающее пространство особую опасность представляют окислы азота и серы, образующие в атмосфере азотные и серные кислоты. «Кислые» дожди приводят к повышению кислотности почв и оказывают вредное воздействие на растительный и животный мир. Борьба с этим явлением осуществляется в двух направлениях: путем увеличения высоты дымовых труб и путем снижения концентрации вредных примесей в топливе до его сжигания или в выбросах после сжигания.

В состав топлива входит много других опасных для человека веществ, таких как мышьяк, ртуть и даже радиоактивные вещества.

При сжигании топлива образуется большое количество шлака, который гидравлическим способом сбрасывается в золоотвал. Золоотвал представляет собой открытый бассейн площадью в несколько футбольных полей, в котором хранится золо-водяная смесь с высокой концентрацией вредных веществ, в т.ч. радиоактивных. Вблизи золоотвала радиоактивный фон обычно существенно выше естественного. Утечки раствора в грунт, неизбежные из-за больших размеров сооружения, наносят большой ущерб окружающей среде, делая навсегда непригодными для использования в сельском хозяйстве значительные территории. Во многих странах мира рядом с электростанциями строят предприятия по переработке золы. Из шлака производят асфальтовые покрытия и строительные материалы.

37

По технологии производства электроэнергии отработанный пар из турбины направляется в конденсатор, где он конденсируется и в дальнейшем используется по замкнутому циклу (см. рисунок 2.1). Холодная вода поступает в конденсатор из реки, или пруда-охладителя и, пройдя через конденсатор, уже нагретая, сбрасывается обратно. КПД современных ТЭС редко превышает 60%, оставшиеся 40% в основном связаны с потерями в тепловом цикле. Тепловое воздействие крупных КЭС приводит к нарушению климата, гибели рыбы, животных и птиц, т.е. настолько велико, что зачастую их мощность при проектировании ограничивается объемом водохранилища.

Значительная часть тепла поступает в окружающее пространство из градирен. В зимний период времени это приводит к гололеду на дорогах и обледенению проводов линий электропередачи.

Электромагнитное загрязнение окружающей среды свойственно всем электроустановкам высокого напряжения.

Величина токов в современных энергосистемах может достигать 500 – 800 кА. При протекании тока возникает магнитное поле, оказывающее вредное влияние на различные приборы, в т.ч. на устройства релейной защиты и автоматики.

Установки высокого напряжения создают опасное для здоровья человека электрическое поле, поэтому работа в распределительных устройствах напряжением 330 кВ и выше допускается только в специальных защитных костюмах и строго ограниченное время.

8.2. Атомные электростанции

Опыт Франции и Японии показывает, что при нормальной эксплуатации АЭС оказывают значительно меньшее влияние на окружающую среду, чем тепловые, но было бы ошибкой утверждать, что экологические проблемы в атомной энергетике полностью отсутствуют.

Такими проблемами являются:

1)выбросы в воздушное пространство;

2)добыча и транспортировка урановой руды и ядерного горючего;

38

3)утилизация радиоактивных отходов, оборудования радиоактивного контура

ивсей АЭС после окончания срока эксплуатации.

Ввыбросах АЭС в воздушное пространство содержатся различные химические соединения. Среди них есть и радиоактивные, но они не представляют особой опасности для человека. Это объясняется тем, что в их состав входят в основном изотопы с небольшим периодом полураспада. Например, у радиоактивного йода он составляет семь суток. Вследствие этого «накопления» радиации не происходит, и в районе АЭС радиоактивный фон обычно существенно ниже, чем вблизи ТЭС такой же мощности.

Ксожалению, невозможно полностью обезопасить процесс добычи и транспортировки ядерного горючего. В истории мировой атомной энергетики известны случаи чрезвычайных ситуаций, возникших из-за аварий при транспортировке таких грузов морским и железнодорожным путем.

Даже самые современные технологии хранения радиоактивных отходов не дают стопроцентной гарантии на сотни лет вперед. Это тревожное наследство будет передаваться из поколения к поколению пока человечество не найдет более эффективных способов утилизации радиоактивных отходов.

Особое беспокойство населения связано с нештатными ситуациями, такими как авария на Чернобыльской АЭС. В последние годы надежность современных реакторов существенно возросла и делается все возможное, чтобы подобное развитие событий полностью исключить.

При дефиците органического топлива атомной энергетике в третьем тысячелетии нет альтернативы. Вне зависимости от нашего желания надежные современные АЭС и атомные ТЭЦ неизбежно придут на смену традиционным тепловым электростанциям.

8.3 Гидроэлектростанции

Достоинства ГЭС очевидны. Они решают проблемы судоходства, водоснабжения, орошения, позволяют развивать рыбоводство, птицеводство и решать другие хозяйственные задачи. Плотина ГЭС выполняет функции моста, связы-

39

вающего берега реки. По ней проходят железнодорожные пути, автомобильные дороги, прокладываются кабельные линии и тепловые сети. Из верхнего бьефа водохранилища питается городской водозабор, на его берегах размещаются дома отдыха и пансионаты.

Однако при сооружении ГЭС возникает целый ряд экологических, социальных и других проблем.

Строительство плотин на равнинных реках приводит к образованию обширных мелководных водохранилищ. В зоне затопления оказываются заливные луга и пастбищные земли. Непоправимый урон наносится земледелию и животноводству.

Повышение уровня грунтовых вод приводит к засолению почвы, и она становится непригодной для возделывания сельскохозяйственных культур.

Создание водохранилищ способствует изменению климата.

Взимний период в нижнем бьефе вода не замерзает, постоянно парит, образуя туман и изморозь. Обледенение линий электропередачи становится причиной многих аварий. Из-за тумана и гололеда аэропорты не могут принимать самолеты.

Влетний период мелководные водохранилища прогреваются, и в них создаются условия для активного роста микроорганизмов. Вода становится непригодной для питья, возникают проблемы с использованием ее для полива.

Вветреную погоду на поверхности водохранилища образуются волны, разрушающие берега и способствующие возникновению оврагов. Все эти явления имеют место на ГЭС Волжского каскада.

Нередко в зоне затопления оказываются обширные лесные массивы. Вывоз древесины не всегда возможен из-за рельефа местности, отсутствия дорог, техники и других причин. На крупнейшей в России Саяно-Шушенской ГЭС из-за отвесных берегов миллионы кубических метров леса остались на склонах и были затоплены. В течение нескольких лет с момента пуска первого агрегата водохранилище было заполнено вековыми соснами с корнями и кронами, засоряющими решетки водоприемников. Но главная беда состоит в том, что гниющий лес может

40

нанести непоправимый вред всему живому. Похожие ситуации возникали на водохранилищах Курейской, Усть-Хантайской и других ГЭС.

Взону затопления часто попадают крупные населенные пункты. Десятки тысяч людей вынуждены менять место жительства. При сооружении Волжского каскада ГЭС было затоплено несколько сел, и купола церквей многие годы возвышались над поверхностью воды.

Высокогорные ГЭС требует строительства плотин высотой 300 и более метров. Сооружение глубоководных водохранилищ часто приводит к возникновению наведенной сейсмичности. Причины этого явления до конца не изучены, но известно немало случаев, когда в районах с низкой сейсмической активностью после заполнения водохранилища водой возникают землетрясения с эпицентром в его глубоководной части, как правило, вблизи плотины. Такие явления имели место на Нурекской, Чиркейской и других ГЭС.

Одной из наиболее острых проблем гидроэнергетики является уменьшение рыбных запасов и урон, наносимый рыболовству. Плотины ГЭС, перегораживая реки, становятся непреодолимой преградой на пути миграции рыб. Рыбоподъемники существуют далеко не на всех ГЭС, конструкция их весьма примитивна и поэтому они малоэффективны. Например, на Волжской ГЭС машинный зал имеет длину около километра. У крайнего генератора имеется рыбоход. Поднимаясь из Каспийского моря, рыба упирается в плотину, и перед ней стоит весьма не простая задача: найти этот рыбоход и по нему попасть в ванну, которая затем специальным подъемником переносится через плотину. Автор этих строк был свидетелем такой операции и лично убедился в ее неэффективности.

Волга, перегороженная плотинами ГЭС, напоминает цепь водохранилищ, течение воды в которых в летний период почти отсутствует. Вода в них застаивается, количество рыбы уменьшается, промышленный лов становится малоэффективным.

Внепроточной части на дне водохранилищ скапливаются отходы промышленных предприятий, концентрация вредных веществ с каждым годом растет, рыба становится опасной для употребления в пищу.

41

Во время паводка, после заполнения водохранилища, ГЭС сбрасывает излишки воды, и в нижнем бьефе наступает разлив. Рыба выходит метать икру на заливные луга. В старину в этот период молчали колокола церквей, и он длился в течение нескольких недель. Энергетики впустую воду так долго сбрасывать не могут. Поэтому разлив сокращается по срокам в несколько раз, вода скатывается, а икринки остаются на траве и ветках кустарников и становятся лакомством для животных и птиц.

Для воспроизводства поголовья рыбы создаются искусственные нерестилища и рыбозаводы, но наносимый ущерб все же покрыть не удается, рыбные запасы неуклонно уменьшаются.

Подводя итоги всему экологическому разделу, следует заменить, что большинство видов человеческой деятельности отрицательно воздействуют на природу. Научно-технический прогресс остановить невозможно, и общая задача всех, в т.ч. и энергетиков состоит в том, чтобы минимизировать его отрицательные последствия.