Тепловые электростанции как источник загрязнения атмосферного воздуха

ГБОУ  ВПО « Саратовский Государственный  Медицинский Университет

им. В.И. Разумовского» Министерства здравоохранения  и социального развития РФ 

Кафедра гигиены медико-профилактического  факультета  

Дисциплина  « Коммунальная гигиена» 
 
 
 

Зав.кафедрой: д.м.н., профессор И.Н. Луцевич

                                                             Преподаватель: И.А. Каракотина   
 
 

   
 

Реферат на тему: 

«Тепловые электростанции как  источник загрязнения  атмосферного воздуха». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила:  студентка медико-профилактического

факультета 

6 курса 1 группы

Гетц  Т. Н. 

                                                                                                         
 
 

Саратов 2011

Содержание. 

     Введение.------------------------------------------------------------------3

1. Принципы  работы ТЭС и образование продуктов  переработки.------5

2. Основные  производственные выбросы в атмосферу.--------------------6
3. Предельно допустимые концентрации выбросов ТЭС.-----------------8

4. Некоторые пути решения проблем современной энергетики.---------9

     Заключение.-------------------------------------------------------------------------15

     Список  используемой литературы.---------------------------------------------16

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

«Если человек хочет жить на этой Земле, то ему придётся проявить мудрость при выборе между теми нововведениями, которые он способен контролировать, и теми, которыми он управлять не в состоянии».

(Джодже  Драйфус) 

     Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию, что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незакопченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая неизмерно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.  Основу современной цивилизации составляет - ископаемые природные ресурсы и вырабатываемая из них энергия. Очевидно, что без энергетики у человечества нет будущего. Но с другой стороны, энергетика оказывает мощное отрицательное воздействие на окружающую среду, ухудшая условия жизни людей. Основу энергетики составляют различные типы электростанций. Почти 70 лет назад при развитии отечественной индустрии ставку сделали на крупные ТЭС. Однако в то время мало кто задумывался о последствиях влияния ТЭС на природу, т.к. первостепенной задачей было получение электрической энергии и тепла. Технология производства электроэнергии на ТЭС с использованием органических топлив связана с превращением практически всех затраченных материальных ресурсов и большей части энергии топлива в отходы, выбрасываемые в окружающую среду. На современном этапе проблема взаимодействия энергетики и окружающей среды приобрела новые черты, распространяя влияние на огромные территории, большинство рек и озёр, громадные объёмы атмосферы и гидросферы Земли. Ещё более значительные масштабы энергопотребления в обозримом будущем предопределяют дальнейшее интенсивное увеличение разнообразных воздействий на все компоненты окружающей среды в глобальных масштабах. Ранее при выборе способов получения электрической и тепловой энергии, путей комплексного решения проблем энергетики, водного хозяйства, транспорта, назначении основных параметров объектов (тип и мощность станции, объем водохранилища и др.) руководствовались в первую очередь минимизацией экономических затрат. В настоящее же время на первый план все более выдвигаются вопросы оценки возможных последствий возведения и эксплуатации объектов энергетики.   [4] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Принципы  работы ТЭС и образование продуктов переработки.

     ТЭС работают на органическом топливе, в  качестве которого используют сравнительно дешевые уголь и мазут. Эти  виды топлива - невосполнимые природные  ресурсы. Основные энергетические ресурсы  в мире сегодня:

• уголь (40%),
• нефть(27%),
• газ(21%).

     Энергия сжигаемого органического топлива  преобразуется в электрическую  и тепловую энергию. При сжигании твердого, жидкого и газообразного  топлива на ТЭС вся его масса  превращается в отходы, причем продукты сгорания в несколько раз превышают массу использованного топлива за счет включения азота и кислорода воздуха. Все топливосжигающие установки ежегодно выбрасывают в атмосферу Земли 200млн.т. окиси углерода, 150 млн.т. двуокиси серы, 250млн.т. мелкодисперсных аэрозолей. [2]

     Характер  загрязнения атмосферного воздуха  продуктами сгорания минерального топлива  определяется следующими основными  факторами:

• вид топлива;
• условия сжигания топлива;
• наличие и техническая эффективность очистных сооружений;
• условия выброса;
• метеорологические условия;
• рельеф местности.

     Существует  два метода сжигания минерального топлива  — колошниковый (или слоевой) и камерный, который в свою очередь делится на факельный и циклонный. Колошниковый метод применяется для сжигания каменного угля, камерный метод — для сжигания пыли каменного угля, газообразного и жидкого топлива. [1]       Сжигание топлива на ТЭС связано с образованием продуктов сгорания, содержащих летучую золу, частицы недогоревшего пылевидного топлива, сернистый и серный ангидрид, оксиды азота и газообразные продукты неполного сгорания, а при сжигании мазута, кроме того, соединения ванадия, соли натрия, кокс и частицы сажи. В золе некоторых топлив имеется мышьяк, свободный диоксид кремния, свободный оксид кальция и др. Перевод с твердого топлива на газовое ведет к значительному удорожанию вырабатываемой энергии, не говоря уже о дефиците и того, и другого. Кроме того, это не решит проблемы загрязнения атмосферы. Перевод установок на жидкое топливо существенно уменьшает золообразование, но практически не влияет на выбросы окиси серы, так как мазуты, применяемые в качестве топлива, содержат более 2% серы. При сжигании газа в дымовых выбросах также содержится оксид серы, а содержание оксидов азота не меньше, чем при сжигании угля.     Так как не хватает качественного топлива, ТЭС работают на низкосортном. В процессе сгорания такого топлива образуются загрязняющие вещества, которые выводятся в атмосферу с дымом и попадают в почву с золой. Помимо того, что эти выбросы неблагоприятно влияют на окружающую среду, продукты сгорания вызывают выпадение кислотных осадков и парниковый эффект, который грозит нам засухами. [4] 
 

     Основные  производственные выбросы  в атмосферу.

     Источниками загрязнения атмосферы являются производственные выбросы продуктов сгорания.        Загрязняющие примеси выбросов электростанций воздействуют на биосферу района расположения предприятия, подвергаются различным превращениям и взаимодействиям, а также осаждаются, вымываются атмосферными осадками, поступают в почву и водоемы. Кроме основных компонентов, образующихся в результате сжигания органического топлива (углекислого газа и воды), выбросы ТЭС содержат пылевые частицы различного состава, оксиды серы, оксиды азота, фтористые соединения, оксиды металлов, газообразные продукты неполного сгорания топлива. Их поступление в воздушную среду наносит большой ущерб, как всем основным компонентам биосферы, так и предприятиям, объектам городского хозяйства, транспорту и населению городов. Наличие пылевых частиц, оксидов серы обусловлено содержанием в топливе минеральных примесей, а наличие оксидов азота – частичным окислением азота воздуха в высокотемпературном пламени.       Наиболее высокой биологической активностью обладает диоксид азота ( ), который оказывает раздражающее действие на дыхательные пути и слизистую оболочку глаза. Также большую экологическую опасность для человека представляют тяжелые металлы. Попадая в организм в больших количествах, в течение короткого времени они могут вызвать острое отравление, а при хроническом воздействии малых доз в течение продолжительного времени может проявиться канцерогенное действие мышьяка, хрома, никеля и т.д. При пересчете на смертельные дозы в годовых выбросах ТЭС мощностью 1 млн. кВт содержится алюминия и его соединений свыше 100 млн. доз, железа-400 млн. доз, магния -1,5 млн. доз. В выбросах угольных ТЭС содержатся также окислы кремния и алюминия. Эти абразивные материалы способны разрушать легочную ткань и вызывать такое заболевание, как силикоз, которым раньше болели шахтеры. Сейчас случаи заболевания силикозом регистрируются у детей, проживающих вблизи угольных ТЭС.         Наряду с увеличением углекислого газа, происходит уменьшение доли кислорода в атмосфере, который расходуется на сжигание топлива на тепловых станциях.          Воздействие на животный и растительный мир оказывает загрязнение атмосферы окисью серы ( ), которая разрушает хлорофилл растений, может привести к повреждениям листьев и хвои.     Воздействие окиси углерода ( ) на человека и животных состоит в том, что она, соединяясь с гемоглобином крови, очень быстро лишает организм кислорода и приводит к нарушению нервной системы. Оксиды азота снижают прозрачность атмосферы и способствуют образованию смога. Токсичностью отличается пентаксид ванадия ( ), входящий в состав золы мазута. Это вещество вызывает раздражение дыхательных путей у человека и животных, расстройство кровообращения и нервной системы, а также нарушение обмена веществ.      Бенз(а)пирен - своеобразный канцероген, который способен вызывать онкологические заболевания. Поэтому проектирование и сооружение электростанций ведутся с соблюдением требований по предельно допустимым концентрациям основных выбросов, загрязняющих атмосферу отходящими газами предприятий в атмосферном воздухе на уровне дыхания человека. [2] 
 

     Предельно допустимые концентрации выбросов ТЭС.

     В соответствии с Федеральным законом "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" от 30 марта 1999 г. N 52-ФЗ разработаны гигиенические нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.  Предельно допустимой признана такая концентрация, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного действия, не снижает работоспособности, не влияет на его самочувствие или настроение. При косвенном действии учитывалось влияние загрязняющих веществ на микроклимат и зеленые насаждения.   Распространение перечисленных выбросов в атмосферу зависит от рельефа местности, скорости ветра, перегрева их по отношению к температуре окружающей среды, высоты облачности, фазового состояния осадков и их интенсивности. Взаимодействие выбросов с туманом приводит к образованию устойчивого сильно загрязненного мелкодисперсного облака - смога, наиболее плотного у поверхности земли. Одним из видов воздействия ТЭС на атмосферу является все возрастающее потребление воздуха, необходимого для сжигания топлива. 

Таблица 1. Предельно допустимая концентрация основных выбросов, загрязняющих атмосферу отходящими газами ТЭС в атмосферном воздухе на уровне дыхания человека. 

Некоторые пути решения проблем  современной энергетики.