2. загрязнение атмосферы и литосферы продуктами сгорания (выбросы в атмосферу, шлаки, радиоактивные отходы и т.д.);
3.тепловое загрязнение – сброс тепловой энергии электростанции в окружающую среду и повышение температуры среды;
4.электромагнитное загрязнение – создание электрических, магнитных и электромагнитных полей;
5.радиоактивное загрязнение;
6.затопление полезных территории( в случае гидроэлектростанции);
7.воздействие на климат;
8.воздействие на флору и фауну;
9.наведенная сейсмичность – возникновение землетрясении при создании электроустановок, в первую очередь гидроэлектростанции.
Экологические характеристики тепловой энергетики
Тепловые электростанции (ТЭС) дают около 70% потребляемой энергии, они работают за счет сжигания угля или мазута, и чрезмерно загрязняют атмосферу, энергия получаемая на ТЭС является одной из самых грязных. ТЭС мы будем рассматривать вкупе с предприятиями угольной промышленности т.к. тепловая энергетика требует изъятия территории для добычи топлива, его транспортировки, размещения электростанций и линий передач, а также отвалов и терриконов.
. Угольная промышленность — важное звено энергетического комплекса. 3/4 угля используется в промышленности, на тепловых электростанциях как топливо, а также как технологическое сырье и топливо в металлургии и химической промышленности (коксующиеся угли). Районообразующая роль топлива сказывается тем сильнее, чем крупнее масштабы и выше технико-экономические показатели ресурсов. Массовое и дешевое топливо притягивает к себе топливоемкие производства, определяя в известной мере направление специализации района. В топливно-энергетическом балансе (ТЭБ) России доля угля в 1950-е годы достигала 65%, в 1960-е годы — 40-50%. В 1970-80-е годы угольное топливо было вытеснено нефтегазовым, и в настоящее время доля угля в ТЭБ России составляет лишь 12-13% , а в топливном балансе теплоэлектростанций — примерно 25%. В настоящее время в ТЭБ России на газ приходится 49%, нефть — 32%, уголь — около 13%. В перспективе доля угля в ТЭБ будет повышаться, и спрос на уголь в России в связи с изменением структуры запасов основных энергоносителей будет возрастать. В восточных регионах России, включая Урал, доля угля возрастает в производстве электроэнергии. В настоящее время на Дальнем Востоке удельный вес угля в балансе котельно-печного топлива превышает 80%, а электрическая и тепловая энергия в регионах Дальнего Востока вырабатывается в основном на ТЭС, сжигающих уголь.
Господствующими являются каменные угли: они составляют 70% общих запасов. Пропорции между каменными и бурыми углями имеют заметные территориальные различия. В европейской части России, например, явно преобладают каменные угли, составляющие свыше 9/10 всех запасов, в Казахстане они находятся примерно в равном количестве, а в Сибири бурых углей в 3 раза меньше, чем каменных.
Основными потребителями угля являются: электроэнергетика — 39%, промышленность и коммунально-бытовой сектор —27%, коксохимические предприятия — 14%, население — 8%, сельское хозяйство — 5%.
Угольная промышленность, с точки зрения воздействия на окружающую среду, является одной из сложных отраслей промышленности.
На экологическую обстановку в угледобывающих регионах оказывают большое влияние шахты, разрезы, обогатительные фабрики, предприятия угольного машиностроения, производства строительных материалов, а также строительно-монтажные предприятия, автобазы, управления водно-канализационного хозяйства и др.
Основными направлениями негативного воздействия угольной промышленности являются следующие:
— изъятие из землепользования и нарушение земель;
—истощение водных ресурсов и нарушение гидрологического режима подземных и поверхностных вод;
—загрязнение подземных и поверхностных водных объектов сбрасываемыми в них производственными и хозяйственно-бытовыми сточными водами предприятий и населенных пунктов;
—загрязнение воздушного бассейна твердыми и газообразными вредными веществами при применении существующих технологических процессов добычи, переработки и сжигания твердого топлива;
—загрязнение земной поверхности отходами добычи и обогащения угля и сланца;
—деятельность предприятий отрасли способствует ухудшению качества атмосферного воздуха (многочисленные котельные, дымящиеся терриконы и т. д.).
Негативные воздействия горных работ на природную среду особенно значительны при открытом способе добычи угля. Более 60% угольных шахт России взрывоопасны (газ и угольная пыль), почти в 50% возможно самовозгорание угля.
По мере эксплуатации любого угледобывающего предприятия горные работы все более передвигаются в глубь земных недр, что сопровождается удлинением производственных коммуникаций и падением их «производительности». Эти неблагоприятные изменения особенно заметны в отдельных звеньях технологической цепочки шахты (вентиляция, транспорт добытого угля и породы), которые становятся «узкими местами» в работе предприятия. В итоге производительность шахты постепенно снижается, а ее экономические показатели ухудшаются [19].
Проектами строительства шахт предусматриваются вскрытие и подготовка к выемке запасов только одного верхнего горизонта. Но по истечении 10-12 лет шахта полностью отрабатывает данную часть угольных запасов, и на ней должны быть завершены вскрытие и подготовка к эксплуатации следующего, расположенного ниже, горизонта. Во многих случаях это означает осуществление комплекса работ по реконструкции, что требует крупных инвестиций. Таким образом, периодическая реконструкция угольного предприятия является не только (как в других отраслях) средством экономически выгодного обновления, но и условием его физического существования.
Конечный срок службы угледобывающего предприятия жестко ограничен величиной запасов угольного поля. Средний срок службы шахты составляет около 40 лет, то есть в отрасли ежегодно выбывает 5-7 шахт. При сохранении стабильной общей потребности страны в угле для компенсации этой потери необходимо регулярно и заблаговременно, с запасом 8-10 лет, строить такое же количество новых шахт, под которые вновь отчуждается определенное количество земель.
Основной проблемой охраны водных ресурсов является реконструкция и повышение эффективности действующих очистных сооружений сточных вод, т. к. 90% загрязненных сточных вод проходят очистные сооружения, но сбрасываются недостаточно очищенными. Ежегодно в связи с ужесточением требований контролирующих органов, расширением перечня ингредиентов-загрязнителей сброс сточных вод увеличивается, несмотря на строительство и ввод очистных сооружений.
Выбросы вредных веществ в атмосферу шахтерских городов и поселков тоже являются немаловажным фактором. Под экологически чистыми технологиями добычи и переработки угля следует понимать такие технологии, использование которых должно обеспечивать минимизацию отрицательных экологических последствий уже на стадии основного производства и тем самым сократить объёмы собственно природоохранных работ.
В настоящее время добыча 1 т угля сопровождается образованием от 0,3 т (шахтная добыча) до 4 т (открытая разработка) вскрышных пород, 0,3 т отходов обогащения и выбросом 5-25 м3 метана. Ежегодное накопление вскрышных пород составляет около 400 млн. т и более 14 млн. т отходов углеобогащения. К настоящему времени на внешних отвалах накоплено порядка 20 млрд. т вскрышных и вмещающих пород. Процесс накопления сопровождается пылением отвалов, горением терриконов, и под влиянием ветровой эрозии локальное загрязнение становится региональным. Выход на поверхность огромной массы горных пород, сопровождающийся образованием подземных полостей, приводит к оседанию (обрушению) земной поверхности, а также к изъятию плодородных земель под горные отвалы.
На долю ТЭК приходится около половины всех выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников, более 15% сбросов загрязненных сточных вод. Доля в сбросе сточных вод угольной промышленности в России составляет 8,6%. По статистическим данным, в начале 80-х годов XX века на планете добывалось около 100 млрд. т различных руд, горючих ископаемых. При этом в результате хозяйственной деятельности человека в биосферу поступило более 200 млн. т С02, около 146 млн. т. S02, 53 млн. т оксидов азота и других химических соединений. Побочными продуктами деятельности этих предприятий явились также 32 млрд м3 неочищенных вод и 250 млн т пыли.
Загрязнителями среды, проступающими от предприятий угольной промышленности, являются: отходы, угольная пыль, шахтная вода, что ведет к угнетению и смерти живых организмов.
Процесс добычи угля сопровождается пылевыми и газовыми выбросами. При производстве взрывных работ появляется вероятность взрыва газопылевоздушной смеси. При выбросе горных выработок, газопыльных породных отвалов, открытых карьеров происходят выбросы в атмосферу пыли, метана, диоксида углерода, токсичных веществ, попадание минеральных солей в водоемы. В пыли содержится много различных минералов (гипс, асбест и др.), около 20% окиси железа, 5% сажи и других веществ. Пыль создает экран для солнечной радиации, из-за загрязнений крупные города получают на 15% меньше солнечного света. Пыль в атмосфере ведет к появлению и обострению респираторных и легочных заболеваний.
При окислении и самовозгорании угля при его хранении происходит выделение дыма и токсичных веществ, ухудшение качества топлива, что ведет к загрязнению атмосферы. При подземной разработке угля основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются газопылевые выбросы из горных выработок и газопылевые выделения из породных отвалов. С газопылевыми выбросами и образуемыми при взрывах газами в окружающую среду выделяются вещества, обладающие токсичным воздействием. Добыча 2 млрд. т угля сопровождается выделением 27 млрд. м3 метана (СН4) и 16,8 млрд. м3 диоксида углерода.