Екологія в житті людини (стр. 3 из 11)

Багаторічне скидання неочищених і недоочищених стоків промислових і сільськогосподарських підприємств, змиви з полів, радіоактивні забруднення, недолік систем каналізації, теплові забруднення привели до того, що вода із природних поверхневих джерел стає усе менш придатною для безпосереднього використання, чи то виробничі цілі, сільське господарство чи задоволення потреб людини в питній воді.

На якості природних джерел води відбивається і стан атмосфери, тому що водойми поповнюються за рахунок опадів, що несуть значне число небезпечних хімічних елементів.

Основними забруднюючими речовинами поверхневих джерел є нафтопродукти, феноли, легкоокисляємі органічні речовини, з’єднання міді, заліза і цинку, амонійний і нітратний азот.

Основні зміни навколишнього середовища: скорочення площ природних екосистем, ріст споживання первинної біологічної продукції, наростання в атмосфері концентрації "парникових" газів, виснаження озонового шару, скорочення площ лісів, зпустинення, деградація земель, підвищення рівня океану, наростання числа техногенних аварій і стихійних лих, зникнення біологічних видів, виснаження вод суши, нагромадження полютантів в об’єктах навколишнього середовища і живих організмах, їх міграція в трофічних ланцюжках, погіршення якості життя, ріст числа захворювань і поява їх нових видів, викликані руйнівною деструктивною діяльністю людини, пов’язаної з забрудненням навколишнього середовища.

Екологічна криза, яку переживає людство, все більше наближається до тотальної екологічної катастрофи: "... які б не були величезні атмосфера і океани, вони не зможуть вічно поглинати індустріальні відходи сучасними темпами, не виявившись смертельно зараженими. Якщо вже отруйні відходи наших виробничих процесів були виявлені в органах тварин у самих віддалених куточках Землі, то доводиться визнати, що граничний рівень зараженості вже досягнуть".

Учені не можуть не визнавати, що незважаючи на деякі досягнення в справі очищення повітря, ґрунту і вод, у цілому екологічна ситуація людства протягом останньої чверті XX в. аж ніяк не покращилася, а навпроти, погіршилася. Усвідомлення цього факту приводить деяких представників екологічної науки до висновку, що одного науково-технічного, навіть екологічно орієнтованого прогресу зовсім недостатньо для встановлення доброчинної взаємодії між суспільством і природою; необхідні радикальні соціально-політичні перетворення.

Учені свідчать, що всякий біологічний вид здатний вижити в межах досить вузької екологічної ніші, тобто сукупності різних умов і факторів навколишнього середовища. Людина це біологічний вид, хоча й більше універсальний, більше адаптивний до змін у навколишнім середовищі. Однак і її ресурси в складній ситуації вичерпуються. Причому впливають не тільки фізичні фактори (забруднення), але і психологічні. Римський клуб прийшов до висновку, що головною причиною екологічних проблем є НТП, орієнтований на невтримний ріст споживання. У частині інтелігентного населення розвинених країн можна відзначити, що виховання дітей спрямоване не на прагнення виростити людей прагнучих до невтримного збагачення, а навпаки до загальнолюдських цінностей, скоріше навпаки слабкі і розвинені країни породжують акул імперіалізму. Це відповідає тим пропозиціям філософів, які виступають за переорієнтацію людей з світових матеріальних цінностей на цінності духовні.

3. Екологічна проблема в сучасній енергетиці

Екологічна проблема в енергетиці проявляється у двох важливих аспектах: по-перше, це забруднення навколишнього середовища промисловими, транспортними викидами, по-друге, вичерпність ресурсів планети, в основному паливних ресурсів. Особливо гостро ця проблема стоїть в енергетиці та транспорті, оскільки саме в цих галузях активно використовуються паливні ресурси планети. При їх спалюванні утворюються шкідливі викиди, які потрапляють у повітря, воду, ґрунт, і цим самим забруднюють середовище нашого існування.

В атмосферу нашої планети постійно попадають мільйони тонн забруднюючих її речовин. У процесі горіння органічного палива (вугілля, нафта, природний газ, деревина) повітря забруднюється вуглекислим газом з’єднаннями сірки, зваженими речовинами, а також бензапіреном. Слід зазначити, що концентрація саме цієї речовини, що ставиться до першого класу небезпеки і викликає онкологічні захворювання, навколо нафтопереробних, вуглехімічних підприємств, підприємств паливно-енергетичного комплексу, казанових станцій теплопостачання, у місцях скупчення або руху автомобільного транспорту особливо висока.

Неухильний ріст народонаселення планети зіштовхується з не менш складною глобальною проблемою - вичерпання традиційних енергетичних ресурсів. Так запаси вугілля становлять 600 років, нафти - 90 років, природного газу - 50 років, урану - 27 років. У такий спосіб всі види палива по всіх категоріях будуть спалені за 800 років. При цьому НТП у напрямку створення революційних технологій виробництва на базі принципово нових предметів і засобів праці не зарекомендував себе. Традиційні енергетичні ресурси не тільки обмежені, їхнє використання забруднює атмосферу. На спалювання вугілля, газу і нафти з атмосфери щорічно вилучається 20 млн. тонн кисню, а в замін викидаються мільйони тонн вуглекислого газу і інших отруйних речовин. Наприклад, середній рівень викидів шкідливих речовин в атмосферу промисловими комплексами Росії становить: транспортним - 36 млн. т у рік; енергетичним - 7,5; металургійним - 5,8; нафтопромисловим - 2,7 млн. т у рік. Планета буквально тоне в масі отруйних відходів промисловості.

Одним з рішенням цієї проблеми є створення екологічно чистих двигунів, нових економічних типів рушіїв, а також використання альтернативних джерел енергії. Варто пригадати прислів’я: „Чисто не там де прибирають, а там де не смітять". Тому використання екологічно-чистих джерел енергії завжди буде займати провідне місце в галузі енергетики. У всьому світі активно проводяться дослідження по можливості використанню альтернативних джерел енергії - сонячної, енергії вітру, морських хвиль та ін.

Сьогодні не викликає подиву використання сонячних батарей різного призначення та енергії вітру від вітрових електростанції та вітряків. Окрім того, країни з океанськими узбережжями великої протяжності активно створюють електростанції на енергії води, це так звані станції прибоїв та хвильові станції. Хоча альтернативні джерела енергії не мають досить великої популярності через невелику їх потужність, на мою думку з подальшим розвитком науки та техніки їх ККД збільшиться і вони отримають більш широке застосування.

Проблема економії палива та використання альтернативних джерел енергії особливо актуальна для транспорту, зокрема водного. Тут особливу роль грає використання енергії хвиль, як додаткового джерела тяги в умовах природного хвилювання і використання (регенерації) хвильової енергії при русі в хвильовому сліді.

Судно, призначене для плавання в морських чи озерних басейнах, значну частину своєї діяльності проводить в умовах більшого чи меншого хвилювання. Хвилювання представляє собою одну з форм переносу механічної енергії, запас якої практично невичерпний. Наприклад, для судна довжиною

м, на хвилі, довжина якої дорівнює м і амплітуда м, безперервно протікає потік енергії по потужності рівній невеликій промисловій електростанції. Необхідно хоча б частину цієї енергії передати судну. Для цього необхідно забезпечити таку конструкцію дна судна, при якій опір води був би мінімальний а регенерація хвильової енергії максимальна. Цього можна досягнути якщо правильно вибрати кути взаємного розміщення пластин дна (реданів). Ефективність дії таких пластин (плит) як засобу керування посадкою судна та зниження його опору залежить також від відносного навантаження та відносного положення центру тяжіння по довжині системи.

Для вирішення цих задач потребує теоретичного вивчення принцип регенерації енергії морських хвиль, який вперше сформулював академік Академії Наук України Г. Є. Павленко. Вивчення цього принципу можна проводити шляхом побудови двовимірної математичної моделі руху системи профілів у рамках теорії хвиль малої амплітуди з використанням методу інтегральних рівнянь. Якщо розглянути математичну модель руху системи, яка рухається по хвильовій поверхні, то при певному положенні поверхонь вони зазнають вплив додаткової енергії - хвильової. Таким чином, маючи певне програмне забезпечення, яке водночас вимірювало би параметри існуючих хвиль і відповідало за керуванням положення поверхонь, можна забезпечити рух судна або системи з досить високою швидкістю і при цьому витрачаючи мінімум природного палива.

Окрім того, вивчення руху такої системи необхідне для визначення гідродинамічних характеристик, які використовується при конструюванні швидких багатореданних суден, систем злету та посадки гідролітаків, вивчення та прогнозування режимів буксирування суден, вантажних платформ та ін.

Регенерації хвильової енергії в живій природі можна побачити на прикладі руху морських тварин. Спостереження за плаванням дельфінів показали, що дельфіни протягом тривалого часу можуть рухатися зі швидкістю порядку 30 - 40 вузлів без особливих зусиль в носовій хвилі судна на невеликій відстані перед ним. Було встановлено, що у випадку руху, який отримав назву “сідлання хвиль", дельфін не затрачує свою власну енергію, а використовує внутрішні рухаючі сили, які зосереджені в носовій хвилі судна. При цьому він не здійснює рухів ні тілом, ні плавниками. Вперше пояснив це явище в 1948 р. і потім в 1950 р. А. Вудкок. Він намагався пояснити це протилежно направленою дією сил тяжіння і опору, припускаючи, що вага дельфіна перевищує його водовитиснення, тобто дельфін має тенденцію тонути під впливом складової ваги і таким чином пливти по хвилі.