Основные факторы воздействия промышленности на окружающую среду и пути оптимизации негативных факторов - Курсовая работа

Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объем этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже почти половину его общей поверхности. Задачи данной работы - выявить факторы воздействия промышленности на окружающую среду и описать пути оптимизации негативных факторов. Большое количество вредных веществ в атмосферу поступает с выхлопными газами автомобилей, причем их доля в загрязнении воздуха постоянно растет; по некоторым оценкам в России - более 30%, а в США - более 60% от общего выброса загрязняющих веществ в атмосферу. С ростом промышленного производства, его индустриализации, средозащитные мероприятия, базирующиеся на нормативах ПДК и их производных, становятся недостаточными для снижения уже образовавшихся загрязнений.На пороге двадцать первого столетия человечество вступило в новую эру своего существования, когда потенциальная мощь создаваемых им средств воздействия на среду обитания превысила порог устойчивости биосферы, привела к развитию экологического кризиса, последствия которого могут быть трагическими для системы «общество-природа». Высокие его темпы сопровождаются загрязнением окружающей среды. Экологическая ситуация в России, в том числе и в промышленности стала одной из важнейших причин ухудшения основных показателей здоровья населения, снижения средней продолжительности жизни и роста смертности.

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объем этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновляемых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так как на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете. Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже почти половину его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо - и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере. Развиваясь, человечество начинает использовать все новые виды ресурсов (атомную и геотермальную энергию, солнечную, гидроэнергию приливов и отливов, ветряную и другие нетрадиционные источники). Однако главную роль в обеспечении энергией всех отраслей экономики сегодня играют топливные ресурсы. Это четко отражает структура топливно-энергетического баланса.

Данная курсовая работа посвящена экологическим проблемам в промышленности. Вопрос контроля воздействия промышленных объектов на экологию окружающей среды является очень острым, что и определяет актуальность темы данной работы.

Цель данной работы - проанализировать проблемы природопользования в промышленности. Задачи данной работы - выявить факторы воздействия промышленности на окружающую среду и описать пути оптимизации негативных факторов.

1. Промышленное производство и качество окружающей среды

1.1 Общие тенденции развития производства

Проблемы окружающей среды стали в ХХ веке актуальными для всех стран мира в связи с развитием хозяйственной деятельности и увеличением численности человечества (с 1,6 млрд. человек в начале века до 6 млрд. к началу ХХІ века). В России, как и в других странах, в регионах особенно интенсивного экономического развития во второй половине ХХ века возникли обширные зоны так называемые «экологического неблагополучия». В РФ они охватывают около 15% территории страны, здесь сосредоточены основные производственные мощности и наиболее продуктивные сельскохозяйственные угодья и проживает более 60% населения. Хотя в середине 1990-х гг. наступила кратковременная стабилизация состояния окружающей среды в России, в связи со спадом производства, ее качество продолжало оставаться низким. После 2000 г. в связи с ростом производства в условиях ослабления государственной природоохранной системы объем негативных воздействий на окружающую среду превысил уровень 1987 г.

Основные источники загрязнения атмосферного воздуха территории нашей страны - машины и установки, использующие серосодержащие угли, нефть, газ.

Значительно загрязняют атмосферу автомобильный транспорт, ТЭЦ, предприятия черной и цветной металлургии, нефтегазоперерабатывающей, химической и лесной промышленности. Большое количество вредных веществ в атмосферу поступает с выхлопными газами автомобилей, причем их доля в загрязнении воздуха постоянно растет; по некоторым оценкам в России - более 30%, а в США - более 60% от общего выброса загрязняющих веществ в атмосферу.

С ростом промышленного производства, его индустриализации, средозащитные мероприятия, базирующиеся на нормативах ПДК и их производных, становятся недостаточными для снижения уже образовавшихся загрязнений. Поэтому естественно обращение к поиску укрупненных характеристик, которые, отражая реальное состояние сред, помогли бы выбору экологически и экономически оптимального варианта, а в загрязненных (нарушенных) условиях - определили очередность восстановительно-оздоровительных мероприятий.

С переходом на путь интенсивного развития экономики важная роль отводится системе экономических показателей, наделенных важнейшими функциями хозяйственной деятельности: плановой, учетной, оценочной, контрольной и стимулирующей. Как всякое системное образование, представляющее собой не произвольную совокупность, а взаимосвязанные элементы в определенной целостности, экономические показатели призваны выражать конечный результат с учетом всех фаз воспроизводственного процесса.

Одной из важных причин увеличения природоемкости экономики стал превышающий все допустимые нормативы износ оборудования. В базовых отраслях промышленности, транспорта износ оборудования, в том числе очистного, достигает 70-80%. В условиях продолжающейся эксплуатации такого оборудования резко увеличивается вероятность экологических катастроф.

Типичной в этом отношении стала авария нефтепровода в арктическом районе Коми около Усинска. В результате на хрупкие экосистемы Севера вылилось - по различным оценкам - до 100 тыс. т нефти. Эта экологическая катастрофа стала одной из крупнейших в мире в 90-х гг., и она была вызвана крайней изношенностью трубопровода. Авария получила мировую огласку, хотя по оценкам некоторых российских специалистов она является одной из многих - просто другие удалось скрыть. Например, в том же регионе Коми в 1992 г., по данным межведомственной комиссии по экологической безопасности, произошло 890 аварий.

Колоссален экономический ущерб экологических катастроф. На сэкономленные в результате предотвращения аварий средства в течение нескольких лет можно было бы реконструировать топливно-энергетический комплекс, существенно снизить энергоемкость всей экономики.

Ущерб, наносимый природе при производстве и потреблении продукции, - результат нерационального природопользования. Возникла объективная необходимость установления взаимосвязей между результатами хозяйственной деятельности и показателями экологичности выпускаемой продукции, технологией ее производства. Это в соответствии с законодательством требует от трудовых коллективов дополнительных затрат, которые необходимо учитывать при планировании. На предприятии целесообразно разграничивать затраты на охрану окружающей среды, связанные с производством продукции и с доведением продукта до определенного уровня экологического качества, либо с заменой его другим, более экологичным.

Существует связь между качеством продукции и качеством окружающей среды: чем выше качество продукции (с учетом экологической оценки использования отходов и результатов природоохранной деятельности в процессе производства), тем выше качество окружающей среды.

Каким образом можно удовлетворить потребности общества в должном качестве окружающей среды? Преодолением негативных воздействий с помощью обоснованной системы норм и нормативов, с увязкой расчетных методов ПДВ, ПДС и средозащитных мероприятий; разумным (комплексным, экономичным) использованием природных ресурсов, отвечающим экологическим особенностям определенной территории; экологической ориентации хозяйственной деятельности, планирование и обоснование управленческих решений, выражающихся в прогрессивных направлениях взаимодействия природы и общества, экологической аттестации рабочих мест, технологии выпускаемой продукции.

Обоснование экологичности представляется неотъемлемой частью системы управления, влияющей на выбор приоритетов в обеспечении народного хозяйства природными ресурсами и услугами в пределах намечаемых объемов потребления.

Различие производственных интересов и отраслевых заданий определяет особенности взглядов специалистов на проблему экологизации производств, применяемой и создаваемой техники и технологии.

Предпринимаются попытки на основе единого методического подхода, расчетом частных и обобщающих показателей выразить взаимосвязь натуральных и стоимостных характеристик в принятии экономически целесообразного и экологически обусловленного (приемлемого) решения. Приоритетность натуральных параметров, показателей отвечает потребностям ресурсообеспечения общественного производства. Стоимостные показатели должны отражать результативность усилий по снижению (или повышению) техногенной нагрузки на природу. С их помощью производится расчет экологического ущерба и оценивается эффективность мер по стабилизации режима природопользования.

Надо сказать, что кроме этого принимаются и такие меры, как: - обеспечение организации производства нового, более совершенного оборудования и аппаратуры для очистки промышленных выбросов в атмосферу от вредных газов, пыли, сажи и других веществ;

- проведение соответствующих научных исследований и опытно-конструкторской работ по созданию более совершенной аппаратуры и оборудования для защиты атмосферного воздуха от загрязнения промышленными выбросами;

- осуществление на предприятиях и организациях монтажа и наладки газоочистного и пылеулавливающего оборудования и аппаратуры;

- осуществление государственного контроля за работой газоочистных и пылеулавливающих установок на промышленных предприятиях.

Природно-промышленные системы в зависимости от принятых качественных и количественных параметров технологических процессов отличаются друг от друга по структуре, функционированию и характеру взаимодействия с природной средой. В действительности даже одинаковые по качественным и количественным параметрам технологических процессов природно-промышленные системы отличаются друг от друга неповторимостью экологических условий, что приводит к различным взаимодействиям производства с окружающей его природной средой. Поэтому предметом исследования в инженерной экологии является взаимодействие технологических и природных процессов в природно-промышленных системах.

В то же время в более развитых странах подход к проблемам окружающей среды со стороны правительств гораздо более жесток: например, ужесточаются нормы содержания вредных веществ в выхлопных газах. Чтобы не потерять свою долю рынка в сложившихся условиях, компания Honda Motors засунула под капот современный 32-разрядный компьютер и озадачила его проблемой сохранения окружающей среды. Микропроцессорное управление системой зажигания - не новость, однако, похоже, впервые в истории автомобильной промышленности программно реализован приоритет чистоты выхлопа, а не выжимания лишних "лошадей" из мотора. Надо сказать, компьютер в очередной раз продемонстрировал свой интеллект, уже на промежуточном этапе снизив токсичность выхлопа на 70% и потеряв при этом всего 1,5% мощности двигателя. Вдохновленный результатом, коллектив инженеров и программистов начал экологическую оптимизацию всего, что хоть как-то такую оптимизацию в состоянии вынести. Электронный эколог под капотом бдительно следит за составом рабочей смеси, впрыскиваемой в цилиндры, и "в режиме реального времени" управляет процессом сгорания топлива. А если, несмотря на все старания "уничтожить врага в его собственном логове" (в смысле, в цилиндрах двигателя) что-то в выхлопную трубу и проскочит, то наружу не выйдет: специальные датчики тут же сообщат об этом компьютеру, который, перенаправив коварную порцию выхлопа в специальный отсек, уничтожит ее там с помощью электричества. Разумеется, не забыли навесить на двигатель и специально разработанный каталитический дожигатель особой конструкции. Результат, как говорится, превзошел все ожидания: мощность двигателя снизилась совсем ненамного, экономичность не пострадала, а что касается выхлопа - забавно, но факт: процентное содержание в нем вредных веществ заметно меньше, чем в воздухе, которым дышат жители, например, центральных районов Лос-Анджелеса.

1.2 Экологические проблемы промышленного производства

В современных условиях нарастающего научно-технического прогресса усиливаются до опасных пределов влияния на экосистемы твердых, жидких и газообразных отходов и выбросов производств и транспорта. Растут потребности в чистой воде и безвозвратные ее потери в промышленности и в сельском хозяйстве.

Исходя из темпов промышленного развития и перспектив их наращивания учеными разработаны прогнозы, согласно которым нагрузка на природную среду планеты в виде различных отходов и выбросов к началу XXI в. возрастет в 2-3 раза.

Проблема чистой воды на нашей планете за последние десятилетия стала настолько острой, что очень часто именно недостаток воды лимитирует развитие промышленности и рост городов. Несмотря на то, что очистке промышленных и бытовых стоков уделяется большое внимание (не разрешается ввод новых производств без пуска очистных сооружений, ведется соответствующий контроль и т.п.), еще имеются случаи, когда сбрасываются неочищенные или недостаточно очищенные сточные воды, которые приносят большой вред экологическим системам и в конечном итоге здоровью людей.

Отдельные местные загрязнения водоемов и водотоков объединяются. В Мировом океане растет площадь акваторий, отравленных нефтью. Все больше загрязняются участки у берегов Франции, Англии, США, Японии, где загрязнение на несколько порядков выше, чем в открытом океане. Известный норвежский ученый-исследователь Тур Хейердал еще в 1969 г. во время своего плавания через Атлантический океан на папирусной лодке "Ра" пересекал огромные участки загрязненного океана. В моря в результате аварий нефтеналивных судов и утечек на морских нефтепромыслах ежегодно поступает 5 млн. т нефти. Такого количества достаточно, чтобы за 7 лет покрыть нефтяной пленкой весь Мировой океан и нарушить газообмен между атмосферой и гидросферой Земли, а ведь значительную часть кислорода, которым мы дышим, выделяют морские микроскопические водоросли. Этого не происходит только благодаря тому, что экосистема океана борется с влиянием человека, выставляя заслон в виде нефтеразлагающих бактерий. Но "запас прочности" и здесь имеет свои границы. В Антарктиде обнаружены погибающие пингвины, покрытые пятнами нефти. А еще раньше в печени пингвинов был найден известный препарат ДДТ, применявшийся для борьбы с вредителями за десятки тысяч километров от Антарктиды. Наконец, следует напомнить трагедию японского города Минамата, где завод, производящий удобрения и продукты органической химии, в течение многих лет выпускал в морской залив стоки, содержащие ртуть. Эту ртуть неизбежно накапливали в своем теле рыбы. В результате среди окрестных жителей, питавшихся этой рыбой, появилось заболевание, названное "болезнь Минамата", унесшее сотни жизней.

Там, где частные производства бесконтрольно сбрасывают стоки, остается угроза опасного для жизни загрязнения морских и пресных вод. И, тем не менее, пути к решению водной проблемы есть. Необходимы строгий государственный контроль, совершенствование системы очистки промышленных стоков. Учитывая темпы развития промышленности, специалисты подсчитали, что к 2000 г. на разбавление очищенных стоков нужно будет использовать всю речную воду планеты. Выход из создавшегося положения заключается главным образом в изменении технологических процессов, а именно в ряде областей промышленности необходим переход на маловодные и безводные технологии и к оборотному водоснабжению, создаваемому по типу замкнутого цикла. Положительные результаты этих мер известны. Несмотря на значительный рост химических производств в России, потребление воды в этой отрасли в 1990 г. осталось на уровне 1978 г. благодаря введению оборотного водоснабжения. На новых нефтеперерабатывающих заводах экономия воды в результате оборотного водоснабжения достигла 92%, уменьшилось загрязнение их рек, как Волга и Урал.

В настоящее время многое делается для уменьшения промышленных выбросов в атмосферу. Но, тем не менее, этот вид загрязнения раньше других приобрел глобальные масштабы и наиболее ощутим. С ним люди, в первую очередь обитатели городов, сталкиваются ежедневно. Содержащиеся в загрязненном воздухе вредные вещества неизбежно поступают в организм. Грязную воду вы можете не пить, отложив эту потребность на несколько часов. Отложить необходимость в очередном вдохе невозможно даже на несколько минут и вынуждены вдыхать загрязненный воздух.

Основные источники загрязнения атмосферы - промышленные предприятия, тепловые электростанции и транспорт.

Ежегодно в атмосферу нашей планеты выбрасывается 200-250 млн. т золы, до 60 млн. т сернистого газа, 280-300 млн. т оксида углерода и сотни миллионов тонн других веществ, опасных для здоровья человека. По существующим прогнозам развития мировой экономики, к 2000 г. по сравнению с 1965 г. будет сжигаться каменного угля в 2-2,5, нефти - в 3-3,5, леса - в 1,5-1,8 раза больше. Усилению загрязнения атмосферы будет способствовать, в связи с истощением запасов топлива, сжигание все более низкокачественных углей, содержащих большое количество различных примесей, в первую очередь серы.

Промышленные выбросы не только влияют на здоровье людей, разрушают материалы и оборудование, но и снижают продуктивность сельского и лесного хозяйства. Урожайность полей в зоне действия предприятий цветной металлургии на 40-60% ниже, чем за пределами этой зоны. Суммарные убытки от загрязнения воздуха в США в 1970 г. составили 12,3 млрд. долларов. О возрастающем влиянии загрязнения на экономику промышленно развитых стран говорят следующие цифры. В Японии удельный вес экономического ущерба в результате загрязнения среды в 1955 г. составил 0,2% национального дохода, а в 1970 г. уже достиг 13,8%.

Большую тревогу в последние годы вызывают называемые кислотные дожди. Они выпадают в результате конденсации сернистого ангидрида и окислов азота, попадающих в атмосферу с промышленными выбросами, в первую очередь тепловых электростанций и металлургических заводов. Выпадать эти дожди могут за тысячи километров от источников их возникновения. От них гибнут леса, становятся безжизненными озера, теряет плодородие почва. Так, например, промышленность США "экспортирует" кислотные дожди в Канаду, им же путем промышленность Рурского бассейна отравляет озера Швеции и Норвегии.

Загрязнение окружающей среды влияет на человека, животных и растения не только непосредственно, вызывая те или иные заболевания или угнетение жизнедеятельности. Многие из синтезируемых химической промышленностью веществ (а число их очень быстро возрастает) являются мутагенами, т. е. вызывают наследственные изменения организмов - мутации. Большинство этих изменений крайне неблагоприятно. Наиболее опасными мутагенами являются радиоактивные вещества, излучения которых даже в самых малых дозах вызывают мутации. Радиоактивными являются отходы атомной промышленности, требующие специального захоронения, и вещества, образующиеся в результате испытаний атомного и термоядерного оружия. Действие их проявляется в виде ряда передающихся по наследству заболеваний, уродств и других дефектов развития. В настоящее время в ряде промышленно развитых стран около 10% новорожденных имеют такие дефекты. Число их увеличивается, и дальнейшее загрязнение биосферы мутагенами, по мнению ряда ученых, может привести человечество на грань "генетической, катастрофы".

Следует подробнее остановиться на повышении содержания углекислого, газа в атмосфере, которое имеет глобально-экологическое значение и в значительной мере определяет климатические условия на планете. Дело в том, что молекулы углекислого газа пропускают к поверхности Земли солнечные лучи (коротковолновое излучение), но задерживают идущее от Земли (длинноволновое) тепловое излучение. Таким образом, создается называемый парниковый эффект, и температура атмосферы повышается.

В последние десятилетия наблюдается антропогенное, (вызванное деятельностью человека), увеличение содержания углекислоты в атмосфере. Так, за 20 лет этот прирост составил 0,002% и при этом температура атмосферы повысилась в среднем на 0,2° С. Много это, или мало? Подсчитано, что при современной скорости повышения содержания углекислоты к началу XXI в. ее концентрация в атмосфере достигнет 0,04-0,05%, а средняя температура повысится на 1°С, Этого будет достаточно, чтобы растаяло такое количество полярных льдов, при котором уровень Мирового океана повысится на 1,5 м. Окажутся частично затопленными многие приморские города и низменности, уйдут под воду плодородные долины, переместятся устья рек, изменится климат, начнется смещение природных зон на планете. Если и в дальнейшем количество поступающей углекислоты не уменьшится, то процесс таяния льдов Арктики и Антарктиды будет продолжаться. А когда этот процесс завершится, то уровень Мирового океана повысится на 65 м и уйдет под воду 10% современной суши.

Насколько вероятна такая перспектива? К сожалению, многие специалисты считают такой прогноз достаточно обоснованным, хотя есть и совершенно иные взгляды. В истории нашей планеты были периоды активной вулканической деятельности с обильными выбросами углекислого газа и более теплым климатом; были, как известно, и периоды похолоданий, вызывавших оледенения целых континентов. Последний из них закончился уже в четвертичном периоде 12-13 тыс. лет назад. Следовательно, современное климатическое и экологическое равновесие на Земле нельзя считать устойчивым, и вносимые человеком изменения в окружающую среду оказываются достаточными, чтобы сдвинуть их.

"Наша планета очень ранима",- писал Тур Хейердал, и это действительно так. Планетарная экологическая система-биосфера едина, и разные воздействия человека на ее состояние могут взаимно усиливаться. Это относится и к парниковому эффекту. Кроме прямого повышения содержания углекислого газа за счет выбросов развитию его способствует и вырубка лесов - основного потребителя атмосферной углекислоты, и нефтяное загрязнение океана, снижающее фотосинтез водорослей. Сюда же присоединяется и непосредственная антропогенная термофикация или, как иногда говорят, "тепловое загрязнение" водоемов. Дело в том, что тепловые и атомные электростанции, роль которых в производстве энергии будет возрастать, сбрасывают большое количество теплых вод. Так, например, к 2000 г. 1/3 годового стока рек США должна проходить через конденсаторы электростанций для их охлаждения.

1.3 Пути разрешения экологических проблем

Каждая из обсуждающихся здесь глобальных проблем имеет свои варианты частичного или более полного решения, существует некий набор общих подходов к решению проблем окружающей среды.

Меры улучшения качества окружающей среды: 1. Технологические: · разработка новых технологий, · очистные сооружения, · замена топлива, · электрификация производства, быта, транспорта.

2. Архитектурно-Планировочные мероприятия: · зонирование территории населенного пункта, · озеленение населенных мест, · организация санитарно-защитных зон.

3. Экономические: 4. Правовые: · создание законодательных актов по поддержанию, · качества окружающей среды.

5. Инженерно-организационные: · уменьшение стоянок автомобилей у светофоров, · снижение интенсивности движения транспорта на перегруженных автомагистралях.

Кроме этого, за последнее столетие человечество разработало ряд оригинальны способов борьбы с экологическими проблемами. К числу таких способов можно отнести возникновение и деятельность разного рода “зеленых” движений и организаций. Кроме “Green Peacea”, отличающегося размахом своей деятельности, существуют аналогичные организации непосредственно проводящие природоохранные акции. Также есть другой тип экологических организаций: структуры, которые стимулируют и спонсируют природоохранную деятельность(Фонд дикой природы).

Кроме разного рода объединений в сфере решения экологических проблем, существует целый ряд государственных или общественных природоохранных инициатив: природоохранное законодательство в России и других странах мира, различные международные соглашения или система “Красных книг”.

В числе важнейших путей решения экологических проблем большинство исследователей также выделяет внедрение экологически чистых, мало- безотходных технологий, строительство очистных сооружений, рациональное размещение производства и использование природных ресурсов.

2. Авария на АЭС Фукусима 1

Авария на АЭС Фукусима-1 - крупная радиационная авария (по заявлению японских официальных лиц - 7-го уровня по шкале INES), произошедшая 11 марта 2011 года в результате сильнейшего землетрясения в Японии и последовавшего за ним цунами.

В момент землетрясения три работающих энергоблока были остановлены действием системы аварийной защиты, которая сработала в штатном режиме. Однако спустя час было прервано электроснабжение (в том числе и от резервных дизельных электростанций), предположительно изза последовавшего за землетрясением цунами.

Электроснабжение необходимо для отвода остаточного тепловыделения реакторов, которое, согласно формуле Вэя - Вигнера, в первые секунды составляет около 6,5 % от уровня мощности до останова, через час - примерно 1,4 %, через год - 0,023 %. Сразу после потери резервных дизельных электростанций владелец станции, компания TEPCO, заявила правительству Японии об аварийной ситуации. С этого момента работа на площадке АЭС была сфокусирована на решении проблемы электроснабжения аварийных систем, для чего на станцию решили доставлять мобильные силовые установки для замещения неработающих дизелей.

Без достаточного охлаждения во всех трех работавших до аварийного останова энергоблоках начал снижаться уровень теплоносителя и стало повышаться давление, создаваемое образующимся паром. Первая серьезная ситуация возникла на энергоблоке № 1. Для недопущения повреждения реактора высоким давлением пар сбрасывали в гермооболочку, в которой давление возросло до 840 КПА при расчетном значении в 400 КПА. Чтобы гермооболочка не разрушилась, пар пришлось сбрасывать в атмосферу, при этом TEPCO и МАГАТЭ заявили, что он будет фильтроваться от радионуклидов. Давление в гермооболочке удалось сбросить, однако при этом в обстройку реакторного отделения проникло большое количество водорода, образовавшегося в результате оголения топлива и окисления циркониевой оболочки тепловыделяющих элементов (ТВЭЛОВ) паром (пароциркониевая реакция).

На момент аварии на энергоблоках находилось следующее количество топливных сборок: Табл. 1

Энергоблок 1 Энергоблок 2 Энергоблок 3 Энергоблок 4 Энергоблок 5 Энергоблок 6

В реакторах 400 548 548 0 548 764

В бассейнах Отработавших 292 587 514 1331 946 876

Свежих 100 28 52 204 48 64

На следующий день 12 марта в 6:36 на первом энергоблоке АЭС произошел взрыв, в результате которого обрушилась часть бетонных конструкций. Причина взрыва - образование водорода в результате пароциркониевой реакции при высоких температуре и паросодержании. Корпус реактора не пострадал, была разрушена внешняя оболочка блока из железобетона. Четыре человека, принимавшие участие в работах на станции, получили ранения и были направлены в больницы.

Уровень радиации на границе промплощадки станции сразу после взрыва достиг 1015 МКЗВ/час, через 4 минуты - 860 МКЗВ/час, через 3 часа 22 минуты - 70,5 МКЗВ/час. 13 марта правительство Японии сообщило о сложной ситуации на блоке № 3 - вышла из строя система его аварийного охлаждения, которая должна была заработать при снижении уровня теплоносителя ниже определенной уставки. Имелись предварительные данные, что ТВЭЛЫ по высоте частично находились или находятся выше уровня воды. Существовала угроза взрыва водород.

14 марта произошел взрыв водорода на третьем энергоблоке станции по тем же причинам, что и на первом. В результате ранения получили 11 человек. Гермооболочка и корпус реактора, по сообщению японских официальных лиц, не были повреждены. На блоках 1 и 2 начались работы по восстановлению аварийного электроснабжения с помощью мобильных силовых установок. Продолжалась подача морской воды с борной кислотой для охлаждения реакторов блоков 1 и 3. На блоке 2 отказала система аварийного охлаждения, и TEPCO уведомило о начале такой же аварийной ситуации, как и на блоках 1 и 3. После отказа системы охлаждения, на блоке 2 началась операция по охлаждению морской водой с борной кислотой, аналогичная проводимой на 1 и 3 блоках. Однако в процессе работ отказал предохранительный клапан сброса пара из реактора, и изза возросшего давления, подача воды стала невозможной. Активная зона на некоторое время оголилась полностью, часть ТВЭЛОВ, вероятно, оказались серьезно повреждены. Однако функции клапана удалось восстановить, что позволило сбросить давление и продолжить охлаждение морской водой.

15 марта примерно произошел взрыв на втором блоке АЭС. Вероятно, поврежден бак-барботер (резервуар в виде тора, находящийся на более низкой отметке, чем реактор), предназначенный для конденсации пара, поступающего из реактора в аварийных ситуациях. Давление в барботере упало в три раза, что говорит о его повреждении. В момент взрыва уровень радиации на промплощадке вырос до 8217 МКЗВ/час, но позже снизился на треть. Причиной взрыва, как и в предыдущих случаях, явилось скопление водорода. В результате взрыва возможно была нарушена целостность гермооболочки. Одновременно на блоке 4 произошел пожар в хранилище отработанного ядерного топлива, радиоактивные вещества, по информации МАГАТЭ, стали поступать в атмосферу. Пожар был потушен в течение 2 часов.

18 марта возобновились попытки охлаждения ОЯТ, находящегося в бассейне выдержки блока 3. Шесть пожарных машин вылили примерно 40 тонн воды, в это же время, с помощью предоставленной армией США системы распыления воды высокого давления, было подано еще 2 тонны. Операцию проводили Силы самообороны Японии совместно с пожарным управлением Токио. На площадке станции было развернуто спецподразделение токийских пожарных, в арсенале которых имеется мощнейший пожарный автомобиль, способный закачивать 3000 литров воды в минуту на высоту 22 метра. С помощью него и других машин через отверстие в стене заливают воду в бассейн выдержки отработавшего топлива блока 3. Ситуация в бассейнах выдержки блоков 5 и 6 полностью нормализовалась, постоянный теплоотвод за счет электроснабжения от двух резервных дизельных электростанций позволил снизить температуру воды в бассейнах до нормальной. Утром в гермооболочке блока 3 поднялось давление. Готовилась операция по краткосрочному сбросу среды из гермооболочки для снижения давления, однако позже оно стабилизировалось на более высоком уровне, необходимость сброса исчезла.

На площадке станции было развернуто спецподразделение токийских пожарных, в арсенале которых имеется мощнейший пожарный автомобиль, способный закачивать 3000 литров воды в минуту на высоту 22 метра. С помощью него и других машин через отверстие в стене заливают воду в бассейн выдержки отработавшего топлива блока 3.

20 марта непрерывная заливка воды в бассейн выдержки отработавшего топлива блока 3 продолжалась более 13 часов. В район энергоблока залито в общей сложности 2 000 тонн воды. Затем началась аналогичная операция на четвертом блоке.

23 марта в течение дня велись работы по заливке воды в бассейны выдержки топлива блоков 3 и 4. Во второй половине дня появились клубы дыма серого цвета над энергоблоком 3, уровень радиации при этом не изменился, однако персоналу, который вел работы по восстановлению работоспособности систем блока 3 и пожарным, заливающим воду в него, пришлось на время отойти от блока в укрытие. Дым рассеялся в течение часа.

Имеются успехи в работах по восстановлению электроснабжения блоков 1-4, на блоке 3 удалось восстановить индикацию приборов блочного щита управления. Блоки 5 и 6 полностью переведены на внешнее электроснабжение.

27 марта так же, как и на 1 и 3 энергоблоках, на блоке 2 восстановлена индикация приборов блочного щита управления. На блоках 1, 2 и 4 восстановлены некоторые рабочие функции. Начались работы по откачке воды из затопленных турбинных залов энергоблоков в систему конденсата. Ведется откачка на блоке 1 и подготавливается на блоках 2 и 3. Откачка воды необходима для восстановления электроснабжения и работы систем охлаждения. Работы осложняются высоким уровнем ионизирующего излучения от воды - 60 МЗВ/ч на блоке 1, 1000 МЗВ/ч на блоке 2 и 750 МЗВ/ч на блоке 3. Активность воды является следствием распада короткоживущих нуклидов (в основном иода-131), что позволяет предположить поступления радиоактивных веществ из реакторных систем. Однако давление в реакторах не падает, что указывает на отсутствие крупномасштабных течей оборудования и трубопроводов.

28-29 марта продолжается откачка воды из затопленного турбинного отделения блока-1, подготавливаются к этому блоки 2 и 3. Без выполнения этих работ восстановление электроснабжения и работоспособности штатных систем не представляется возможным, так как все они находятся в турбинном отделении. При этом размеры затопленных подземных помещений очень большие, поэтому сроки выполнения этих работ неизвестны. Кроме того, конденсаторы турбин, куда собираются откачивать воду, и так заполнены водой, и для начала необходимо куда-то откачать ее. Судя по активности воды в турбинных отделениях, в той или иной мере протекают гермооболочки блоков 1, 2 и 3, наиболее серьезная течь на блоке 2. Предполагается, что радиоактивные материалы из расплавленного топлива вышли за пределы корпуса реактора, а затем, вместе с водой, и из гермооболочек. Очень высокий уровень ионизирующего излучения от воды в турбинных отделениях мешает восстановительным работам. На блоке 2 он по прежнему составляет 1000 МЗВ/ч, на блоке 1 - 0,4 МЗВ/ч. На блоке 3 уровень неизвестен, так как входы в подвальные помещения завалены мусором от цунами.

Для решения проблемы затопленных помещений под энергоблоками TEPCO намеревается принять ряд серьезных мер - построить рядом с аварийными блоками очистные сооружения, которые будут способны перерабатывать 20 тонн воды в час, емкость для приема очищенной воды объемом 6 000 м? и пруд объемом 4 000 м?. Откачка воды из затопленных помещений блока 1 в конденсатор турбины остановлена изза его наполнения. На всех блоках планируется откачка воды из конденсаторов в баки хранения конденсата, а оттуда в другие емкости. Ведутся подготовительные работы.

2 апреля при поиске путей поступления радиоактивных веществ в море, ликвидаторами аварии было обнаружено, что бетонный канал для электрокабелей, располагающийся на глубине 2 метра в непосредственной близости от водозабора морской воды (для нужд технического водоснабжения) энергоблока 2 заполнен высокоактивной водой. Уровень излучения от ее поверхности такой же, как в подвальных помещениях блока 2 (1000 МЗВ/ч), с которыми канал имеет связь через систему технологических тоннелей. Кроме того, было обнаружено, что в стене кабельного канала имеется трещина шириной 20 см. Было принято решение залить бетоном участок с трещиной, однако две попытки это сделать не увенчались успехом, так как большой расход воды через трещину не дает бетону затвердевать. 3 апреля была предпринята попытка залить трещину специальным полимерным материалом, которая также не увенчалась успехом. 4 апреля сотрудники пытались удостовериться, что именно эта трещина является причиной утечки в море. В один из тоннелей под энергоблоком 2, примыкающий к треснувшему каналу, была залита жидкость-маркер белого цвета, однако в канале она в итоге не появилась. Предпринимаются дальнейшие попытки остановить течь через трещину, в случае их безуспешности планируется укреплять зе

экологический природоемкость промышленный

На пороге двадцать первого столетия человечество вступило в новую эру своего существования, когда потенциальная мощь создаваемых им средств воздействия на среду обитания превысила порог устойчивости биосферы, привела к развитию экологического кризиса, последствия которого могут быть трагическими для системы «общество-природа».

Экономический рост в индустриально-развитых странах имеет и свои недостатки. Высокие его темпы сопровождаются загрязнением окружающей среды.

Загрязнение окружающей среды, истощение природных ресурсов и нарушения экологических связей в экосистемах стали глобальными проблемами. И если человечество будет продолжать идти по нынешнему пути развития, то его гибель, как считают ведущие экологи мира, через два-три поколения неизбежна.

Экологическая ситуация в России, в том числе и в промышленности стала одной из важнейших причин ухудшения основных показателей здоровья населения, снижения средней продолжительности жизни и роста смертности. Однако в России существует развитая система охраны окружающей среды. Глобальное экологическое будущее зависит от того, насколько все принимаемые меры будут осуществляться на практике, как будут сочетаться общие экономические решения со спецификой экологической ситуации в промышленности нашей страны.

1. Василенко В.А. Экономика и экология: проблемы и поиски путей устойчивого развития. Новосибирск, 2004.

2. Ерофеев Б.В. Экологическое право: Учебник для вузов. - М.: Юриспруденция, 2001.

3. Кормилицын В.И., Цицкишвили М.С., Яламов Ю.И.. Основы экологии. М., 2004.

4. Нестеров П.М., Нестеров А.П. Экономика природопользования и рынок. М., 2004.

Размещено на .ru