Альтернативные види енергії і забруднення водних бассейнов

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Экология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ХАРКІВСЬКИЙ ГУМАНІТАРНИЙ ИНСТИТУТ

" НАРОДНА УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ «

Факультет «Бизнес-управление «

Заочне отделение

Контрольна работа

по предмету

" Екологія «

Студентки групи БУ-11

Воликовой С.Л.

ХАРКІВ — 1999

1. Альтернативні види енергії 3

1.1. Енергія сонця 3

1.2. Вітрова енергія 4

1.3. Енергія річок 5

1.4. Енергія Землі 6

2. Забруднення водних басейнів. Способи очищення 8

2.5. Джерела забруднення внутрішніх водойм 8

2.6. Методи очищення стічні води 11

Список літератури 15

Альтернативні види энергии

1 Енергія солнца

Останнім часом інтерес до проблеми використання сонячної енергії різко зріс. І хоча це джерело також належить до поновлюваним, увагу, яку приділяють йому в усьому світі, змушує нас окремо розглянути можливості використання сонячної энергии.

Потенційні можливості енергетики, заснованої на використанні безпосередньо сонячного випромінювання, надзвичайно велики.

Зауважимо, що використання лише лише 0,0125% цієї кількості енергії Сонця міг би забезпечити все сьогоднішніх потреб світової енергетики, а використання 0,5% - повністю покрити потреби на перспективу.

На жаль, навряд чи коли ці величезні потенційні ресурси вдасться реалізовувати великих масштабах. Однією з найсерйозніших перешкод такий реалізації є низька інтенсивність сонячного випромінювання. Навіть якби найкращих атмосферних умовах (південні широти, чисте небо) щільність потоку сонячного випромінювання не перевищує 250 Вт/м2. Тому, щоб колектори сонячного випромінювання «збирали «протягом року енергію, необхідну задоволення всіх потреб людства, потрібно розмістити їх у території 130 000 км²!

Необхідність використовувати колектори розмірів, ще, тягне у себе значні матеріальні витрати. Найпростіший колектор сонячного випромінювання є зачернений металевий (як правило, алюмінієвий) лист, у якому розташовуються труби з що циркулювала у ній рідиною. Нагріта з допомогою сонячної енергії, поглинутою колектором, рідина надходить для безпосереднього використання. За розрахунками, виготовлення колекторів сонячного випромінювання площею 1 км² вимагає приблизно 104 тонн алюмінію. Доведені ж сьогодні світові запаси цього металу оцінюються 1,17(109 тонн.

З написаного ясно, існують різні чинники, обмежують потужність сонячної енергетики. Припустимо, у майбутньому виготовлення колекторів можна буде застосовувати як алюміній, а й інші матеріали. Чи зміниться ситуація у разі? Виходитимемо речей, що на окремої фазі розвитку енергетики (після 2100 року) всі пересічні світові потреби у енергії задовольнятимуться з допомогою сонячної енергії. У цієї моделі можна оцінити, у цьому разі знадобиться «збирати «сонячної енергії площею від 1(106 до 3(106 км2. У той самий загальна площа оранки у світі становить сьогодні 13(106 км2.

Сонячна енергетика належить до найбільш матеріалоємним видам виробництва енергії. Великомасштабне використання сонячної енергії тягне у себе гігантське збільшення потреби у матеріалах, а отже, й у трудових ресурсах у видобуток сировини, його збагачення, отримання матеріалів, виготовлення гелиостатов, колекторів, інший апаратури, їх перевезення. Підрахунки свідчать, що з виробництва 1 МВт (год електричної енергії з допомогою сонячної енергетики знадобиться затратити від 10 000 до 40 000 людино-годин. У традиційної енергетики органічному паливі цей показник становить 200−500 человеко-часов.

Поки що електрична енергія, породжена сонячним промінням, обходиться набагато дорожче, ніж отримувана традиційними способами. Вчені сподіваються, що експерименти, що вони проведуть на досвідчених установках і станціях, допоможуть вирішити як технічні, а й економічні проблемы.

2 Вітрова энергия

Величезна енергія рухомих повітряних мас. Запаси енергії вітру більш ніж у сто разів перевищує запаси гідроенергії всіх річок планети. Постійно й всюди на землі дмухають вітри — від легенького вітру, несе жадану прохолоду літній спека, до могутніх ураганів, приносять незчисленний шкоди і руйнації. Завжди неспокійний повітряний океан, дно якої ми живемо. Вітри, дующие у нашої країни, міг би легко задовольнити все її в електроенергії! Чому ж така багатий, доступний та й екологічно чисте джерело енергії так слабко використовується? Нині двигуни, використовують вітер, покривають всього одну тисячну світових потреб у энергии.

Техніка ХХ століття відкрила цілком нові змогу вітроенергетики, завдання якої стала інший — отримання електроенергії. У початку століття Н. Е. Жуковський розробив теорію вітродвигуна, з урахуванням якої були створено високопродуктивні установки, здатні отримувати енергію від самої слабкого вітерцю. З’явилося багато проектів вітроагрегатів, незрівнянно досконаліших, ніж старі вітряні млини. У нових проектах використовуються досягнення багатьох галузей знания.

Нині до створення конструкцій вітроколеса — серця будь-який вітроенергетичної установки — залучаються специалисты-самолетостроители, вміють вибрати найбільш доцільний профіль лопаті, досліджувати їх у аеродинамічній трубі. Зусиллями учених й інженерів створено самі різноманітні конструкції сучасних вітрових установок.

3 Енергія рек

Багато тисячоліття вірно служить людині енергія, ув’язнена в поточної воді. Запаси в Землі колосальні. Недарма деякі вчені вважають, що нашу планету було б називати не Земля, а Вода, так як близько ¾ поверхні планети вкриті водою. Величезним акумулятором енергії служить Світовий океан, поглинаючий велику значна її частина, яка від Сонця. Тут плещуть хвилі, відбуваються припливи і відпливи, виникають могутні океанські течії. Народжуються могутні річки, які мають величезних мас води в моря, и океани. Зрозуміло, що у пошуках енергії були пройти повз настільки гігантських її запасів. Раніше всього люди навчилися використовувати енергію рек.

Та настав золоте століття електрики, сталося відродження водяного колеса, щоправда, в іншому образі (як водяний турбіни). Електричні генератори, що виробляють енергію, потрібно було крутити, а це досить успішно могла робити вода, тим більше багатовікової досвід в неї вже був. Можна вважати, сучасна гідроенергетика народилася 1891 году.

Переваги гідроелектростанцій очевидні: постійно поновлюваний сама природа заклала запас енергії, простота експлуатації, відсутність забруднення довкілля. Та й досвід будівництва та експлуатації водяних коліс міг би надати чималу допомогу гидроэнергетикам. Проте на будівництво греблі великої гідроелектростанції виявилася завданням значно складнішою, ніж на будівництво невеличкий загати для обертання мірошницького колеса. Аби виконати у обертання потужні гідротурбіни, потрібно нагромадити за греблею величезний запас води. Для будівлі греблі потрібно вкласти стільки матеріалів, що міра гігантських єгипетських пірамід, проти ним, видасться незначним. Тому на початку ХХ століття було побудовано лише кілька гідроелектростанцій. Поблизу П’ятигорська, на північному Кавказі на гірської річці Подкумок успішно діяла досить велика електростанція з промовистою назвою «Білий вугілля «. Це була лише началом.

Вже історичному плані ГОЕЛРО передбачалося будівництво крупних гідравлічних станцій. У 1926 року у лад ввійшла Волховская ГЕС, в наступному — почалося будівництво знаменитої Дніпровської. Далекоглядна енергетична політика, що проводиться нашій країні, призвела до того, що з нас, як у країні світу, розвинена система потужних гидроэлектрических станцій. Жодна держава чи може похвалитися такими енергетичними гігантами, як Волзька, Красноярська і Братська, Саяно-Шушенська ГЕС. Ці станції, дають буквально океани енергії, стали центрами, навколо яких розвинулися потужні промислові комплексы.

Але спочатку людям служить лише невелика частина гідроенергетичного потенціалу землі. Щороку величезні потоки води, які утворилися від дощів і танення снігів, стікають в моря невикористаними. Якби вдалося затримати з допомогою гребель, людство одержала б додатково колосальне кількість энергии.

4 Енергія Земли

Здавна люди знають стихійних проявах гігантської енергії, яка зачаїлася у надрах земної кулі. Пам’ять людства зберігає перекази про катастрофічних виверженнях вулканів, що забрали мільйони людських життів, невпізнанно змінили образ багатьох місць Землі. Потужність виверження навіть порівняно невеликого вулкана колосальна, вона набагато перевищує потужність найбільших енергетичних установок, створених руками людини. Щоправда, про безпосередньому використанні енергії вулканічних вивержень годі й казати: ще немає люди можливостей приборкати цю непокірливу стихію, та й, на щастя, виверження ці досить рідкісні події. Але це прояви енергії, яка зачаїлася у земних надрах, коли лише крихітна частка цієї невичерпною енергії знаходить вихід через вогнедишні жерла вулканов.

Маленька європейська країна Ісландія («країна льоду «в дослівному перекладі) повністю забезпечує себе помідорами, яблуками і навіть бананами! Численні ісландські теплиці отримують енергію від тепла землі, інших місцевих джерел енергії в Ісландії у тому. Зате дуже багата ця країна гарячими джерелами і знаменитими гейзерами — фонтанами гарячої води, з точністю хронометра вырывающейся з-під землі. І хоча ісландцям належить пріоритет використання тепла підземних джерел (ще древні римляни до знаменитим лазням — термам Каракали — підвели воду з-під землі), жителі цій маленькій північної країни експлуатують підземну котельну дуже інтенсивне. Столиця місто Рейк’явік, у якій проживає половину населення країни, опалюється тільки завдяки традиційному підземних источников.

Та не опалювання черпають люди енергію із глибин землі. Вже давно працюють електростанції, використовують гарячі підземні джерела. Перша така електростанція, зовсім ще малопотужна, була побудована 1904 року у невеличкому італійському містечку Лардерелло, названий це у честь французького інженера Лардерелли, який ще 1827 року становив проект використання численних у районі гарячих джерел. Поступово потужність електростанції росла, до ладу вступали дедалі нові агрегати, використовувалися нові джерела гарячої, й у наші дні потужність станції сягнула вже значній величини — 360 тисяч кіловат. У Новій Зеландії є така електростанція у районі Вайракеи, її потужність 160 тисяч кіловат. У 120 кілометрів від Сан-Франциско США виробляє електроенергію геотермальна станція потужністю 500 тисяч киловатт.

Забруднення водних басейнів. Способи очистки

1 Джерела забруднення внутрішніх водоемов

Під забрудненням водних ресурсів розуміють будь-які зміни фізичних, хімічних і біологічних властивостей води в водоймах у зв’язку з скиданням у яких рідких, твердих і газоподібних речовин, які від чи можуть створити незручності, роблячи воду даних водойм небезпечну використання, завдаючи збитки народному господарству, здоров’ю та безпеки населения.

Забруднення поверхневих і підземних вод можна розподілити таких типи: механічне — підвищення змісту механічних домішок, властиве, в основному, поверховим видам забруднень; хімічне — його присутність серед воді органічних і неорганічних речовин токсичного і нетоксического дії; бактеріальне і біологічне — його присутність серед воді різноманітних патогенних мікроорганізмів, грибів, а також дрібніших водоростей; радіоактивне — присутність радіоактивні речовини в поверхневих чи підземних водах; теплове — випуск в водойми підігрітих вод теплових і атомних электростанций.

Основними джерелами забруднення і засмічення водойм є недостатньо очищені стічні води промислових і комунальних підприємств, великих тваринницьких комплексів, відходи виробництва з розробці рудних копалин; води шахт, рудників, обробці та сплаві лісоматеріалів; скиди водного і залізничного транспорту; відходи первинної обробки льону, пестициди тощо. Забруднюючі речовини, потрапляючи в природні водойми, призводять до якісних змін води, які, в основному, виявляється у зміні фізичних властивостей води, зокрема, поява неприємні запахи, присмаків тощо.; у зміні хімічного складу води, зокрема, появу у ній шкідливі речовини, у наявності плаваючих речовин лежить на поверхні води та відкладанні їх у дні водоемов.

Виробничі стічні води забруднені, переважно, відходами, і викидами виробництва. Кількісний і якісний склад їх різноманітний і галузі промисловості, її технологічних процесів; їх поділяють на дві основні групи: містять неорганічні домішки, зокрема. і токсичні, і містять яды.

До першої групи ставляться стічні води содовых, сульфатных, азотно- туковых заводів, збагачувальних фабрик свинцевих, цинкових, нікелевих руд і т.д., які містять кислоти, луги, іони важких металів та інших. Стічні води цієї групи, переважно змінюють фізичні властивості воды.

Стічні води другої групи скидають нафтопереробні, нафтохімічні заводи, підприємства органічного синтезу, коксохімічні та інших. У стоках містяться різні нафтопродукти, аміак, альдегіди, смоли, феноли та інші шкідливі речовини. Шкідливе дію стічні води цієї групи полягає головним чином окисних процесах, внаслідок яких зменшується вміст у воді кисню, збільшується біохімічна потреба у ньому, погіршуються органолептичні показники воды.

Нафта і нафтопродукти на етапі є головними забруднювачами внутрішніх водойм, вод і морів, Світового океану. Потрапляючи в водойми, вони створюють різні форми забруднення: плаваючу на воді нафтову плівку, розчинені чи эмульгированные у питній воді нафтопродукти, осілі на дно важкі фракції тощо. У цьому змінюється запах, смак, забарвлення, поверхове натяг, в’язкість води, зменшується кількість кисню, з’являються шкідливі органічні речовини, вода набуває токсичні властивості і становить загрозу як в людини. 12 р нафти роблять непридатної до вживання тонну воды.

Досить шкідливим забруднювачем промислових вод є фенолу. Він міститься у стічних водах багатьох нафтохімічних підприємств. У цьому різко знижуються біологічних процесів водойм, процес їх самоочищення, вода набуває специфічний запах карболки.

На життя населення водойм згубно впливають стічні води целлюлозно- паперову промисловість. Окислювання деревної маси супроводжується поглинанням значної кількості кисню, що зумовлює загибелі ікри, мальків і дорослих риб. Волокна та інші нерозчинні речовини засмічують води і погіршують її фізико-хімічні властивості. На рибах і їх кормі - безхребетних — несприятливо відбиваються молевые сплави. З гниючої деревини і кори виділяються в воду різні дубильні речовини. Смола і інші экстрактивные продукти розкладаються і поглинають багато кисню, призводячи до загибелі риби, особливо молоді і ікри. З іншого боку, молевые сплави сильно засмічують річки, а грузило нерідко повністю забиває їх дно, позбавляючи риб нерестовищ і кормових мест.

Атомні електростанції радіоактивними відходами забруднюють річки. Радіоактивні речовини концентруються дрібними планктонными мікроорганізмами і рибою, потім ланцюга харчування передаються іншим тваринам. Встановлено, що радіоактивність планктонних мешканців в тисячі разів вище, ніж води, у якій живут.

Стічні води, мають підвищену радіоактивність (100 кюрі на 1 л і більш), підлягають поховання в підземні бессточные басейни і спеціальні резервуары.

Зростання населення, розширення давніх і виникнення нових міст значно збільшили надходження побутових стоків у внутрішні водойми. Ці стоки стали джерелом забруднення рік та ставків хвороботворними бактеріями і гельмінтами. У більшою ступеня забруднюють водойми миючі синтетичні кошти, широко використовувані у побуті. Вони знаходять широке застосування також у промисловості і сільське господарство. Вміщені у яких хімічні речовини, вступаючи зі стічними водами у річки і озера, надають значний вплив на біологічний і тяжка фізична режим водойм. У результаті, знижується здатність вод до насичення киснем, паралізується діяльність бактерій, минерализующих органічні вещества.

Викликає серйозну стурбованість забруднення водоймищ пестицидами і мінеральною поживою, яких опиняються з полів разом із струменями дощовій і талої води. У результаті, наприклад, доведено, що інсектициди, які у воді як суспензий, розчиняються в нафтопродуктах, якими забруднені річки й озера. Це взаємодія призводить до значному ослаблення окисних функцій водних рослин. Потрапляючи в водойми, пестициди накопичуються в планктоне, бентосе, рибі й по ланцюжку харчування потрапляють до організму людини, діючи негативно як у окремі органи, і на організм у целом.

У зв’язку з інтенсифікацією тваринництва дедалі більше нагадують про себе стоки підприємств цієї галузі сільського хозяйства.

Стічні води, містять рослинні волокна, тварини рослинні жири, фекальную масу, залишки плодів і овочів, відходи шкіряної і целюлозно-паперової промисловості, цукрових і пивоварень, підприємств м’ясо-молочної, консервної і кондитерської промисловості, є причиною органічних забруднень водоемов.

У стічних водах зазвичай близько 60% речовин органічного походження, до цієї категорії органічних ставляться біологічні (бактерії, віруси, гриби, водорості) забруднення в комунально-побутових, медико-санітарних водах і відходах шкіряних і шерстомойных предприятий.

Нагріті стічні води теплових електростанцій та інших виробництв від «потепління», що загрожує досить серйозними наслідками: в нагрітої воді менше кисню, різко змінюється термічний режим, що негативно впливає на флору і фауну водойм, при цьому виникають благотворні умови масової розвитку на водоймищах синьо-зелених водоростей, з так званого «цвітіння води». Забруднюються річки і під час сплаву, при гідроенергетичному будівництві, і з початком навігаційного періоду збільшується забруднення судами річкового флота.

2 Методи очищення стічних вод

У ріках і інших водоймах відбувається природний процес самоочищення води. Але він протікає повільно. Поки промышленно-бытовые скиди були невеликі, річки самі справлялися із ними. У наше індустріальне століття у зв’язку з різким збільшенням відходів водойми не справляються з такою значним забрудненням. Виникла необхідність знешкоджувати, очищати стічні води та утилізувати их.

Очищення стічних вод мовби — обробка стічні води з єдиною метою руйнації чи видалення їх шкідливі речовини. Звільнення стічні води від забруднення — складне виробництво. У ньому, як і у будь-якому іншому виробництві, є сировину (стічні води) і продукція (очищена вода).

Методи очищення стічні води можна розділити на механічні, хімічні, фізико-хімічні й біологічні, коли вони застосовуються разом, то метод очищення знешкодження стічних вод мовби називається комбінованим. Застосування тієї чи іншої методу, у кожному конкретному разі, визначається характером забруднення мірою шкідливості примесей.

Сутність механічного методу у тому, що з стічні води шляхом відстоювання і фільтрації видаляються механічні домішки. Грубодисперсные частки залежно від розмірів уловлюються гратами, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями різних конструкцій, а поверхневі забруднення — нефтеловушками, бензомаслоуловителями, відстійниками та інших. Механічна очищення дозволяє виділяти з побутових стічні води до 60−75% нерозчинних домішок, та якщо з промислових — до 95%, чимало з яких, як цінні домішки, використовують у производстве.

Хімічний метод у тому, що у стічні води додають різні хімічні реагенти, що у реакцію з забруднювачами і в облогу у вигляді нерозчинних опадів. Хімічної очищенням досягається зменшення нерозчинних домішок до 95% і розчинних до 25%

При фізико-хімічному методі обробки з стічних вод мовби видаляються тонко дисперсні і розчинені неорганічні домішки і руйнуються органічні й погано окисляемые речовини, найчастіше з фізико-хімічних методів застосовується коагуляція, окислювання, сорбція, екстракція тощо. Широке застосування знаходить також електроліз. Він залежить від руйнуванні органічних речовин, у стічних водах і добуванні металів, кислот та інших неорганічних речовин. Электролитическая очищення ввозяться особливих спорудах — электролизерах. Очищення стічні води з допомогою електролізу ефективна на свинцевих і мідних підприємствах, в лакофарбової та деякі інших галузях промышленности.

Забруднені стічні води очищають також із допомогою ультразвуку, озону, іонообмінних смол і високого тиску, добре зарекомендувала себе очищення шляхом хлорирования.

Серед методів очищення стічні води великій ролі повинен зіграти біологічний метод, заснований на використанні закономірностей біохімічного і фізіологічного самоочищення рік і інших водойм. Є кілька типів біологічних пристроїв для очищення стічних вод мовби: біофільтри, біологічні ставки і аэротен0ки.

У биофильтрах стічні води пропускаються через шар грубозернистого матеріалу, вкритого тонкої бактеріальної плівкою. Завдяки цій плівці інтенсивно протікають процеси біологічного окислення. Саме він служить чинним початком в биофильтрах. У біологічних ставках в очищенні стічних вод беруть участь все організми, які населяють водоем.

Аэротенки — величезні резервуари із залізобетону. Тут очищувальне початок — активний мул з бактерій і мікроскопічних тварин. Всі ці живі істоти бурхливо розвиваються в аэротенках, чому сприяє органічні речовини стічні води і надлишок кисню, що надходить спорудження потоком подаваного повітря. Бактерії склеюються в пластівці і виділяють ферменти, минерализующие органічні забруднення. Мул з пластівцями швидко осідає, відділяючись від очищеної води. Інфузорії, жгутиковые, амеби, коловертки і інші дрібні тварини, пожираючи бактерії (не слипающиеся в пластівці) омолоджують бактеріальну масу ила.

Стічні води перед біологічної очищенням піддають механічної, а після неї видалення хвороботворних бактерій та хімічної очищенні, хлоруванню рідким хлором чи хлорним вапном. Для дезінфекції використовують також інші фізико-хімічні прийоми (ультразвук, електроліз, озонування і др.)

Біологічний метод дає великі результати при очищенні коммунально- побутових стоків. Він застосовується ще й при очищенні відходів підприємств нафтопереробної, целюлозно-паперової промисловості, виробництві штучного волокна.

Список літератури 1. Авезов Р. Р., Орлов О. Ю. Сонячні системи опалення й гарячого водопостачання. — Ташкент: Фан, 1988. 2. Алфьорова А. А., Нечаєв О.П. Замкнені системи водного господарства промислових підприємств, комплексів і навіть районів. — М.: Стройиздат, 1987. 3. Бурдаков В. П. Електроенергія з космосу. — М.: Энергоатомиздат, 1991. 4. Дверняков В. С. Сонце — життя, енергія. — До.: Наукова думка, 1986. 5. Рогожа М. М. Сонце і людство. — М.: Наука, 1981. 6. Методи охорони внутрішніх вод від забруднення і виснаження / Під ред. И. К. Гавич. — М.: Агропромиздат, 1985. 7. Охорона навколишнього природного довкілля / Під ред. Г. В. Дуганова. — До.: Выща школа, 1990. 8. Харченко Н. В. Індивідуальні сонячні установки. — М.: Энергоатомиздат, 1991.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой