Проблема защиты окружающей среды от выброса продуктов сгорания топлива

Защита окружающей человека среды, как это всем хо­рошо известно, - одна из важнейших глобальных проб­лем.

Пожалуй, наибольшее отрицательное воздействие на окружающую среду в настоящее время оказывают ТЭС. Их воздействие заключается в загрязнении атмосферы мелкими твердыми частицами золы¹ и особенно выбро­сами с уходящими газами окислов серы (если, конечно, сера содержится в топливе, что бывает сплошь и рядом) и окислов азота.

Что касается выбросов мелких частиц золы, то для борьбы с этим злом налажен массовый выпуск фильтров с КПД 95-99%. Можно было бы считать этот вопрос решенным, если бы на многих тепловых электростанциях, рабо­тающих на угле, фильтры не находились бы в столь без­образном состоянии, что их КПД снижается до 80% и даже еще более.

С выбросами окислов серы и азота дело обстоит го­раздо сложнее². До настоящего времени не создано эф­фективно действующих и дешевых фильтров. Однако необходимо отметить, что работа по созданию таких фильтров ведется энергично. Пока что для избежания предельных концентраций SO_X и NO₂ в местах расположения электростанций стро­ятся высокие выхлопные трубы - до 320-350 м.

Следует заметить, что окислы углерода, когда речь идет о тепловых электростанциях, не создают сколько-нибудь серьезных затруднений.

______________

¹ Так как большинство ТЭС использует в качестве топлива мелко­измельченный (в специальных мельницах) уголь, унос мелких частиц несгоревшего угля ничтожен; коэффициент избытка воздуха в топке всегда больше единицы (примерно на 20%).

² Окислы серы возникают при сжигании любого топлива (угля, мазута, природного газа), если в нем содержится сера; окислы азота образуются при сжигании любого топлива тем в большем количе­стве, чем выше температура.

Продукт неполного сго­рания углерода СО, вредно действующий на людей да­же в малых концентрациях, в продуктах сгорания ТЭС практически отсутствует. Как уже говорилось выше, причиной этого является большой избыток воздуха.

Выбросы углекислого газа СО₂, который независимо от человеческой деятельности входит в состав атмосфе­ры в количестве около 0,03% по объему, обращают на себя внимание главным образом с точки зрения увели­чения так называемого парникового эффекта атмосфе­ры и связанного с этим возможного повышения темпе­ратуры атмосферы. Сущность парникового эффекта в том, что атмосфера Земли прозрачна для основной час­ти излучения Солнца (в оптическом диапазоне). В ат­мосфере Земли излучение поглощается молекулами СО₂, Н₂О и другими, именно поэтому увеличение угле­кислоты в атмосфере Земли может привести к повы­шению ее (атмосферы) температуры.

К повышению температуры атмосферы и поверхно­сти Земли может привести также увеличение производ­ства и потребления энергии. Необходимо помнить, что вся произведенная энергия, согласно второму нача­лу термодинамики, в конце концов превратится в тепло.

Все эти рассуждения о росте температуры атмосфе­ры и поверхности Земли были, однако, поколеблены про­веденными наблюдениями. С начала XX в. до 40-х го­дов среднегодовая температура повысилась приблизи­тельно на 0,7° С, а площадь арктических льдов умень­шилась на 10%. Объясняли это увеличением концентра­ции СО₂ в атмосфере и ростом производства и потреб­ления энергия.

Но за последующие приблизительно 30 лет, несмот­ря на рост выбросов СО₂ в 2 раза и продолжающееся увеличение производства и потребления энергии, про­исходило и продолжает происходить снижение температуры, которая может скоро приблизиться к уровню кон­ца XIX в.

Что все это означает? Только то, что мы еще плохо знаем описываемые процессы. Многие считают, что до сих пор не принималось во внимание значение аэрозо­лей - находящихся во взвешенном состоянии мельчай­ших твердых частиц и капель жидкости. Рассмотрение этой гипотезы ведется.

Что касается жидкой фазы (рек, озер, прудов), то ТЭС сколько-нибудь существенно их не загрязняют. На­до только внимательно следить, чтобы нагрев воды, например пруда, не превысил допустимых пределов. В случае чего всегда есть запасной вариант - градирня. Умеренный нагрев пруда может быть даже полезным - содействовать рыбному хозяйству.

Разговор о воздействии ТЭС на окружающую среду можно было бы считать на этом исчерпанным. Но хочется поставить такой вопрос: какие источники за­грязнения наиболее существенны для атмосферы?

Для развитых стран, особенно для больших горо­дов, это автомобиль. В ФРГ, например, на долю ТЭС приходится около 25% всего используемого топлива, а на долю автомобилей - около 12%. В то же время в загрязнении воздушной среды на долю ТЭС приходится примерно 9% (это, конечно, немало, но, как сказано выше, есть реальные возможности резкого снижения этой цифры), а на долю автомобилей 50%.

Дело заключается в том, что в автомобилях (с кар­бюраторными двигателями) плохо сжигается топливо. Автомобили имеют, в частности, в отработавших продук­тах сгорания много СО и NO_X.

Вслед за автомобилями большое загрязнение атмо­сферы приносят отопительные (особенно нецентрализо­ванные) установки, а также выхлопные газы предпри­ятий.

Промышленные предприятия (особенно целлюлоз­но-бумажной, химической и нефтехимической промыш­ленности, цветной металлургии и некоторые другие) - главные загрязнители водных объектов. Поэтому особо большое внимание должно уделяться очистным соору­жениям. Кардинальное решение проблемы - создание предприятий с использованием воды в замкнутом контуре.