Ископаемое топливо — это горючие ископаемые (нефть, природный газ, уголь, горючие сланцы и пр.), образовавшиеся миллионы лет тому назад путем разложения остатков отмерших растений и животных. Заключенная в них энергия имеет своим первоисточником накопленную в растениях энергию солнечного излучения. С ископаемым топливом связано загрязнение окружающей природной среды, происходящее при разработке месторождений, транспортировке и самое главное — при его сжигании. В настоящее время в мире ископаемое топливо обеспечивает около 78% мировых потребностей в энергии, в том числе за счет нефти — 33 %, угля — 27% и природного газа — 18%. Ежегодно в мире сжигается более 9 млрд т условного топлива, что приводит к выбросу в окружающую среду более 20 млрд т диоксида углерода (СОг) и более 700 млн т других соединений. Так, в России в 1995 г. общий объем выбросов в атмосферу загрязняющих веществ от тепловых электростанций (ТЭС) составил 4474 тыс. т (или 89% общего выброса по энергетической промышленности). Поэтому во многих странах мира стали значительно шире использовать альтернативные источники энергии.[ ...]
Сжигание человеком ископаемого топлива (особенно угля), а также выбросы химической промышленности, приводят к накоплению в атмосфере сернистого газа (Б02), который реагируя с парами воды, выпадает на землю в виде кислотных дождей.[ ...]
При сжигании любого ископаемого топлива (угля, горючего сланца, мазута) в составе выделяющихся газов содержатся диоксиды серы и азота. В зависимости от состава топлива их может быть меньше или больше. Особенно насыщенные сернистым газом выбросы дают высокосернистые угли и мазут. Миллионы тонн диоксидов серы, выбрасываемые в атмосферу, превращают выпадающие дожди в слабый раствор кислот.[ ...]
Вклады сжигания ископаемого топлива и уничтожения лесов в наблюдаемый рост атмосферного С02 можно оценить по отношениям радиоуглерода 14С и стабильного тяжелого углерода 13С к основному стабильному изотопу углерода 12С в годичных кольцах деревьев. В ископаемом топливе 14С отсутствует, и поэтому сжигание топлива промышленностью привело за период 1890—1950 гг. к снижению содержания 14С в атмосфере на (2±0,3) % — этот эффект был назван «промышленным», или, по имени открывшего его ученого, «эффектом Г. Зюсса» (некоторый вклад в снижение концентрации 14С мог быть внесен также «эффектом де Вриза» — уменьшением продукции 14С в атмосфере при возрастании солнечной активности вследствие экранировки галактических космических лучей солнечным ветром; впрочем, аналогичную роль могло играть усиление геомагнитного поля, а также перераспределение 14С по резервуарам в системе АОС при колебаниях климата).[ ...]
В связи с сжиганием человеком все большего количества ископаемого топлива: нефти, газа, угля и др. (ежегодно более 9 млрд т условного топлива) — концентрация С02 в атмосфере постоянно увеличивается. За счет выбросов в атмосферу при промышленном производстве и в быту растет содержание фреонов (хлорфторуглеродов). На 1—1,5% в год увеличивается содержание метана (выбросы из подземных горных выработок, сжигание биомассы, выделения крупным рогатым скотом и др.). В меньшей степени растет содержание в атмосфере и оксида азота (на 0,3% ежегодно).[ ...]
Древесное топливо имеет ряд экологических преимуществ перед ископаемым топливом, и прежде всего то, что эмиссия диоксида углерода - газа, создающего парниковый эффект, при сжигании дерева компенсируется тем, что само дерево за срок своей жизни поглощает такое же количество углекислого газа.[ ...]
В результате сжигания ископаемых энергоносителей выбросы СО2 составляют 6 млрд т в год. Температура атмосферы за 100 лет поднялась на 0,5° [237]. Источником поступления углекислого газа в атмосферу, помимо сжигаемого ископаемого топлива, служит разрушение биоты человеком; органическое вещество погибшей биоты разлагается в основном на воду и углекислый газ, в гораздо меньших количествах образуются также растворимые соединения фосфора и азота. По оценкам специалистов [176], разрушающаяся биота выделяет в атмосферу 6 Гт углерода, т.е. столько же, сколько выбрасывается его при сжигании ископаемого топлива.[ ...]
Факельный способ сжигания применяется в очень широких масштабах для сжигания каменных углей, измельченных в высокодисперсную угольную пыль. Этим способом эффективно сжигают даже те виды ископаемого топлива, которые вследствие малой реакционной способности не могут быть сжигаемы слоевым способом.[ ...]
Возрастающие темпы сжигания ископаемого топлива приводят, с одной стороны, к устойчивому, хотя и медленному нарастанию содержания СО2 в атмосфере, а с другой -к накоплению (правда, пока локальному и рассеиваемому) атмосферного аэрозоля.[ ...]
| 3.3 |  |
Выпадение кислотных осадков. При сжигании ископаемого топлива возникают оксиды серы и азота, ежегодный прирост концентрации которых в атмосфере составляет не менее 1%. Оксиды серы образуют с капельками воды в атмосфере серную кислоту, в результате возникают кислотные дожди, наносящие ущерб природе и экономике (рыболовству, сельскому и лесному хозяйству и др.). В Европе леса повреждены уже на 38% территории [242], нанесен ущерб художественному и архитектурному наследию наций; не исключается вероятность того, что в результате подкисления на громадных участках почвам уже нанесен практически непоправимый ущерб [138]. Хотя причины гибели лесов в Европе и в других районах земного шара до сих пор достоверно не установлены, большинство ученых полагают, что сложная комбинация загрязняющих веществ, включая кислотные осадки, делает леса уязвимыми перед стихийными бедствиями, такими как засухи и резкие перепады температур, которые в сочетании приводят к их гибели [192]. Кислотные дожди оказывают воздействие на огромные территории в Северной Америке, Европе и Азии, а сейчас появились сведения об их влиянии на биоту морских акваторий [176].[ ...]
Однако применение водорода в качестве топлива для автомобильных двигателей вследствие ряда его физико-химических свойств серьезно затрудняется. Водород имеет низкую плотность. И, несмотря на то, что в единице массы водород содержит почти в 3 раза больше тепловой энергии, чем известные ископаемые топлива, острой является проблема размещения необходимого количества водородного топлива на автомобиле: Требуется большой объем тары (1м3 водорода в нормальном состоянии имеет массу всего 90 г). Экспериментально доказана реальная возможность работы двигателя на сжатом водороде. Установлено, что один баллон с водородом, сжатым до давления 14 МПа, имеет массу 57 кг, а масса водорода при этом составляет лишь 0,45 кг. При удельной теплоте сгорания водорода 55 кДж/кг для получения количества тепловой энергии, выделяемой при сжигании 75 л бензина, на автомобиле надо иметь 40 таких баллонов со сжатым водородом. Масса тары для топлива - более 2т. Это практически полностью исключает такой вариант применения водорода в качестве автомобильного топлива.[ ...]
Деятельность человека, проявляющаяся в сжигании ископаемого топлива и плавлении сернистых руд, привела к заметным изменениям в кислотности осадков. Оксиды азота, серы, хлор, выделяемые в процессе технологической деятельности, преобразуются в сильные кислоты в атмосфере и возвращаются на землю с осадками. Эти сильные кислоты при таянии снежного покрова или разбавлении дождевой водой понижают pH атмосферных осадков ниже 5,6. Усиливается вымывание Са, Мд, К и других химических элементов из склоновых почв в результате поверхностного стока талых и ливневых вод. При этом, как полагает В.А. Ковда (1981), наблюдается активизация и мобилизация А1, Ре, Мд и связывание Р. Такие изменения заметно снижают почвенное плодородие и заставляют увеличивать дозировку удобрений и усиливать известкование почв.[ ...]
Источники антропогенного диоксида углерода - сжигание ископаемого топлива и уничтожение тропических лесов.[ ...]
Загрязнение почв тяжелыми металлами происходит при сжигании ископаемого топлива — угля, нефти, горючих сланцев — ив результате применения удобрений и пестицидов. Особенно опасно загрязнение почв свинцом и кадмием. Основной источник поступления свинца — выхлопные газы автомобилей (ежегодно в почвы поступает 250 тыс. т свинца).[ ...]
| Распределение углекислоты, выделяющейся при сжигании ископаемого топлива (/7) и уничтожении лесов (Ф), между атмосферой (<30, биосферой ((32) и океаном (<Зз + |  |
Роль изменения содержания С02 в атмосфере, связанной сжиганием ископаемого топлива, в будущей климатической си ции еще однозначно не выяснена. Существуют два мнения. Здесь может пригодиться способно ОТЭС открытого цикла интенсифицировать обмен С02 глубин] и поверхностных слоев, брать на себя таким образом роль ре лятора обратного поступления СОг в атмосферу.[ ...]
Среди источников этого соединения на первом месте стоит сжигание угля (70% антропогенных выбросов). В процессе горения сера превращается в сернистый газ, а часть серы остается в золе в твердом состоянии. При сгорании нефтепродуктов сернистого газа образуется гораздо меньше. Основными источниками образования Э02 наряду с сжиганием ископаемого топлива является металлургическая промышленность (переработка сульфидных руд свинца, меди и цинка), а также предприятия по производству серной кислоты и переработке нефти.[ ...]
Стабильный тяжелый углерод 13С имеется как в атмосфере, так и в ископаемом топливе и в биосфере, но в последних в несколько меньшем отношении к 12С, чем в атмосфере (меньше на 613С=18%о, где 613С — относительное отклонение величины 13С/12С от так называемого РЕ>В значения в образце белемнита «Пи-Ди», принятого за стандарт). Поэтому сжигание ископаемого топлива и уничтожение лесов должны приводить к уменьшению величины 613С в атмосфере. Однако «эффект Стюивера», т. е. уменьшение б13С в годичных кольцах деревьев за 1850—1950 гг., мог создаваться и другими причинами, например, изменениями высоты исследованных деревьев относительно окружающей растительности. Отметим также, что этот эффект не обнаруживает экспоненциального роста со временем, свойственного сжиганию ископаемого топлива и уничтожению лесов, и его интерпретация, по видимому, требует пересмотра.[ ...]
Цредставляется возможным выделить группу компонентов, связанных со сжиганием ископаемого топлива: угля, нефтепродуктов и газа — на тепло- и электроэнергетических и других промышленных предприятиях, в транспортных средствах. Реально топливо не сгорает полностью. Поэтому в выбросах присутствуют компоненты-загрязнители.[ ...]
Содержание углекислого газа в атмосфере может меняться в результате сжигания ископаемого топлива, обмена с биосферой и океаном (рис. 5.37).[ ...]
В результате увеличения выбросов в атмосферу оксидов серы и азота из-за сжигания ископаемого топлива при производстве тепловой и электрической энергии и других технологических процессах за последние 2—3 десятилетия резко повысилось содержание серной и азотной кислот в осадках. Мировые антропогенные выбросы диоксида серы превышают сегодня 150 млн. т в год. Выше мы уже отмечали наличие кислых дождей. Кислотность такого дождя обусловлена главным образом присутствием серной и азотной кислот. Из-за выпадения кислых дождей во многих пресноводных озерах уменьшилось количество обитающих там рыб, что, в свою очередь, оказало ощутимое воздействие на другие звенья экологической цепочки. Кислые дожди сильно корродируют металлы, нарушают целостность покрытий из красок и других материалов, разрушают мрамор, строительные детали, в составе которых содержится СаС03 и др.[ ...]
Из табл. 7.1 видно, что около 75% выбросов двуокиси серы приходится на процессы сжигания ископаемого топлива. Поэтому методы борьбы с загрязнением атмосферы выбросами соединений серы, обсуждаемые здесь, относятся в основном к процессам сжигания топлива, таким, например, какие имеют место на тепловых электростанциях. Методы борьбы с выбросами на других типах промышленного производства, например заводах по выработке серной кислоты, металлургических предприятиях и целлюлозно-бумажных фабриках, здесь не рассматриваются; их можно найти, в частности, в [1].[ ...]
В настоящее время используемая человеком энергия получается в основном за счет сжигания ископаемого топлива.[ ...]
Если использование продукта включает такие процессы, как выпуск сжатого газа или сжигание ископаемого топлива, промышленный эколог должен исследовать возможности изменения конструкции для минимизации или ликвидации этих выбросов. Двигатель внутреннего сгорания автомобиля, возможно, служит наиболее распространенным примером такого продукта, и его кумулятивные выбросы очень значительны, но все, что во время использования испускает запах, по определению, вырабатывает газообразные отходы; например пары от ковровых клеев, полимерные стабилизаторы пластиков, испарившиеся жидкости сухих очистителей. При необходимости заменить летучие химические компоненты вполне доступно.[ ...]
На круговорот азота и серы все большее влияние оказывает промышленное загрязнение воздуха, сжигание ископаемого топлива значительно увеличило содержание в воздухе летучих окислов азота (N0 и N0.,) и серы (Б02), особенно в городах. Их концентрация становится опасной для биотических компонентов экосистем.[ ...]
Поиски новых источников энергии в конце концов привели человека к идее разрабатывать залежи ископаемого топлива — угля, нефти и газа. Эти продукты деятельности организмов прошлых геологических эпох, в свое время выпавшие из круговорота, начали снова возвращаться в биосферу. Сжигание ископаемого топлива вело к выделению больших количеств диоксида углерода, концентрация которого в атмосфере стала значимо расти. Деятельность человека на протяжении XIX, а особенно XX века, превратилась в силу, меняющую геохимический облик всей биосферы.[ ...]
Самый древний, и еще широко применяемый, способ получения энергии из биомассы заключается в ее сжигании. В сельской местности до 85% энергии получают этим способом. Как топливо, биомасса имеет ряд преимуществ перед ископаемым топливом. При сжигании биомассы выделяется в 10-20 раз меньше серы и в 3-5 раз меньше золы, чем при сжигании угля. Количество углекислого газа, выделившегося при сжигании биомассы, равно количеству углекислого газа, затраченного в процессе фотосинтеза. Таким образом обеспечивается нулевой баланс эмиссии оксида углерода.[ ...]
С середины XIX в. содержание С02 увеличилось на 22 % и продолжает расти в основном за счет увеличения сжигания ископаемого топлива. Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере способствует развитию парникового эффекта, что может привести к глобальным изменениям климата. И хотя часть диоксида углерода поглощается биотой, но его накопление в атмосфере в последние десятилетия намного превышает возможности живых организмов регулировать этот процесс.[ ...]
Следует также сравнить данные о производстве различных металлов с их выбросом вместе о золами при сжигании ископаемого топлива (табл. 8) /16/.[ ...]
Климатическая система настолько сложна, что модельные расчеты изменений климата под воздействием сжигания ископаемого топлива и антропогенного выброса парниковых газов остаются не более чем возможными сценариями или предположениями, вероятность реализации которых не превышает 60%, поскольку большая достоверность не достигается при использовании имеющихся моделей.[ ...]
В круговороте СО2 (рис. 4.9, А) атмосферный фонд очень невелик в сравнении с запасами углерода в океанах, в ископаемом топливе и других резервуарах земной коры. Полагают, что до наступления индустриальной эры потоки углерода между атмосферой, материками и океанами были сбалансированы (сплошные линии на рис. 4.9, А). Но за последние сто лет содержание СО2 постоянно растет в результате новых антропогенных поступлений (штриховые линии на рис. 4.9, А). Основным источником этих поступлений считается сжигание горючих ископаемых, однако свой вклад вносят также развитие сельского хозяйства и сведение лесов.[ ...]
Круговорот серы находится под сильным влиянием антропогенной деятельности, в первую очередь, в результате сжигания ископаемого топлива. В органических энергоносителях всегда содержится то или иное количество серы, выделяющейся в виде диоксида, который, как и оксиды азота, токсичен для живых организмов. Диоксид серы способен интенсивно поглощаться надземным ассимиляционным аппаратом растений и в сильной степени подавлять процесс фотосинтеза вплоть до некроза и полной гибели листьев. Диоксид серы может реагировать с водяными парами атмосферы, образуя триоксид серы и далее - серную кислоту.[ ...]
Особенно много загрязнителей, поступающих в окружающую среду, образуется при получении энергии в результате сжигания ископаемого топлива. Человек, высвобождая солнечную энергию таким путем, ускоряет круговорот веществ и энергии в природе. Отходы производства и загрязнители атмосферы (оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, твердые частицы и др.) нарушают естественный круговорот углерода, способствуя возникновению ряда негативных последствий (парниковый эффект, фотохимический смог и др.). Большое количество загрязнителей поступает в атмосферу от различных отраслей промышленности, в частности металлургические предприятия мира ежегодно выбрасывают более 150 тыс. т меди, 120 тыс. т цинка, 90 тыс. т никеля, кобальта, ртути. Так, Норильский горнометаллургический комбинат ежегодно выбрасывает в атмосферу только сернистых соединений до 2200 тыс. т, что приводит к гибели значительного числа растительных сообществ, создавая значительную угрозу здоровью и жизни многих других живых организмов. В радиусе до 120 км от комбината отсутствует естественное возобновление деревьев, а ежегодный прирост и первичная биологическая продуктивность минимальны.[ ...]
ДИОКСИД СЕРЫ (Д.с.) — Б02, бесцветный газ с резким запахом, один из главных загрязнителей атмосферы. Д.с. образуется при сжигании ископаемого топлива на предприятиях топливно-энергетиче-ского комплекса и в двигателях внутреннего сгорания, а также на предприятиях нефтехимического комплекса. Д.с. пагубно влияет на растения, так как проникает в лист и вступает в реакцию с железом, входящим в состав хлорофилла, вызывает распад хлорофилла и гибель растения. Загрязнение атмосферы Д.с. — главная причина кислотных дождей.[ ...]
Однако круговорот серы, так же как и азота, может быть нарушен вмешательством человека (рис. 6.12). Виной тому прежде всего сжигание ископаемого топлива, а особенно угля. Сернистый газ (S02t) нарушает процессы фотосинтеза и приводит к гибели растительности.[ ...]
Человек нарушает и второй принцип функционирования экосистемы, который гласит, что экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду и практически вечной солнечной энергии, количество которой относительно постоянно и избыточно. Непрямые источники энергии — сила домашних животных, энергия ветра, дров, воды долго служили человеку, облегчая его труд. Однако последние 200 лет человек использует ископаемое топливо, сжигание которого породило проблемы загрязнения окружающей среды и истощения топливных ресурсов.[ ...]