WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 19 |

В период с 1980 по 2004 г. средний прирост в потреблении энергии составлял 2,2% в год. Резкий рост цен на нефть привёл к замедлению темпов экономического роста и прироста потребления энергии. Но при уровне цен достигнутых в 2005 г. (50 долларов за баррель3) был спрогнозирован среднегодовой прирост энергопотребления на уровне 1,6% [24, с. 66]. Если в первой половине XX века основным источником энергии был уголь (около 60%), то в период с 1950 по 1973 гг. потребление нефти увеличивалось более чем на 7% в год и стало опережать потребление угля. По прогнозу международного энергетического агентства в 2030 г. в структуре потребления энергии уголь составит ~ 26, нефть – 33 и газ – 23% [24, с. 66]. Мировые запасы углеродного топлива по состоянию на 1997 г. оценивались [7, с. 79]: нефти – 155 млрд. т, газа – 139 трлн. м3, угля – 1747 млрд. т. Т.е. они едва покрывают потребности ближайшего столетия.

В условиях ограниченности запасов углеводородного сырья внимание должно уделяться всем возможным источникам энергии. Но перспективы использования, так называемых, альтернативных источников, не следует переоценивать. В настоящее время капитальные вложения в расчёте на производство 1 кВт энергии при использовании биологических отходов и солнечных батарей составляют более 5000 USD4, в приливных электростанциях – около 3000 USD, геотермальных источников и атомных электростанций – около 2000 USD, ветряных станций – от 700 до 1300 USD по сравнению с ~ 600 USD/кВт для тепловых электростанций, работающих на газу, и ~ 1200 USD/кВт – работающих на угле [24, с. 145, 220]. Стоимость производства электроэнергии на угольных ТЭЦ также заметно ниже – от 4 до 5,5 центов по сравнению с 5-8 центами на ветряных электростанциях. Поэтому по прогнозу Международного энергетического агентства их доля в производстве энергии может возрасти к 2030 г. лишь до 1,7%. Но этот прогноз был сделан при цене нефти 50 USD/баррель. Рост цены на нефть может значительно увеличить конкурентоспособность альтернативной энергетики.

Другой причиной, сдерживающей распространение альтернативной энергетики, является высокая зависимость выработки солнечной и ветровой энергии от погодных условий.

Для России чрезвычайно актуальным является повышение эффективности использования энергии, ведь в СССР на 1 т условного топлива производился валовой внутренний продукт (ВВП), эквивалентный 1000 USD, а в развитых странах – 2900 USD [26]. За период с 1990 по 2001 год энергоёмкость ВВП в России увеличилась на 15% [27]. Хотя в последние годы, в основном благодаря структурной перестройке экономики, энергоёмкость ВВП неуклонно уменьшается. По сравнению с 1996 г. энергоемкость ВВП в странах бывшего СССР сократилась более чем на 30% [28].

Для сопоставления запасов различных видов топлива и уровня его использования применяют так называемое условное топливо, удельная теплота сгорания которого равна 7000 ккал/кг (29,3 МДж/кг).

1 баррель равен 169 литрам.

USD – доллар США.

1.5. Изменение глобального климата Эффекты локального воздействия человека на климат известны с доисторических времён. С деятельностью человека связывают и возникновение пустыни Сахара и пустынь в Средней Азии. Пересыхание Аральского озера связывают с почти полным отбором воды из рек Сыр-Дарья и Амударья.

Значительное влияние на локальные климатические условия оказывают вырубка лесов и создание водохранилищ. В крупных городах выше температура воздуха, чем в провинции и чаще выпадают осадки [2, с. 81].

В качестве глобальной проблемы на текущий момент рассматривается потепление климата. Глобальный климат на Земле имеет циклические изменения различной частоты. Минимальный цикл изменения солнечной активности имеет 11 лет. Максимальный – между ледниковыми периодами – десятки тыс. лет. В настоящее время мы переживаем потепление, которое затем сменится похолоданием, т.к. в долгосрочной перспективе нас ждёт оледенение.

Кроме того, потепление климата связывают с увеличением концентрации в атмосфере Земли двуокиси углерода. Это явление иногда называют «парниковым эффектом». Но парниковый эффект связан с ограничением процессов конвекционного переноса тепла. Теплица имеет прозрачные стены, через которые проходит солнечный свет, нагревающий воздух. Стены теплицы не позволяют тёплому воздуху выйти наружу, а холодному – попасть во внутрь (см. рис. 1.4).

Солнечный свет Холодный воздух Тёплый воздух Стекло Рисунок 1.4. Схема теплицы, иллюстрирующая аккумуляцию в ней тепла.

В 1992 г. году на конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-деЖанейро (Бразилия) была открыта для подписания рамочная конвенция о глобальном изменении климата, в которой была обозначена озабоченность объединённых наций возможным изменением климата и провозглашена решимость сторон свести к минимуму антропогенное влияние на климат. К настоящему времени к конвенции присоединилось 192 государства. В 1997 г. в Киото (Япония) был принят протокол к данной конвенции, которым было установлено, что потепление климата на Земле связано с накоплением в атмосфере так называемых «парниковых газов» (диоксид углерода (CO2), метан (CH4), закись азота (N2O), гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ), гексафторид серы (SF6)). Протокол также предусматривает, что развитые страны и страны с переходной экономикой (бывшие социалистические) должны в период с по 2012 г. сократить выбросы парниковых газов по отношению к уровню 1990 г. Согласно протоколу страны ЕС-155 должны сократить выбросы на 8%, США – на 7%, Япония и Канада – на 6%. Для России и Украины закреплён уровень 1990 г. Некоторые развитые страны могут увеличить выбросы: Норвегия – на 1%, Австралия – на 8%, Исландия – на 10%. Конвенция предусматривает также учёт процессов, связанных с поглощением и эмиссией парниковых газов почвой и лесными культурами.



Протокол не содержит обязательств развивающихся стран, в т.ч. так называемых новых индустриальных: Китая, Индии, Бразилии, Индонезии и др., темпы роста промышленного производства в которых значительно превосходят последние в развитых странах.

В 1990 г. суммарный выброс парниковых газов без учёта абсорбции в пересчёте на СО2 составлял 32,4 млрд. т, в т.ч.: развитые страны – 15,1 (США – 6,2, ЕС-15 – 4,3, Япония – 1,3), страны с переходной экономикой – 7,5 (Россия – 3,0, Украина – 0,9), развивающиеся (1994 г.) – 11,7 (Китай – 4,1, Индия – 1,2, Бразилия – 0,6) [29, 30].

В 2007 г. закончился «подготовительный» период реализации Киотского протокола, ознаменованный специальной конференцией ООН, состоявшейся на острове Бали. К сожалению, ООН не представило на конференцию свежие данные по развивающимся странам, экономики которых стремительно растут. Не связанные обязательствами Киотского протокола они не предпринимают активных действий по сокращению выбросов парниковых газов.

В целом страны, охваченные Киотским протоколом (включая США, отозвавшие из под него свою подпись), сократили свои выбросы по состоянию на 2005 г. [29] на 0,млрд. т (2,5%). Произошло это благодаря странам с переходной экономикой, выбросы которых сократились на 1,95 млрд. т (25,8%), в т.ч., млрд. т: Россия – 0,86, Украина – 0,51, Польша – 0,19, Румыния – 0,13. Развитые страны, напротив, в целом выбросы увеличили на 1,44 млрд. т (9,5%), в т.ч.: Австралия – на 0,11 (25,6%), Канада – на 0,(25,3%), Испания – на 0,15 (53%), Турция – на 0,13 (74%), США – на 1,01 (16%). Страны ЕС в целом сократили свои выбросы на 1,5% – в основном за счёт Германии (–0,млрд. т) и Великобритании (–0,11 млрд. т).

Сокращение выбросов углекислого газа в России произошло по причине спада производства в середине 90-ых годов. По оценкам Минпромэнерго России [31] в топливноэнергетической сфере к 2010 году объём выбросов парниковых газов составит 75 – 80% от уровня 1990 года и даже в 2020 году не достигнет этого уровня, что позволит России выполнить обязательства Киотского протокола.

Конвенция не требует, чтобы развивающиеся страны представляли регулярные отчёты о выбросах парниковых газов. Поэтому представленный Китаем в 2004 г. в ООН материал [32] содержит лишь инвентаризацию парниковых газов за 1994 г. Общий выброс парниковых газов составил 4,06 млрд. т в пересчёте на СО2, абсорбция – 0,млрд. т СО2, итоговый выброс составил 3,65 млрд. т в пересчёте на СО2. Из них 73% приходится собственно на СО2, 20% на СН4 и 7% на N2O [32, с. 38]. Выбросы фтористых соединений в инвентаризации не учтены. В 1994 г. энергопотребление в Китае составило 1,23 млрд. т у.т. В 2000 г. оно увеличилось до 1,30 млрд. т у.т. Структура энергопотребления за это время изменилось в сторону сокращения выбросов СО2: доля угля уменьшилась с 75 до 66%, нефти – увеличилась с 17 до 25%, газа – с 1,9 до 2,5%, гидрои ядерной энергии – с 5,7% с 6,5% [32, с. 26]. Но по оценкам Международного энергеЕС-15 включает 15 страны Европы, входивших в ЕС до начала процесса его расширения.

тического агентства выбросы парниковых газов в Китае к 2005 г. выросли более чем на 2,5 млрд. т по сравнению с 1990 г. [24, p. 80].

Таким образом, можно говорить о том, что Конвенция, в целом, не дала желаемого результата – сокращения выбросов углекислого газа, т.е. сокращения потребления углеродного топлива. Имеющееся реальное сокращение в странах с переходной экономикой, главным образом в России и на Украине, было вызвано экономическим кризисом.

Дальнейшее развитие конвенционного процесса сдерживается несовпадением позиций США и Китая, которые ведут жёсткую конкурентную борьбу и не желают следовать каким-либо ограничениям. В нынешнем виде Киотский протокол не отвечает и долгосрочным интересам Российской Федерации.

1.6. Физический смысл «озоновых дыр» Другой глобальной проблемой является загрязнение атмосферы стойкими фторхлорорганическими соединениями (хлодонами), являющихся эффективными рабочими жидкостями холодильников (хладоны 11 и 12), пропелентами (хладон 11), растворителями (хладон 113) и средствами для тушения пожаров (хладон 114Б2). Благодаря своей высокой химической стойкости они, не разлагаясь, достигают высоких слоёв атмосферы, где под действием жёсткого солнечного излучения происходит радиолиз кислорода с образованием озона:

O2 + h 2O· (1.1) O2 + O· O3 (1.2) Озон, являясь очень нестойким соединением, легко разлагается, как под действием того же излучения, так и под действием присутствующих в среде молекул:

O3 + M O2 + O· + M (1.3) Озон является веществом, интенсивно поглощающим излучение в ультрафиолетовой области спектра, что считается важным для защиты людей от солнечного света. Текущая концентрация озона будет определяться соотношением скоростей реакций (1.1) и (1.3). При этом скорость реакции (1.1) зависит от плотности излучения, а скорость реакции (1.3) от общей концентрации молекул. То, что наименьшая концентрация озона наблюдается над полюсами, где солнечное излучение проходит по касательной к земной атмосфере, свидетельствует, что определяющей для концентрации озона является скорость реакции (1.1).

В 1988 г. была принята международная конвенция об охране озонового слоя, предусматривающая запрет производства наиболее распространённых хладонов. Для России реализация конвенции совпала с периодом экономического спада, поэтому прошла относительно безболезненно. Но в настоящее время имевшиеся запасы хладона 113, без которого не может эффективно функционировать электронная промышленность, исчерпаны. Для удовлетворения своих стратегических потребностей Россия должна испрашивать разрешения на производство ограниченных партий хладона 113 в конвенциальном комитете6.





Хладон 114Б2 является незаменимым огнегасящим средством для элетроустановок.

Если бы Останкинская телебашня была оборудована системой пожаротушения на основе хладона 114Б2, то известный пожар не имел бы таких тяжёлых последствий. ХлаВ 2007 г. на основании такого разрешения на заводе полимеров Кирово-Чепецкого химического комбината для нужд Роскосмоса было произведено 150 т хладона 113.

дон 11 практически нетоксичен. Его запрет ведёт к использованию в лечебных аэрозольных препаратах более токсичных веществ.

1.7. Сохранение биологического разнообразия В последние десятилетия была сформулирована проблема сохранения биологического разнообразия, т.е. сохранения всей существующей на земле совокупности биологических видов и их местообитаний. Одним из истоков данной проблематики является концепция биоцентризма, рассматривающая все биологические виды, включая человека, одинаково ценными. В действительности жизнь бесконечна в многообразии форм своего существования. Но лишь некоторые из них совместимы с существованием человека. Тем не менее, биологическое разнообразие ценно как основа: 1) дальнейшей эволюции живой природы, 2) приспособляемости биоты к возможным изменениям внешней среды, 3) сохранения биологических связей и зависимостей, обеспечивающих устойчивость экосистем (и не известных в полном объеме учеными). При использовании понятия биологического разнообразия необходимо понимать, что биологическое разнообразие не эквивалентно экологическому благополучию. Во-первых, в ряде случаев, сформировавшиеся устойчивые экосистемы являются монодоминантными и их уничтожение (например, вырубка таёжного леса) приводит к смене биоценоза и возрастанию биологического разнообразия [33]. К увеличению биоразнообразия может приводить и загрязнение природной среды, что также связано с расширением возможностей для межвидовой конкуренции.

С позиции биологического разнообразия главной опасностью для экологической устойчивости регионов является монокультурное земледелие, включая создание плантаций для выращивания деревьев. Но сегодня международное законодательство не распространяет принципы сохранения биологического разнообразия на сферу сельского хозяйства, а в лесном хозяйстве исключает из рассмотрения плантации. И это является принципиальной ошибкой.

Противоположной проблемой является вывод в целях сохранения биологического разнообразия значительных территорий из хозяйственного оборота. Это ограничивает их социально-экономический потенциал, ограничивает возможности местного населения. Много говорится о необходимости создания компенсационных механизмов, но реальных шагов пока не предпринимается. С другой стороны, формирование групп населения, живущих на дотации, является социально не оправданным. Потому что главное в социальной политике – это создание возможностей для того, что бы люди могли обеспечить себя сами.

Несмотря на все принимаемые меры абсолютное количество возобновляемых природных ресурсов – лесов, пахотных угодий, пригодных для питьевых целей водоёмов год от года сокращается. Это говорит о том, они недостаточно эффективны, а декларируемые задачи преследуют чаще всего политические цели.

Теперь задумаемся над тем, что жизнь на Земле существует, по крайней мере, млрд. лет и будет существовать ещё 8 млрд. лет – пока светит Солнце. По меньшей мере, 50 тыс. л существует вид Человек разумный и 6,5 тыс. лет насчитывает человеческая цивилизация, но её существование может прекратиться в течение ближайших 100-200 лет, если сохранятся нынешние тенденции развития, если человечество кардинальным образом не пересмотрит своего отношения к природе и к своей жизнедеятельности.

2. Токсическое воздействие химических веществ 2.1. Общие вопросы токсикологии Здоровье – это объективное состояние и субъективное ощущение полного физического, психологического и социального комфорта [9, с. 84]. Токсичность – это ядовитость, способность некоторых химических элементов, соединений и биогенных веществ оказывать вредное действие на организмы (человека, животных, растения, грибы, микроорганизмы) [9, с. 264]. Область науки, изучающую взаимодействия живого организма и ядов, называют токсикологией.

Токсикология включает [34, с. 3]:

- токсикодинамику, изучающую влияние веществ на организм;

- токсикокинетику, изучающую превращения веществ в организме;

- токсикометрию, которая определяет зону токсического воздействия вещества на организм.

К основным параметрам токсикометрии относятся [34, с. 9]:

Uniac (мг/кг) – порог однократного (острого) действия токсичного вещества – минимальная пороговая доза, вызывающая изменение показателей жизнедеятельности организма, выходящая за пределы приспособительных физиологических реакций.

DL50 (DL100) (мг/кг) – среднесмертельная (смертельная доза) доза, вызывающая гибель 50% (100%) подопытных животных при определённом способе введения в организм в течение двух недель последующего наблюдения.

CL50 (CL100) (мг/л, мг/м3) – концентрация, вызывающая гибель 50% (100%) подопытных животных. При использовании показателя CL необходимо указывать также время экспозиции, т.е. время воздействия.

ПДК, ОБУВ (мг/л, мг/м3) – предельно допустимая концентрация, ориентировочный безопасный уровень воздействия (см. раздел 2.3).

Условная смертельная доза (мг/кг) – минимальная доза, вызывающая смерть человека при однократном воздействии данного вещества.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 19 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.