Сбросы энергетики в водный бассейн

Современные ТЭС и АЭС являются крупнейшими промышленными водопользователями, причем вода загрязняется различными токсичны­ми веществами.

Значительную часть вредных жидких стоков составляют сбросы це­хов химводоподготовки, в которых вода, забираемая из окружающей среды, обессоливается и смягчается, чтобы уменьшить отложения солей в котлах и трубопроводах. При планово-предупредительных ремонтах котлов применяются химпромывки контура токсичными веществами – плавиковой, щавелевой кислотами, аммиаком и т. д.

Токсичные вещества угнетают развитие водной флоры и фауны. Отдельные обитатели водной среды обладают кумулятивным эффектом - они способны накапливать в организме загрязнители в концентрациях, во много раз превосходящих их концентрацию в воде. Так, содержание радионуклида стронция 90Sr в рыбах в сотни раз превышает его концен­трацию в окружающей воде. Значения ПДК некоторых веществ в воде представлены в табл. 4.3.

Таблица 4.3

ПДК загрязнителей в водоемах, мг/л

Загрязнитель Для водоемов санбытового водопользования Для рыбохозяйственных водоемов
Аммиак NH3 - 0,05
Гидразин N2H4 0,01 -
Медь 0,1 0,01
Никель 0,1 0,01
Ртуть 0,005 -
Свинец 0,1 0,1
Нефть, нефтепродукты 0,5 0,05
Фенолы 0,001 0,001

Большую опасность для водоемов представляют сбросы нефте­продуктов - трансформаторного и смазочного масла, мазута. После уте­чек они смываются с территории станции или котельной дождевыми и талыми водами в водоем, растекаясь тонкими пленками по поверхности воды. Эти пленки затрудняют газообмен между водой и атмосферным воздухом. В результате снижается содержание в воде кислорода, необ­ходимого для дыхания обитателей водоема. Вода приобретает запах ке­росина, становится негодной для хозпитьевых нужд.

Серьезная проблема энергетики - тепловое загрязнение окружаю­щей среды. Вырабатывая электроэнергию, конденсационные ТЭС около половины затраченной теплоты сгорания топлива сбрасывают в окру­жающую среду с водой, охлаждающей конденсаторы. На атомных элек­тростанциях доля сбросной теплоты еще больше - до 70 %.

В маловодных районах теплоту, унесенную охлаждающей водой из конденсаторов ТЭС, сбрасывают не в водоем, а в атмосферу. Для этого используют градирни - крупные башни из бетона, в верхней части кото­рых разбрызгивается нагретая в конденсаторах вода. Капли падают в восходящем потоке воздуха и охлаждаются за счет теплообмена и час­тичного испарения. Охлажденная вода собирается в нижней части гра­дирни и снова используется в конденсаторах. Температура воды в гра­дирне понижается примерно на 15°, до 2 % циркулирующей воды теряет­ся на испарение. Современные градирни имеют высоту до 120 м, их сооружение резко увеличивает капиталовложения при строительстве стан­ции. Применение градирен уменьшает примерно в 10 раз количество во­ды, забираемой электростанцией, но появляются отдельные неблаго­приятные последствия, связанные с увеличением влажности.

 

Экология АЭС и ГЭС

При работе в штатном режиме атомные электростанции почти не выбрасывают в атмосферу химических загрязнителей, а в водоемы сбрасывают меньше, чем станции на органическом топливе. Но атомный реактор - источник ионизирующих излучений, незначительная часть ко­торых выходит за пределы биологической защиты. Это порождает в по­мещениях станции так называемую наведенную активность. Кроме того, продукты деления 235U, которые содержат массу радиоактивных нукли­дов, через трещины в оболочках ТВЭЛов попадают в теплоноситель.

Радиоактивные выбросыстанции, состоящие в основном из ра­дионуклидов инертных газов с малыми периодами полураспада, выдер­живаются некоторое время в газгольдерах, при этом их активность сни­жается в десятки раз. Затем они выбрасываются через вентиляционную трубу и рассеиваются в атмосфере. В области касания поверхности зем­ли факелом рассеивания измеренная активность увеличена всего на 5 – 10 % по сравнению с естественной - намного меньше, чем в зоне выпа­дения золы угольных ТЭС.

Радиоактивные жидкие отходы станции выпариваются, и сухой ос­таток заливается бетоном или битумом и захоранивается навечно в спе­циальных хранилищах.

Таким образом, при работе в штатном режиме радиационное за­грязнение от атомных станций очень незначительно и, в целом, они эко­логически намного чище, чем станции на органическом топливе. Допол­нительные меры безопасности, разработанные и внедренные после чер­нобыльской катастрофы, резко снизили вероятность аварий с выбросом радиоактивности в окружающую среду. Разумеется, повышены и требо­вания к технической и психологической подготовке персонала.

Однако в атомной энергетике остается не до конца решенной про­блема переработки и хранения отработавшего ядерного топлива.

Экологические проблемы гидроэнергетики стоят особо. ГЭС не за­грязняют атмосферу. Однако при их строительстве водохранилище (верхний бьеф) покрывает значительные участки суши, особенно в рав­нинной местности. Залитые площади исключаются из землепользования.

Повышение уровня в верхнем бьефе вызывает подъем грунтовых вод, заболачивание берегов. В местах с сухим климатом подъем грунтовых вод, выносящих на поверхность растворенные соли, вызывает засо­ление почв.

Неблагоприятно сказываются на живых организмах нижних бьефов и пропуски воды при пусках и остановках гидроагрегатов для покрытия пиков нагрузки энергосистем. Накопление масс воды в водохранилище изменяет сложившееся в течение геологических эпох равновесие в зем­ной коре.

Большое зеркало воды водохранилища обусловливает усиление испарения воды, повышение влажности воздуха, изменение климата на окружающей территории, образование частых туманов, колебание температуры воздуха и др. В мелководьях ухудшаются гидробиологические и гидрохимические процессы, влекущие за собой разложение органических веществ и цветение воды. Процесс регулирования стока приводит также к изменению гидрогеологического режима в речном бассейне.

Многие отрицательные воздействия, которые появились в практике создания и эксплуатации водохранилища, явились следствием неправильного их проектирования, нарушения правил эксплуатации, результатом гигантомании в гидроэнергетическом строительстве. Все это было вызвано стремлением полнее использовать энергетический потенциал рек при помощи каскада электростанций.