Будучи одним из самых важных в российской экономике, энергетический сектор в то же время является крупнейшим загрязнителем окружающей среды:
· предприятия ТЭКа выбрасывают в атмосферу почти половину всех вредных веществ, электроэнергетика занимает 1ое место среди всех отраслей хозяйственного комплекса страны по объему загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух от стационарных источников и до 70% общего объема парниковых газов.
· АЭС выбрасывает в атмосферу более 250 видов загрязнителей, как радиоактивных, так и химических;
· добывающие отрасли ТЭКа несут ответственность за 70% земель, нарушенных в результате добычи полезных ископаемых;
· электроэнергетика потребляет две трети свежей воды, идущей на нужды промышленности, и 20% всего объема водопотребления в стране;
· в результате строительства гидроузлов большой мощности было затоплено 4,5 млн. га земли, по большей части плодородной сельскохозяйственной и покрытой лесами.
· по официальным данным, ежегодно на землю проливается около 7% добываемой нефти (17-20 млн. т), что помимо многомиллионных убытков наносит ни чем не сравнимый ущерб биоразнообразию уникальных северных ландшафтов в условиях вечной мерзлоты;
Теплоэлектроэнергетика
В среднем по отрасли структура выбросов выглядит следующим образом: пыль – 31 %, диоксид серы (SO2) – 42 %, окислы азота – 23,5 %.
Оксиды серы и азота относятся к классическим «неканцерогенным» веществам. Но их влияние на окружающую среду и здоровье человека также значительно. На теплоэнергетику приходится около половины всех выбросов оксида азота. Оксиды азота более токсичны. Они способствуют образованию фотохимического смога, приводят к накоплению в приземном слое озона (O3), усиливают парниковый эффект. Опасно и влияние оксида серы. В многочисленных исследованиях установлена связь между воздуха сернистым ангидридом и хроническими заболеваниями бронхитом, эмфиземой лёгких и астмой. Кроме того, диоксид серы (SO2) вызывает коррозию металлов и ведёт к разрушению различных строительных материалов. Массовые выбросы диоксида серы (SO2) являются причиной возникновения кислотных дождей, приводящих к гибели обитателей рек и озёр, поражению лесов, ухудшению свойств почв и другим неблагоприятным последствиям. Наконец, выбросы диоксида серы (SO2) совместно с другими загрязнителями приводят к уменьшению видимости и интенсивности туманов, что влияет как на климат, так и на усиление накопления примесей в приземном слое воздуха.
Также при сжигании топлива в атмосферу поступают различные металлы. Так, доля энергетики суммарной антропогенной эмиссии элементов-примесей составляет (в процентах от общего поступления из всех антропогенных источников): ванадий (V) – 85 %, хром (Cr) – 15 %, кобальт (Co) – 98 %, никель (Ni) – 77 %, медь (Cu) – 32 %, цинк (Zn) – 10 %, мышьяк (As) – 6 %, селен (Se) – 50 %, кадмий (Cd) – 9 %, сурьма (Sb) – 80 %, ртуть (Hg) – 20 %. Особенно опасны выбросы V2O5 и бериллия (Be) – веществ с высокой токсикологической опасностью. Хотя их выбросы незначительны, например, бериллия (Be) за год поступает более 3 тыс. т, что, однако, превышает его промышленное производство, равное приблизительно 500 т. Опасные концентрации бериллия (Be) имеются в углях Донецкого бассейна, Кузнецкого бассейна, Подмосковного бассейна, а угли Южно-Якутского бассейна и Забайкалья в этом отношении сравнительно безопасны.
Важнейшим глобальным аспектом воздействия тепловых станций является выброс парниковых газов. К парниковым газам относят диоксид углерода (CO2), метан (CH4), закись азота, гидрофтор-углероды, перфторуглероды и гексафторид серы. Их эмиссия может привести к глобальным изменениям климата, прежде всего, вызвать повышение среднегодовой температуры, в результате чего могут растаять огромные льды Антарктиды и Гренландии, что приведёт к поднятию уровня мирового океана и, следовательно, затоплению низменных территорий.
Особое внимание надо уделить таким продуктам недожога топлива, как канцерогенные вещества – пирен, перилен, антрацен, безатрацен и др. Они содержатся в нефти, каменноугольных смолах, в продуктах переработки углей и сланца. Для канцерогенных веществ не существует понятия предельно допустимая концентрация (ПДК), они опасны в любом количестве.
Особенно распространено такое специфическое вещество, как бензапирен. Его концентрация велика в области городов, размещённых вблизи крупнейших электростанций на угле (Канск и Назарово Красноярского края, Губаха Пермской области, Новочеркасск Ростовской области, Черемхово Иркутской области).
При использовании таких видов топлива, как уголь и мазут, образуется огромное количество выбросов и шлаков. Зола, представляющая собой летучий компонент, образующийся при сжигании топлива, также относится к числу вредных примесей. Она имеет сложный химический состав, при этом из оксидов в свободном состоянии в ней могут находиться только оксид кальция (CaO) и диоксид кремния (SiO2). Последний из них является сильным канцерогеном и может вызвать рак лёгких. Кроме того, многочисленные золошлакоотвалы являются источником загрязнения подземных вод. Загрязнены подземные воды в районе Курска, Нижнего Новгорода и др.
Теплоэлектроэнергетика является отраслью промышленности, потребляющей огромное количество свежей воды: 77 % от общепромышленного объёма водопотребления. Большая часть вод расходуется на охлаждение различных агрегатов, в связи с чем теплоэлектростанции (ТЭС) являются источником теплового загрязнения. Выбросы больших объёмов тепла и влаги непосредственно в атмосферу приводят к увеличению влажности, облачности, количества осадков, туманов, гололёдов в радиусе до 3 км, особенно в осеннее-весенний период.
Во многих субъектах РФ в основным загрязнителям атмосферы отнесены предприятия теплоэлектроэнергетики. Так, в объёме выброса вредных веществ от этих источников загрязнения доля энергетических предприятий в Ростовской области составляет 65,8 %, Смоленской области – 63,2 %, Рязанской области – 59,4 %, Приморский край – 57,1 %, Тульская область – 54,1 %, Ивановская область – 50,8 %, Московская область – 45,7 %, Ставропольский край – 45,2 %, Бурятия – 44,5 %, Еврейский автономный округ – 43,6 %, Омская область – 42,2 %. Костромская область – 40,4 %. Как правило, здесь преобладают области из Центрального экономического района.
Атомная энергетика
В настоящее время в России действует 30 реакторов Атомных электростанций (АЭС) с установленной мощностью 22,2 ГВт. Воздействие самих АЭС на окружающую среду относительно невелико: в атмосферу попадает небольшое количество летучих веществ и аэрозолей – это тритий, радиоактивные изотопы ксенона (Xe), криптона (Kr), йода (J), осколки делении ядер, продукты активации. Газовые сбросы в атмосферу предварительно очищаются от радионуклидов.
Объёмы жидких отходов, образующихся на АЭС, могут достигать 100 тыс. м³ год, объём твёрдых отходов ежегодно достигает на АЭС 2000-3000 м³. Основным видом твёрдых отходов является отработанное топливо.
При работе АЭС происходит сильное тепловое загрязнение поверхностных вод, что вызвано технологическими особенностями. Расход воды на АЭС в 1,5 раза выше, чем на ТЭС, и составляет 50 м³/с. Сбрасываемые воды являются условно чистыми, но приводят к увеличению температуры водоёма, что в свою очередь приводит к гибели живых организмов, уменьшению содержания кислорода, увеличению скорости воспроизводства органического вещества. Уровень экологической опасности для водоёмов наиболее высок для крайних северных и южных широт. Влияние водоёмов-охладителей на окружающую территорию особенно сильно в зимнее время, когда они представляют незамерзающие или частично замерзающие акватории, из-за большой разницы температуры воды в водоёме и воздухе образуются сильные туманы. Вблизи водоёма выпадает чрезмерное количество осадков в виде снега или изморози. Обмерзают линии высоковольтных передач.
Газовая эквивалентная доза для сотрудников АЭС составляет 4,4 мЗВ, для людей, проживающих в окрестностях станции, она равна примерно 0,02 мЗВ/год.
Существенному воздействию подвергаются города при авариях АЭС. В 1957 году на ПО «Маяк» произошёл взрыв одного из хранилищ жидких радиоактивных отходов. В результате переноса продуктов аварии в Северо-Восточном направлении образовался Восточно-Уральский радиоактивный след. Загрязнёнными оказались участки Челябинской, Екатеринбургской, Тюменской областей. В выбросах преобладали стронций-90 (Sr), цезий-144 (Cs), цезий-137.
Авария на Чернобыльской АЭС в значительной степени определяет экологическую обстановку в городе Чернобыль, который был полностью эвакуирован, а также города Гомель и Могилев в Белоруссии, Плавск Клинцы, Новозыбков в России, где наиболее высокие уровни загрязнения почвы цезием-137 (Cs) наблюдались на западе Брянской области. Чернобыльская авария привела к необходимости пересмотра стратегии развития атомной энергетики.
Гидроэлектроэнергетика
Основу Российской гидроэнергетики составляют 40 гидроэлектростанций (ГЭС) мощностью 100МВт и более.
ГЭС не загрязняют ни воздушный, ни водный бассейны. ГЭС – один из самых экологически чистых способов производства энергии. Но с другой стороны – водохранилище изменяет берега, усиливает воздействие на береговую линию, усиливает эрозию, подтопление территории, изменяет гидрологический режим. Площадь некоторых водохранилищ столь велика, что они затопили части городов или даже город целиком, например, город Молога.
Крупные гидроэнергетические сооружения несут в себе опасность крупных катастроф. Ежегодно в мире происходит более трёх тысяч аварий на различных платинах, из них каждая седьмая – в странах СНГ. При аварийном разрушении плотины возникает так называемая волна прорыва, которая затапливает огромные территории и приносит большой экологический и материальный ущерб.