Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Экологические знания

Оценка антропогенной деятельности

Цель человеческой деятельности, как уже указывалось ранее, - удовлетворить личные и коллективные потребности, которые на современном этапе развития человечества имеют откровенно экономический (материальный) содержание. Поэтому существующая система оценки антропогенной деятельности учитывает главным образом экономические показатели, характеризующие эффективность производственной деятельности на разных уровнях - глобальном, региональном, государственном, отраслевом, отдельного предприятия. Проанализируем эти показатели с позиции экологической, то есть рассмотрим, насколько они учитывают влияние производственной деятельности на состояние окружающей природной среды.

Оценка производства продукции в натуральных величинах - штуках, тоннах, кубометрах, квадратных метрах, погонных метрах, тонно-километрах, человеко-километрах, киловатт-часах - или оценка продукции в денежных единицах (например, в долларах США), как это делается при использовании понятий "валовой национальный продукт" (ВНП) и "валовой мировой продукт" (ВСП) (см. табл. 3.11) не дает представления о антропогенное воздействие на природу.

Отнесение натуральной величины на число жителей (работающих) (кВт * ч / чел., Тонн / душа и т.д.) мало меняет экологическую информативность показателей.

Отнесение натуральной величины на единицу площади (ц / га, население / кв.км) косвенно указывают на величину антропогенного давления на природную среду. Поэтому целесообразно в указанных показателей добавить следующие:

- Относительные значения ВНП и ВСП (долл. / Кв.км), которые характеризуют техногенной давление на территорию;

- Энергонапряжённость территории (кВт / кв.км) - количество энергии различных источников, которая используется на территории всеми энергопотребителями за определенное время.

Для характеристики производства широко используются такие показатели, как рентабельность, производительность труда, трудоемкость изделия (или операции, или технологического процесса) и себестоимость и цена продукции, по которым невозможно оценивать влияние на окружающую среду. Группа других показателей дает возможность косвенно судить о таком влиянии. Это прежде всего показатели материалоемкости и энергоемкости: удельный вес - вес изделия, деленная на мощность или производительность (кг / кВт; кг / кВт * ч; кг / т), и удельный расход энергии - количество энергии (топлива), которая расходуется на получение единицы изделия (г / кВт * ч; ккал / т; ккал / т; Дж / шт.). По количеству использованного металла или иного конструктивного материала и энергоносителей состоит представление о расходах природных ресурсов - руды, кислорода, нефти и так далее. К показателям этой группе относятся также показатели надежности изделия - продолжительность, безотказность, ремонтопригодность. Чем больше продолжительность изделия, то есть чем больше времени он эксплуатируется, тем меньше надо создавать новых аналогичных изделий и меньше тратить природных ресурсов. Чем выше безотказность и ремонтопригодность, тем меньше природных ресурсов будет использовано для ремонта изделия в период эксплуатации.

Для оценки вдосконалености енергоперетворюючих машин (ДВС, турбин, парогенераторов, насосов, компрессоров и т.д.) используют понятие "коэффициент полезного действия" (КПД) - отношение количества выданной работы (энергии) с количеством использованной (подведенной) энергии. Значение КПД зависит от многих факторов, характеризующих как особенности конструкции, так и качество внутренних рабочих процессов. Например, КПД насосов и компрессоров равна 0,6 ... 0,9; сварочного оборудования - 0,4 ... 0,7; металлургических процессов - 0,5 ... 0,8; приборов для приготовления пищи - 0,4 ... 0,5; открытого костра - 0,04; приборов электрического освещения - 0,03 ... 0,15. Имея значение КПД на каждом этапе преобразования энергии в цепи "природный энергоресурс-потребитель" не трудно определить показатель эффективности использования природного энергоносителя, который назовем "коэффициент использования природного ресурса" (Квпр).

Квпр = КПД 1 * КПД 2 * ... КПД и. (13)

Например, Квпр угля во время электросварки будет:

Квпр = КПД сб * КПД ТЭЦ * КПД гран * КПД н = 0,9 * 0,35 * 0,95 * 0,5 = 0,15.

(Здесь принято: КПД сб = 0,9 - эффективность процесса обогащения (переработке) угля; КПД ТЭЦ = 0,35 - КПД ТЭЦ; КПД гран = 0,95 - КПД процесса транспортировки электроэнергии; КПД ЗВ = 0,5 - КПД сварочного аппарата).

Понятием Квпр целесообразно пользоваться и для оценки эффективности использования неэнергетических природных ресурсов, учитывая потери полезной массы при переработке и транспортировке ресурса.

В тепловых двигателях и теплоэнергетических установках КПД зависит прежде всего от перепада температур рабочего газа (пара), который характеризует тепловой потенциал топлива. На рис. 3.10 показаны зависимости КПД цикла Карно (КПД = 1 - Т 2 / Т 1), который имитирует работу идеального теплового двигателя максимально возможной эффективности использования энергии (здесь Т 1 и Т 2 - максимальное и минимальное значение температуры газа (пара). В реальных двигателях КПД меньше - мощный судовой ДВС со значением Т 1 = 2000К и Т 2 = 600К имеет 0,45 ... 0,5; автомобильный двигатель - 0,32 ... 0,40; газовая турбина 0,3 ... 0 , 4; тепловая электростанция 0,30 ... 0,35.

Зависимости КПД цикла Карно

Рис 3.10. Зависимости КПД цикла Карно

Нетрудно увидеть, что эффективность использования природных ресурсов тем лучше, чем выше значение КПД и чем меньше преобразований энергии в цепи "природный ресурс - потребитель". С этим мы уже встречались при анализе схемы на рис. 3.4. Об этом нельзя забывать, анализируя целесообразность использования того или иного природного энергоносителя.

Вопрос загрязнения природной среды в результате антропогенной деятельности учитываются существующей нормативной документацией значительно полнее, чем вред от природопользования. Органами здравоохранения, санэпидслужбы и органами ветеринарного надзора утверждены нормы предельно допустимых уровней (ПДУ), предельно допустимых концентраций (ПДК), предельно допустимых доз (ПДД) вредных веществ, количество которых не вызывает нарушений здоровья людей или животных. Эти вещества образуются во время производственных процессов главным образом вследствие химических высокотемпературных реакций. Типичной реакцией является горения (окисления) природного топлива, состав которого зависит от вида топлива (см. Табл. 3.7 и 3.8). Теоретически реакции отражаются системой уравнений:

На практике картина значительно сложнее - происходит несколько сотен химических реакций с образованием более 200 веществ. Главными причинами этой отмены следующее. Горение происходит не в кислородной среде, а в воздухе - сложной смеси многих газов. Реакции протекают в элементарных объемах, которые отличаются температурой, давлением и химическим составом. Как правило, количество кислорода отличается от величины, теоретически необходимого для горения. Процесс в виде стадий с образованием промежуточных веществ и обратных реакций. Например, при горении жидкого топлива (углеводородов C n H m) в результате пиролиза - термического распада - может образовываться твердый углерод, который попадает в атмосферу с отработавшими газами в виде сажи. В реакциях участвует азот, образуя вредные оксиды:

Вследствие неполного сгорания отработавшие газы содержат CO, СН и другие составляющие промежуточных реакций.

Для упрощенных расчетов количества и состава выбросов в результате процессов окисления следует руководствоваться зависимостями:

Теоретически для окисления одного килограмма углерода нужно 2,67 кг кислорода, для водорода - 7,95 кг, серы - один на один.

На практике только в бензиновых двигателях подается теоретически необходимое количество кислорода (точнее - воздух, в котором находится необходимый для горения кислород). Во всех остальных случаях воздух подается в большем количестве на величину "коэффициента избытка воздуха - α".

Для сгорания одного килограмма жидкого топлива подают М а = 14,3α килограммов воздуха (14,3 кг - это теоретически необходимое количество воздуха.) С зависимостей (16) следует, что масса и объем газов составляют

Поскольку нормативные значения ПДК и ГДР приводятся в виде массового количества загрязнителя в единице объема газа или воздуха (г / м 3; мг / м 3), то очевидно, что загрязненность выброса зависит не только (а во многих случаях - не столько) от конструктивной вдосконалости установки, сколько от особенностей топлива и значений а и Т г соответственно зависимостям (17).

Оценивать совершенство конструкции лучше по количеству выброса, который приходится на единицу полезной работы установки, например, в г / кВт или г / кВт, г / т продукции, г / т * км и тому подобное. Использование относительных показателей позволяет оценивать, кроме того, влияние эксплуатационных факторов на экологические свойства установки. Для примера в табл. 3.21 приведены данные по автомобильному транспорту.

Таблица 3.21 Загрязнение атмосферного воздуха

Тип автомобиля

Грузоподъемность

Относительная загрязненность атмосферы на 1 т / км

Особенно малой грузоподъемности

0,4

1,0

Малой грузоподъемности

1,0

0,6

Средней грузоподъемности

4,0

0,3

Если принять выбросы легкового автомобиля, в котором едет только водитель, за единицу, то поездка с одним пассажиром уменьшает относительные выбросы (г / чол.км) до 0,522 по СО, к 0,512 по СН и к 0,645 по NO x. Движение загруженного автомобиля (4 пассажира) характеризуется соответственно цифрами 0,237, 0,220 и 0,182.

И в завершение раздела об оценке антропогенной деятельности остановимся на интегральном методе такой оценки, с помощью которого сопоставляется размер человеческого глобального влияния с размерами природных процессов. По данным Госкомгидромета СССР, в конце 80-х pp. прошлого века суммарная мощность антропогенных выбросов и сбросов во многих случаях была близка к мощности природных источников, а часто и больше. Например, природные источники оксидов азота выбрасывают 30 млн. Т азота в год, а антропогенные - около 40. Для сернистых газов эти цифры равнялись соответственно 30 и 150 млн. Т. Антропогенные источники дают свинца в 10 раз больше, чем природные.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее