Wpływ energii na środowisko naturalne

Spis treści

1. Strona tytułowa
2. EKOLOGIA, historia ekologii
3. Historia ekologii c.d.
4. Schemat PSR
5. Schemat PSR c.d., grafika
6. ENERGIA, sposoby wytwarzania energii
7. Zanieczyszczenia
8. Zanieczyszczenia c.d., m.in. grafika
9. Motoryzacja
10. Motoryzacja c.d., rysunek
11. SKUTKI ZANIECZYSZCZEŃ, kwaśne deszcze
12. Kwaśne deszcze c.d.
13. Efekt cieplarniany
14. Efekt cieplarniany c.d.
15. Smogi, stan zanieczyszczeń
16. Elektrownie jądrowe
17. Wpływ elektrowni jądrowych na środowisko
18. Wpływ elektrowni jądrowych na środowisko c.d., gospodarka odpadami stałymi
19. Gospodarka odpadami ciekłymi
20. Elektrownie jądrowe na świecie
21. Ciekawostki
22. NAJBARDZIEJ GROŹNE GAZY, dwutlenek siarki
23. NAJBARDZIEJ GROŹNE GAZY c.d., tlenki azotu, tlenek węgla, gazy cieplarniane
24. Gazy cieplarniane c.d.
25. ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII, elektrownie wodne
26. Elektrownie wodne c.d.
27. Elektrownie wodne w Polsce
28. Energia wiatrowa
29. ENERGIA SŁONECZNA, kolektory słoneczne
30. Energia morza, inne
31. Bibliografia
32. Spis treści

„Największym zagrożeniem naszego społeczeństwa nie jest dziś bomba atomowa, lecz samochód. Wskutek kardynalnych błędów i wynaturzenia koncepcji użytkowania, zabijając rocznie więcej ludzi niż zginęło w Hiroszimie, niszcząc krajobrazy i naturę betonem parkingów, zatruwając atmosferę, stał się największym molochem naszej cywilizacji” – śmiało mówią naukowcy, dziennikarze, reporterzy.


Historia ekologii

Wyrażenie ekologia, stało się w ostatnich latach nadzwyczaj modne.
W systemie medialnym, użycie określeń: ekologiczny, ekologicznie ma podkreślać dbałość
o stan natury i najwyraźniej zastępuje mniej spopularyzowaną rodzinę wyrazów utworzonych od rzeczownika sozologia.
Tak więc możemy spotkać ekologiczne farby, ubrania, rajstopy budowle... itd. Miano działań proekologicznych, pod wpływem panującej maniery, nader często przypisuje się zachowaniom, które z troską o równowagę przyrodniczą nie mają najmniejszego związku.
Rozwój cywilizacyjny, choć nieuchronny, z pewnością jest mało ekologiczny, – co jest oczywistym eufemizmem wobec najczęściej toksycznej dla Natury działalności człowieka. Tym bardziej zasadne wydaje się poznawanie prawidłowości, które leżą u podstaw historii naturalnej. Praw, które nader często, kierowani chęcią zysku, brakiem wyobraźni lub niewiedzą depczemy...
Czym zatem jest ekologia, kiedy powstało to pojęcie?
Termin ekologia wprowadził w 1869 roku Ernst Haeckel. W swojej definicji określił ekologię jako naukę, której przedmiotem zainteresowań jest całokształt oddziaływań między zwierzętami i ich środowiskiem zarówno ożywionym, jak i nieożywionym. Należy dodać, że w tym okresie stan wiedzy nie pozwalał na dokonywanie syntez na temat wzajemnych relacji pomiędzy organizmami i dlatego początkowo powstały dwa niezależne kierunki: ekologia roślin i ekologia zwierząt. Jedność świata istnień została pierwotnie zaakcentowana
w limnologii i oceanologii, którym ekologia wyjątkowo dużo zawdzięcza. Postęp wiedzy
w XX wieku pozwolił na połączenie różnych działów ekologii w jedną wspólną ekologię ogólną. Przyczyniły się do tego prace botaników (Sukaczew 1926, Clements 1916), jak
i zoologów (Shelford 1913, Elton 1927 czy Kaszkarow 1945).
Charles Elton (1927) w Ekologii zwierząt ujął ekologię jako naukę o historii naturalnej. Według Eugene Oduma (1963) ekologia to nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody. H. G. Andrewartha (1961) traktował ekologię jako naukę o rozmieszczeniu i liczebności organizmów.
Czy ekologia narodziła się w drugiej połowie XIX wieku? – Oczywiście nie! Człowiek zawsze interesował się swoim środowiskiem. W społecznościach pierwotnych mógł przeżyć tylko taki osobnik, który miał wystarczający zasób wiedzy o swoim otoczeniu przyrodniczym: o zwierzętach, roślinach, elementach nieożywionych, związkach między wszystkimi składnikami środowiska. Wraz z rozpoczęciem uprawy ziemi i hodowli, pojawiła się potrzeba dokładnej znajomości biologii i ekologii domestyfikowanych gatunków.
W zasadzie wszystkie znane kultury starożytne pozostawiły świadectwa zainteresowania prawidłowościami natury. Egipcjanie i Babilończycy bali się masowych pojawów szarańczy i wierzyli, że ich przyczyną jest działanie sił nadprzyrodzonych. W II księdze Mojżesza także napotykamy na opis plag zesłanych na Egipcjan.W IV wieku p.n.e. Arystoteles w Historia Animalium próbował wyjaśnić masowe występowanie myszy polnych i szarańczy. Domniemywał, że duża rozrodczość myszy jest przyczyną szybkiego wzrostu ich liczebności, nadmiar ten nie może zostać zahamowany przez drapieżniki: lisy, fretki, a także człowieka. Starożytni Grecy interpretowali zjawiska przyrodnicze, przyjmując istnienie harmonii pomiędzy jej elementami. Obecność podobnego założenia pojawia się w dziełach Herodota i Platona. Przyjmowano, że liczebność każdego gatunku jest dana „z góry” („ekologia opatrznościowa”) i niezmienna. Plagi – wyłamywanie się niektórych populacji z tych reguł, tłumaczono działaniem rozmaitych sił nadprzyrodzonych (nieczystych). Każdy gatunek miał więc swoje określone miejsce w przyrodzie i nie mógł zginąć, bo jego brak zakłóciłby istniejącą harmonię.
Przytoczony sposób widzenia świata przyrodniczego był powszechny do czasu narodzin ekologii populacji. Za ojca tej dziedziny uważa się Graunta (1662), który pierwszy opisał zmiany w populacji ludzkiej. Problemy demograficzne rozważali: Leeuwenhoek (1687), Buffon (1756), Malthus (1798), Doubleday (1841), Farr (1843)i inni.


W drugiej połowie XVIII i na początku XIX wieku do świadomości ludzi dotarły dwie ważne obserwacje. Zauważono, że:
1) wiele gatunków wymiera,
2) zasoby środowiska są ograniczone i pojawiające się wtedy oddziaływania konkurencyjne decydują o licznych zmianach w przyrodzie.
Doniosłość tych odkryć zaowocowała w dziewiętnastowiecznych dziełach Mathusa, Lyella, Spencera i Darwina. Ekologia „opatrznościowa” i „harmonia natury” zostały zastąpione przez takie pojęcia jak dobór naturalny i walka o byt (Egerton 1968).
W swoim rozwoju ekologia czerpała też ze zdobyczy innych nauk. Szczególnie z nauk stosowanych; medycyny, nauk rybackich i rolniczych. W 1762 roku sprowadzono z Indii
na Mauritius ptaka majnę żałobną do zwalczania plagi szarańczy pustynnej. Już w osiem lat później owady przestały stanowić problem (Moutia i Mamet 1946).
Forskal opisał w roku 1775 introdukcję drapieżnych mrówek na plantacje palm daktylowych w południowo-zachodniej Arabii, aby ograniczyć liczebność innych mrówek żerujących na daktylowcach. W następnych latach przeprowadzono wiele kolejnych introdukcji w celu walki biologicznej ze szkodnikami upraw. (Doutt 1964).
Badania nad chorobami zakaźnymi, jak na przykład malarią, prowadzone w latach 90 ubiegłego stulecia, zwróciły uwagę na mechanizmy rozprzestrzeniania się chorób
w populacjach i przyczyniły się do powstania epidemiologii. Okazało się, że do skutecznego zwalczania malarii trzeba poznać dokładnie ekologię komarów przenoszących zarodźce (Ross 1908, 1911).
Osiemnastowieczny botanik, Richard Bradley w ocenie Egertona (1969) uznany został
za pioniera w zakresie badań nad produktywnością roślinną i zwierzęcą. Badacz ten jako pierwszy dostrzegł podstawowe podobieństwa między produkcją roślinną i zwierzęcą był też twórcą metod podwyższania produktywności winnic, sadów, hodowli drobiu, królików i ryb. Tak więc Bradley dał podwaliny ekologii stosowanej.
Świadomość istnienia w przyrodzie zespołów organizmów jest bardzo stara. Jednak istnienie pomiędzy nimi związków dostrzeżono stosunkowo niedawno. Edward Forbes w roku 1844 opisał zgrupowania zwierząt zasiedlających wody przybrzeżne Anglii i części Morza Śródziemnego. Dostrzegł zespoły zwierząt, charakterystyczne dla różnych głębokości. Podobne obserwacje poczynił w roku 1877 Karl Mobbius, który w swoim opracowaniu użył terminu biocenoza.
Wielki wkład w badania nad zespołami wielogatunkowymi wniósł J.E.B. Warming (1895, 1909). Botanik analizował strukturę zespołów roślinnych i występujących w ich obrębie zgrupowań gatunków. H.C. Cowles w roku 1899 opisał sukcesję roślinności na wydmach południowego brzegu jeziora Michigan. Dynamiczny charakter zespołów roślinnych podjął również Clements (1916), wywołując swoją publikacją wieloletnie spory, co do sposobu pojmowania zespołu ekologicznego.
Na początku XX wieku rozpoczął się proces usamodzielniania ekologii jako odrębnej nauki. Fundament stanowiły tzw. historia naturalna, demografia człowieka, biometria,
oraz praktyczne kierunki nauk rolniczych i medycznych.
Dalsze kroki w kierunku rozwoju ekologii poczynili A. Lotka – ekologia matematyczna,
i Ch. Elton – założyciel oxfordzkiego Biura Badań nad Populacjami Zwierzęcymi i autor pierwszego (1927) podręcznika ekologii zwierząt (McIntosh 1985).
Jednak do początku lat 60 ubiegłego stulecia ekologia nie była doceniana jako dziedzina nauki. Dopiero gwałtowny wzrost populacji ludzkiej, degradacja środowiska, wzrost skażenia pestycydami i innymi szkodliwymi substancjami przysporzyły ekologii zainteresowania.
W tym okresie zaczęto selektywnie kojarzyć termin ekologia z problemami środowiska człowieka. Tymczasem ekologia jako nauka wcale nie ogranicza się do badania wpływu populacji ludzkiej na środowisko. Jej przedmiotem poznania są wzajemne zależności między wszystkimi elementami natury. Tak rozumiana ekologia stanowi zasób praw i prawidłowości, które są podstawą dla wszystkich działań związanych z kształtowaniem środowiska przez człowieka.



Wskaźniki zrównoważonego rozwoju opracowane przez Organizację Współpracy Gospodarczej i Rozwoju (OECD - Organisation for Economic Cooperation and Development) umożliwić mają ocenę trwałości rozwoju w narodowych rachunkach ekonomicznych. Wskaźniki te uporządkowane zostały według schematu Presja-Stan-Reakcja (Pressuer-State-Response - PSR), zgodnie z zasadą przyczynowości, według której działalność człowieka wywiera największą presję na środowisko powodując niekorzystne zmiany w zasobach przyrody.

Tabela w załączniku

Środowisko przyrodnicze cechuje się silnym zróżnicowaniem, będącym efektem występowania odmiennych cech komponentów w różnych miejscach kuli ziemskiej. Stąd potocznie wyróżnia się środowiska przyrodnicze: leśne, polarne, pustynne, górskie, a także rolnicze, miejskie, itp.
Środowisko przyrodnicze jest miejscem życia i gospodarowania człowieka. Stanowi złożony efekt oddziaływania różnorodnych sił przyrody, podlega stale ewolucyjnym zmianom. Na skutek błędów w gospodarowaniu i rabunkowej eksploatacji zasobów przyrody środowisko przyrodnicze jest współcześnie w wielu miejscach zdegradowane lub silnie zagrożone degradacją. Niekiedy zawęża się pojęcie środowiska przyrodniczego do jego części naturalnej, rozpatrując ją z wyłączeniem oddziaływania człowieka.
Sposoby wytwarzania energii

Na przestrzeni wieków sposoby pozyskiwania energii zmieniały się.
Wiek XIX nazwano wiekiem pary, XX zaś wiekiem elektryczności. Ale energia pary, zamieniona na energię ruchu, to w zasadzie energia takich substancji, jak węgiel kamienny, ropa naftowa, czy też gaz podlegających spalaniu w palenisku kotła parowego. Energia elektryczna, to także energia pary lub spadającej wody. A zatem ani para, ani elektryczność nie są źródłami energii. One wykorzystują jedynie energie materiałów palnych, energię rzek, wiatru.
Ciężką pracą zdobywa ludność niezbędne dla niej ilości energii. I tak np. w 1941 r. wydobyto 2.5 miliarda ton materiałów palnych. Stosując paliwo jądrowe, tę samą ilość energii uzyskalibyśmy kasztem zaledwie tysiąca ton uranu lub toru.
Zapasy paliw chemicznych nie są zbyt duże. Stanowią one resztki starożytnego świata roślinnego. W ciągu milionów lat gromadziła się w nich energia słoneczna. Dziś te zapasy energii praktycznie nie odnawiają się i dlatego, jeżeli nie zostaną odkryte jakieś nowe złoża węgla kamiennego lub ropy, najprawdopodobniej mogą one wystarczyć na 200 –300 lat. Oto dlaczego znaczenie opanowania energii atomowej jest porównywane do znaczenia, jaki miało odkrycie ognia przez człowieka prehistorycznego. Ludzkość otrzymała zupełnie nowe, bogatsze źródła energii.
Wpływ procesu wytwarzania energii na środowisko naturalne
Jednak nowe, bogatsze źródła energii nie są wcale przyjaźniejsze dla środowiska. Kto da gwarancję, że jakiekolwiek miejsce na Ziemi oraz jakikolwiek pojemnik wytrzymają w nienaruszonym stanie pół miliona lat? Bo tyle właśnie pluton -najbardziej śmiercionośna substancja stworzona przez człowieka - powinien być odizolowany od środowiska. Z elektrowni atomowych radioaktywne pary, które przedostają się do środowiska nawet podczas bezawaryjnej pracy, zawierają pierwiastki promieniotwórcze, krążące w przyrodzie przez tysiące lat i zabijające wielokrotnie. Do tego należy dodać wycieki radioaktywne z innych ogniw łańcucha obiegu paliwa jądrowego, bez którego elektrownia działać nie może.
Negatywne skutki ma także energia pary. Przy spalaniu węgla, drewna, ropy naftowej, benzyny powstaje dwutlenek węgla, który powoduje kwaśne deszcze. Spalanie surowców energetycznych i tym samym powstawanie dwutlenku węgla powoduje również tzw. efekt cieplarniany, którego następstwem jest topnienie śniegów, gór lodowych, zalewanie kontynentów, jak i również malejąca ochrona Ziemi przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym.


Globalne zapotrzebowanie na energię zależy od wielu czynników, spośród których do najważniejszych należy zaliczyć: tempo rozwoju gospodarczego poszczególnych krajów, wzrost liczby ludności, ewolucję struktur społecznych, postęp techniczny w zakresie stosowania urządzeń i tworzenia nowych rozwiązań technicznych.
Przemysł energetyczny stanowi główną gałąź gospodarki każdego kraju, ponieważ z energii elektrycznej korzystają w coraz większym stopniu wszystkie inne działy gospodarki narodowej. Współczesny postęp techniczny odznacza się elektryfikacją stosowanych urządzeń napędowych, procesami automatyzacji, powszechnym zastosowaniem elektroniki, wzrostem potrzeb oświetleniowych itp. Zwiększone użycie energii elektrycznej jest wywołane także pełniejszą elektryfikacją rolnictwa i wzrostem wyposażenia gospodarstw domowych w odbiorniki elektryczne, substytucją gazu w nich, ogrzewaniem elektrycznym oraz zastępowaniem paliw ciekłych energią elektryczną w transporcie.



Zwiększone zapotrzebowanie na energię elektryczną wynika także z zalet tego nośnika energii, do których przede wszystkim możemy zaliczyć:
· łatwość przemiany w inne formy energii, takie jak energia cieplna, świetlna i mechaniczna;
· znakomitą podzielność i możliwość płynnej regulacji parametrów w zakresie od mikro do makro;
· łatwość przesyłania (błyskawicznego) na duże odległości, co umożliwia jej wykorzystanie nawet w miejscach odległych od złóż surowców energetycznych;
· ponoszenie małych strat w porównaniu z innymi postaciami energii w trakcie ich przesyłania.
Tak szerokie zastosowanie jakie znalazła energia elektryczna sprawiło, że powstało wiele metod jej pozyskiwania, począwszy od tradycyjnych, a skończywszy na niekonwencjonalnych.



Należy pamiętać, że energetyka nie działa sama dla siebie - lecz służy społeczeństwu i jego gospodarce. Pobiera ona z otoczenia energię pierwotną, przetwarza ją na użytkowe nośniki energii, przesyła je i dostarcza do użytkowników.
Obok energii pierwotnej energetyka czerpie z otoczenia inne czynniki takie jak:
· woda, która jest powszechnym czynnikiem roboczym w technologiach energetycznych,
· powietrze, które będąc nośnikiem tlenu jest niezbędne w procesach spalania paliw w technologiach energetycznych.
W wyniku energetyka oddaje otoczeniu nie tylko strumień użytecznej energii, ale także i substancje odpadowe:
· spaliny,
· pyły,
· odpady stałe i ciekłe,
· ciepło odpadowe.



Największym zagrożeniem naszego społeczeństwa nie jest dziś bomba atomowa, lecz samochód. Wskutek kardynalnych błędów i wynaturzenia koncepcji użytkowania, zabijając rocznie więcej ludzi niż zginęło w Hiroszimie, niszcząc krajobrazy i naturę betonem parkingów, zatruwając atmosferę, stał się największym molochem naszej cywilizacji” – śmiało mówią naukowcy, dziennikarze, reporterzy.

W XIX wieku wraz z przełomem w intensywności korzystania z zasobów przyrody oraz silnym rozwojem techniki zrodziła się potrzeba sprawnej komunikacji. Wtedy też pojawił się pierwszy samochód. Początkowo miał ułatwić pracę, zastępując siłę ludzka i zwierzęcą, siłą mechaniczną. Samochód był dobrem nieosiągalnym dla przeciętnego obywatela, dlatego liczba pojazdów była ograniczona, a motoryzacja nie miała wyraźnego wpływu na środowisko naturalne.

Kilka dziesięcioleci później sytuacja uległa diametralnej zmianie. Liczba aut rosła z roku na rok. Lata 80 i 90 dwudziestego wieku cechuje masowy rozwój motoryzacji. Dziś trudno wyobrazić sobie życie bez samochodu. Transport samochodowy to ogromne ilości towarów przewożonych na różne odległości, to sposób na przemieszczanie ludzi w aglomeracjach miejskich i poza nimi, to niejednokrotnie źródło pracy oraz baza, na której rozwinęła się turystyka.
Komunikację zapewniają różne środki transportu:
· pojazdy samochodowe,
· kolej,
· samoloty,
· statki i promy.
Pośród wszystkich wyżej wymienionych środków transportu, transport samochodowy w Europie, ma największy udział w zanieczyszczaniu powietrza atmosferycznego, ilości wypadków oraz poziomie hałasu emitowanego podczas pracy silnika. Przemieszczanie się samochodem to najpopularniejszy choć nie najtańszy sposób komunikacji. Tak silny rozwój motoryzacji nie pozostał bez echa dla środowiska przyrodniczego. W świadomości społeczeństwa zagrożenia dla środowiska ze strony motoryzacji są niedostrzegalne lub lekceważone. Wynika to z ogromnej skali zanieczyszczeń przemysłowych, a także braku kompleksowych informacji dostępnych dla ogółu społeczeństwa.

W krajach prowadzących badania wpływu motoryzacji na degradacje środowiska, stwierdzono, iż największe zagrożenia powstają w miastach. Wiąże się to z faktem istnienia dużych natężeń ruchu, częstego zatrzymywania i ruszania pojazdów, małych prędkości. W zabudowie miejskiej występują gorsze warunki rozpraszania spalin niż na drogach szybkiego ruchu. Na jednym z międzynarodowych kongresów drogowych, przedstawiono wyniki badań zanieczyszczenia środowiska w 12 wielkich miastach europejskich. Stwierdzono, że ponad 90% CO, 76% węglowodorów, 38% NOX (tlenki azotu), ponad 70% pyłów i prawie 100% ołowiu pochodzi z motoryzacji.

Kiedy w 1952 r. w Londynie podczas 4 dniowej mgły toksycznej (tzw. smog londyński) zmarło z powodu zatrucia 4 tys. osób a wiele tysięcy poważnie zachorowało to był sygnał iż zanieczyszczenia pochodzące z motoryzacji są bardzo niebezpieczne.


W ostatnim pięćdziesięcioleciu równolegle z ekspansją motoryzacji, prowadzi się liczne badania określające jej wpływ na: zdrowie człowieka, degradacje gleb, rośliny i zwierzęta, zmiany w atmosferze. Okazuje się, że w transporcie pasażerskim niezbędne jest ograniczenie ruchu prywatnymi samochodami na rzecz komunikacji zbiorowej. Należy rozwijać gałęzie bardziej przyjazne dla środowiska: kolej, żeglugę śródlądową. Alternatywa dla przewozów potężnych ładunków są przewozy kombinowane kolejowo-samochodowe, co umożliwia:
· redukcję zanieczyszczeń powietrza do 90%,
· ogranicza hałas,
· obniża koszty.
Zmiany te mają być również wprowadzone w Polsce, lecz na razie wymagają regulacji prawnych. Z pewnością najskuteczniejszym czynnikiem wpływającym na zahamowanie negatywnego wpływu motoryzacji na środowisko będzie wprowadzenie:
· opłat za korzystanie z infrastruktury,
· zróżnicowanie opłat w zależności od wpływu poszczególnych pojazdów na środowisko,
· obciążenie kosztami za emisję CO2 i zużycie nieodnawialnej energii.


Trzeba się liczyć z tym, że w najbliższej przyszłości takie kroki zostaną podjęte przez władze, na co składa się szereg ważkich argumentów.Ze względu na szybkość rozwoju motoryzacji, jej ogólnodostępność i powszechność, skutki oddziaływania są niezliczone. Bezpośrednio wpływają na organizmy żywe, powietrze, wodę, glebę (niszcząc, degradując – powodując nieodwracalne zmiany). Dodatkowo skutki oddziaływania motoryzacji kształtują wiele innych zjawisk, które to tworzą łańcuch skomplikowanych połączeń i zależności. Poniższy schemat obrazuje tylko te zasadnicze skutki, jednak każdy zazębia się z kolejnym uruchamiając niebezpieczną machinę – Degradację środowiska naturalnego.


Eksplozja energetyczna zakłóca pod wieloma względami stan równowagi w skali światowej. Przede wszystkim naraża na niebezpieczeństwo całą planetę. Zagrożenie jest globalne, ponieważ ogrzewanie się Ziemi wynika z nasilenia się efektu cieplarnianego wywołanego wydzielanym przy spalaniu dwutlenkiem węgla. Rodzaje zagrożeń zależą od rodzaju źródła energii. Cywililizacja węgla pociągnęła za sobą cały łańcuch ofiar: tysiące wypadków śmiertelnych, liczne choroby, tysiące czarnych miast. Spalanie węgla jest tym źródłem energii które produkuje najwięcej CO2.



Kwaśne deszcze

1.Historia kwaśnych deszczy.
W przeszłości deszcze, padające w Europie, były czyste. Teraz woda deszczowa jest zanieczyszczona przez ogromne ilości spalonego przez nas węgla, oleju opałowego i gazu ziemnego.
Kwaśny deszcz jest popularnym sposobem nazywania całego zakresu efektów - kwaśnych opadów. Kwaśne opady to kwaśne zanieczyszczenia powietrza, które mogą znajdować się w kwaśnym deszczu, ale mogą również występować w postaci kwaśnej mgły lub śniegu.
Głównymi czynnikami powodującymi wzrost kwasowości opadów atmosferycznych są przenikające do atmosfery tlenki siarki (zwłaszcza dwutlenek siarki) i tlenek azotu. Dwutlenek siarki łatwo rozpuszcza się w wodzie, tworząc kwas siarkowy. Tlenki azotu ulegają w atmosferze bardzo złożonym przemianom, szczególnie w przypadku obecności innych zanieczyszczeń powietrza (np. węglowodorów). Zanik tlenków azotu w atmosferze związany jest z ich przemianą do kwasu azotowego. Na świecie około 50% całej ilości dwutlenku siarki i tlenków azotu pochodzi ze źródeł naturalnych (m. in. wulkanów, pyłów, rozkładu materii organicznej).
W warunkach naturalnych kwasowość opadu atmosferycznego jest określana tzw. wskaźnikiem pH o wartości 5,65. Opad, którego wartość pH jest niższa od 5,6 przyjęto określać mianem kwaśnego opadu atmosferycznego (dla porównania woda destylowana wskazuje wartość pH równą 7, w czternastostopniowej skali pH). Średnie roczne wartości pH opadów w Polsce kształtują się od 4,26 na Śnieżce do 4,6 w Suwałkach. Najwyższy poziom zakwaszenia opadów występuje w rejonie sudeckim, gdzie sporadycznie rejestrowano opady o wartości pH poniżej 3,0.
Podczas Międzynarodowej Konferencji w Sprawie Środowiska Człowieka, zorganizowanej przez ONZ w 1972 roku w Sztokholmie, szkody wywołane przez kwaśne deszcze oceniono jako niepokojące. Zjawiska te zagrażają szczególnie północno - wschodnim regionom Stanów Zjednoczonych, południowo - wschodniej Kanadzie i Skandynawii, gdzie uszkodzonych jest 56% powierzchni lasów. Japończycy stwierdzili liczne przypadki podrażnień, wywołanych przez zanieczyszczenia atmosferyczne, a także obawiają się, że mogą stać się one przyczyną wzrostu różnego rodzaju zachorowań. W każdym razie - atak kwasów nie oszczędza ani przyrody, ani zabytków co w tym ostatnim przypadku zagraża światowemu dziedzictwu kulturowemu.


2. Wpływ kwaśnych deszczy na środowisko.
a)Ludzie
W rejonach, gdzie środowisko naturalne jest silnie skażone, wdychamy mieszaninę gazów takich jak dwutlenek siarki i tlenki azotu, które szkodzą naszym płucom. Odnosi się to do ludzi żyjących w pobliżu elektrowni opalanej węglem, a także do mieszkańców miast o dużym ruchu ulicznym. Wyżej wymienione gazy w kontakcie z drobinami pyłów mogą wywoływać u ludzi choroby dróg oddechowych, takich jak bronchit czy astma. Ludzie ci także cierpią na kaszel, na bóle w klatce piersiowej oraz duszności. W Norwegii obserwuje się stały wzrost zachorowań na astmę u dzieci, prawdopodobnie związany ze wzrostem ilości samochodów na drogach.
b) Rośliny
Rośliny także mogą chorować na skutek działania dwutlenku siarki lub kwasu siarkowego. Wówczas rosną wolniej i łatwiej ulegają uszkodzeniom. Szczególnie wrażliwe są tu drzewa szpilkowe. Obumieranie tych właśnie drzew w pobliżu okręgów przemysłowych i wielkich miast spowodowane jest przeważnie oddziaływaniem dwutlenku siarki.
Prądy powietrza mogą przenosić chmury dwutlenku siarki nawet na odległość tysięcy kilometrów. Spadają one później na ziemię w postaci tzw. kwaśnych deszczów.
c) Budowle
Wiele budynków i pomników jest zrobionych z kamienia zawierającego wapno, takiego jak piaskowiec, wapień lub marmur. Wapno neutralizuje kwaśny deszcz, ale w końcu zostaje zużyte. Wtedy kamień traci naturalną odporność a budynek lub pomnik zaczyna ulegać zniszczeniu. Posągom kamiennym odpadają nosy, ściany domów pękają i grożą zawaleniem.
Kwaśny deszcz niszczy niektóre spośród naszych największych zabytków historycznych. Starożytne świątynie na Akropolu w Atenach przetrwały tysiące lat; teraz te piękne budowle zaczynają ulegać erozji. To samo dzieje się ze średniowiecznymi budowlami Krakowa w Polsce, z katedrą Lincolna w Anglii i z katedrą Nidarosdomen w Trondheim w Norwegii.
Współczesne budynki, wykonane z innych materiałów (np. z żelbetu), również są niszczone przez kwaśne deszcze, choć w wolniejszym tempie. Beton zaczyna się kruszyć a stalowe pręty zbrojenia rdzewieją. Remontowanie budynków, uszkodzonych w wyniku skażenia środowiska w Europie, kosztują ogromne sumy.


Efekt cieplarniany

Powstawanie:

Podwyższenie temperatury powierzchni Ziemi spowodowane jest istnieniem atmosfery ziemskiej. Temperatura ta wynosi średnio 14 - 15 C. Bez atmosfery byłaby mniejsza o około 30C. Atmosfera przepuszcza do powierzchni Ziemi znaczną część promieniowania słonecznego (promieniowanie krótkofalowe, od 0,1 do 4 µm), a zatrzymuje znaczną część promieniowania wysyłanego przez powierzchnię Ziemi (promieniowanie długofalowe, od 4 do 80 µm). Dzieje się to według następującego schematu: promieniowanie słoneczne, docierające do powierzchni Ziemi, jest przez nią pochłaniane (tylko niewielka część zostaje odbita) i zamieniane na ciepło, a ogrzana powierzchnia Ziemi emituje promieniowanie, które w dużym stopniu jest pochłaniane przez atmosferę (głównie przez cząsteczki pary wodnej, dwutlenku węgla oraz przez kropelki wody w chmurach). Energia przekazana atmosferze jest przez nią wypromieniowana w postaci promieniowania długofalowego głównie z powrotem w stronę Ziemi (tzw. promieniowanie zwrotne)- to około 70 %, ale także w przestrzeń kosmiczną - około 30 %.

Przyczyny powstawania:

Promieniowanie zwrotne jest główną przyczyną występowania efektu cieplarnianego. Wskutek gospodarczej działalności człowieka zwiększa się stężenie w atmosferze substancji absorbujących długofalowe promieniowanie ziemskie. Do tych substancji zaliczamy parę wodną, dwutlenek węgla, metan, podtlenek azotu oraz freony. Są tak zwane gazy cieplarniane lub szklarniowe. Powstrzymują one część ciepła przed ucieczką w przestrzeń kosmiczną, działając na podobnej zasadzie jak dach w szklarni, dlatego to zjawisko nazywamy efektem cieplarnianym lub szklarniowym. Zanieczyszczając atmosferę przyczyniamy się do zwiększenia ilości gazów cieplarnianych. Paliwa kopalne, taki jak węgiel, ropa naftowa czy gaz ziemny uwalniają do atmosfery dwutlenek węgla. Ścinanie drzew i spalanie drewna także powoduje powstawanie dwutlenku węgla. Podczas wydobywania gazu ziemnego, jego część przedostaje się do atmosfery, a gaz ziemny zawiera do 95% metanu. Na dodatek w atmosferze występują także freony, które dodatkowo powodują powstawanie dziury ozonowej. Są to ważne gazy, które mogą zatrzymać olbrzymie ilości ciepła. Jednak gazy te są naturalnym składnikiem przyrody. Są one produkowane maturalnie, na przykład bydło wytwarza metan podczas procesu trawienia, wydziela się on także na obszarach bagnistych i podmokłych. Ludzie i zwierzęta wydalają dwutlenek węgla oddychając, a kiedy rośliny się rozkładają w ziemi, to wytwarzają się tlenki azotu. Także wulkany produkują dwutlenek węgla. Z nawozów używanych do użyźniania pól uprawnych wydzielają się podtlenki azotu. Utrzymanie na Ziemi stałej temperatury, wymaga zachowania istniejącej pomiędzy tymi gazami równowagi.


Skutki:

Podniesienie się temperatury na Ziemi o kilka stopni może spowodować daleko idące zmiany klimatyczne. Wzrost temperatury zakłóci równowagą klimatyczną i spowoduje zmiany pogody na całym świecie. Jedne miejsca staną się bardziej suche, inne natomiast będą bardziej wilgotne. I choć na większości obszarów klimat stanie się cieplejszy, będą też miejsca, gdzie się ochłodzi. Zmiany te będą miały wpływ na uprawę roślin na całym świecie. Roślinom, zwierzętom, a nawet ludziom może być trudno przystosować się do nowych, zmienionych warunków. I tak na przykład klimat Wielkiej Brytanii może się upodobnić do śródziemnomorskiego, panującego dziś w takich krajach, jak Grecja czy Hiszpania. Państwa będą musiały dostosować uprawy do zmian klimatu. Lody polarne Arktyki i Antarktydy mogą zacząć topnieć. Jasna powierzchnia pokrywy lodowej odbija światło słoneczne. Ale jeśli pokrywy lodowe stopnieją, odkryty w ten sposób ląd zacznie pochłaniać więcej ciepła. Jeśli stopnieją lody polarne, pingwinom i fokom zagrozi wyginięcie. Woda z topniejących lodowców Antarktydy i Grenlandii spłynie do morza. Na całym świecie poziom mórz może się podnieść, i to aż o 20 do 40 cm na początku stulecia. Terenu niżej położone, taki jak Bangladeszt czy Holandia, zaleje słona woda. Zbiory i ziemia zostaną zniszczone. Zatopione zostaną także inne miejsca. Leżące w pobliżu morza, jak na przykład część Florydy. Miejsca, gdzie dzisiaj są pola uprawne, będą niedługo suche, jałowe, pokryte warstwą pyłu pustkowia. Kiedy wzrośnie temperatura, trzeba będzie wprowadzić zmiany w rolnictwie. Wyższe temperatury, powodzie i susze mogą doprowadzić do niedoboru żywności w niektórych częściach świata. Kiedy zmienia się klimat oraz warunki pogodowe zmieniają także środowiska, w których żyją rośliny i zwierzęta. Rośliny i zwierzęta potrzebowały milionów lat, by przystosować się do warunków panujących w jakimś miejscu. Jeśli warunki te ulegną zmianie, wiele gatunków, jak na przykład może nie przetrwać tej zmiany. Jeśli lody Arktyki stopnieją, niedźwiedzie polarne i foki będą musiały sobie poszukać nowych terenów łowieckich. Kiedy podniesie się poziom mórz, zagrożenie obejmie także inne gatunki roślin i zwierząt. Jeśli znikną słone błota i rozlewiska u ujścia rzek, wiele ptaków brodzących straci miejsce do życia. Wzrost temperatury i topnienie lodu wpłynie także na prądy oceaniczne. Bogate w pokarm i żywe istoty morza mogą zamienić się w jałową, wymarłą wodną pustynię.

Przeciwdziałanie:

Stacje klimatyczne na całym świecie odnotowały stopniowe podnoszenie się temperatury powietrza. Stwierdziliśmy także wzrost ilości dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych w atmosferze. Naukowcy na Hawajach od ponad 30 lat mierzą ilość dwutlenku węgla w powietrzu. Posługując się laserami, osiągają bardzo dokładne wyniki. Na Grenlandii drążą otwory w lodzie i pobierają próbki uwięzionego tam powietrza. W latach 80. przeżyliśmy sześć najcieplejszych lat, jaki kiedykolwiek zanotowano. Na całym świecie rośliny, począwszy od maleńkiego planktonu, po olbrzymie drzewa, rosnące w lesie, pobierają dwutlenek węgla, a wydzielają tlen. Dlatego właśnie w atmosferze znajduje się wystarczająca ilość tlenu dla ludzi i zwierząt. Ale kiedy rośliny umierają, oddają dwutlenek węgla z powrotem do atmosfery. Aby go zużyć, muszą wyrosnąć nowe rośliny, gdyż w przeciwnym razie będzie się on gromadził w atmosferze. Równowaga gazów w atmosferze ziemskiej pozwala na zachowanie korzystnych dla życia warunków. Zbyt wiele dwutlenku węgla w atmosferze może sprawić, że Ziemia ulegnie przegrzaniu. Jest wiele rzeczy, które możemy zrobić, aby uniknąć groźby globalnego ocieplenia. Możemy a przykład korzystać z alternatywnych źródeł energii- promieniowania słonecznego, wiatru, energii geotermicznej- które nie powodują wydzielania dwutlenku węgla. Możemy także tak budować nasze domy, by do ich ogrzewania potrzeba było mniej energii. Możemy również zalesić z powrotem wycięte obszary. Las pobierze z atmosfery dwutlenku węgla i zapobiegnie jego gromadzeniu się. Aby uchronić się przed skutkami podniesienia poziomu morza, buduje się wału przeciwpowodziowe. Pozwalają one zmniejszyć ryzyko powodzi. Pływające tratwy produkują energię, wykorzystując ruch fal. U ujścia wielkich rzek możemy korzystać z siły pływów. Wiatraki produkują energię, wykorzystując siłę wiatru. Energia geotermiczna opiera się na wykorzystaniu ciepła, pobieranego z głębi skorupy ziemskiej. Odpowiednio zabezpieczone przed utratą ciepła domy zmniejszają zużycie paliw kopalnych. Energia słoneczna to wykorzystanie ciepła Słońca. Sadzenie nowych drzew wpływa na zwiększenie ilości tlenu w atmosferze.


Smogi

Smogiem nazywamy połączenie mgły lub pary wodnej z dymem (utworzone z gazów i ciał stałych o wymiarach 0,1 do 1μn) Istnieją dwa rodzaje smogów:
a) Smog siarkowy (Londyński) - Charakterystyczny dla wielkich aglomeracji miejskich, strefy klimatu umiarkowanego. Powstaje w wyniku spalania węgla i dużej koncentracji tlenków siarki węgla i sadzy (sadza to drobne cząstki węgla, zawierające związki rakotwórcze i węglowodory ciężkie) . Smog ten działa na organizmy marząco, porażą drogi oddechowe i szkodliwie oddziałuje na układ krążenia.
b) Smog fotochemiczny (typu Los Angeles) - Powstaje w warunkach klimatu tropikalnego lub, subtropikalnego, tworzy się głównie ze spalin samochodowych, zawierających węglowodory, tlenki azotu i czad. Pod wpływem promieniowania słonecznego, związki te reagują ze sobą tworząc substancje silnie utleniające. Smog ten atakuje drogi oddechowe zmniejszając odporność na raka.

Stan zanieczyszczeń

Emisja pyłów i gazów jest w Polsce b. duża, w ostatnich latach nastąpiło korzystne ograniczenie emisji zanieczyszczeń, Główną przyczyną zanieczyszczeń w Polsce jest wytwarzanie 80% energii w elektrowniach opalanych węglem kamiennym i brunatnym. Zasadnicze paliwa, przestarzałość i nieefektywność wielu elektrowni oraz brak urządzeń odsiarczających powoduje, że główny składnik zanieczyszczeń (SO2) przedostaje się do powietrza. Duże znaczenie dla wielkości zagrożenia posiada stopień koncentracji przemysłowych zanieczyszczeń na określonym obszarze np. w aglomeracji miejsko-przemysłowej. Niewłaściwa lokalizacja zakładów przemysłowych, w obrębie miast jest przyczyną koncentracji ok. 60 % ogólnej emisji pyłów i ok. 70% gazów. Rozkład przestrzenny zanieczyszczeń pyłowych i gazowych na 1km2 występuje w województwach: Śląskim, Małopolskim, Łódzkim. Na obszarach tych zostały przekroczone normy dopuszczalnych stężeń metali ciężkich (szczególnie ołowiu, kadmu, cynku, chromu), związków smołowych, benzopirenów, tlenków azotu, tlenków siarki,
Zanieczyszczenia powietrza nie gromadzą się w granicach jednego miasta, województwa, czy państwa, lecz przemieszczają się co powoduje, że docierają do terenów objętych ochroną: ośrodków uzdrowiskowych i wypoczynkowych. W Polsce głównymi środkami zanieczyszczeń powietrza pod względem toksycznym i ilościowym są: energetyka (elektrownie, elektrociepłownie); przemysł wydobywczy i przetwórczy (metalurgiczny, chemiczny); gospodarka komunalna ; rolnictwo ;transport
Silniki spalinowe wydalają głównie tlenki azotu, węgla, sadzę, węglowodory, dwutlenek siarki, zw. ołowiu (90%), trafiają one do atmosfery jako produkt spalania etyliny, nadmierna koncentracja subst. toksycznych, może prowadzić do powstawania tzw. smogu.


Elektrownie jądrowe
W elektrowni jądrowej następuje w procesie rozszczepiania jąder atomów uranu, plutonu lub toru wyzwolenie energii cieplnej, którą wykorzystuje się do wytworzenia pary wodnej. Energia cieplna tej pary zostaje przemieniona w energię mechaniczną w procesie rozprężania pary zachodzącego w turbinie, a dalej następuje przemiana energii kinetycznej w energię elektryczną w napędzanym przez łopatki turbiny generatorze prądu.
Reakcja rozszczepienia jądra uranu, plutonu lub toru następuje wówczas gdy po zderzeniu neutronu z jądrem pierwiastka następuje pochłonięcie neutronu. W wyniku rozszczepienia jądra pierwiastka ciężkiego (jakim jest uran, pluton i tor) powstają dwa jądra pierwiastków lżejszych, wydz i elając w skutek ubytku masy energię cieplną i wyzwalając od 0 do 8 neutronów. Wykorzystanie tej energii cieplnej jest celem eksploatacji reaktorów energetycznych,. Część pozostałej energii wydziela się w postaci promieniowania gama, dalsza jej część wydzi e la się z opóźnieniem jako promieniowanie beta i gama produktów rozszczepienia.
Obieg technologiczny elektrowni jądrowej dzieli się na:
· obieg pierwotny, który obejmuje rozszczepianie atomów, wytwarzanie energii cieplnej w reaktorze jądrowym i przekazan ie jej w wymienniku do obiegu wtórnego
· obieg wtórny obejmuje wszystkie dalsze ogniwa procesu technologicznego wytwarzania energii elektrycznej
Podstawowym elementem obiegu pierwotnego jest reaktor. Najbardziej rozpowszechnione reaktory energetyczne to reaktory wodne i ciśnieniowe.
Awarie w elektrowniach jądrowych: amerykańskiej w Three Island w 1979 i radzieckiej w Czarnobylu 1986 wywołały wiele kontrowersji. Koncern ABB zaprojektowały elektrownię jądrową z reaktorem PIUS a koncern Westinghouse nazwał bezpieczny reaktor jądrowy kryptonimem AP-600. Oba reaktory charakteryzują się tym, że bezpieczeństwo ich pracy osiągnięto przez odwrócenie dotychczasowych zasad projektowania: zamiast powiększenia liczby urządzeń i stosowania wyrafinowanych układów bezpi e czeństwa zastosowano tzw. pasywny (bierny system bezpieczeństwa). Polega on na tym, że reaktor jest bezpiecznie odstawiany przy jakimkolwiek zaburzeniu w jego pracy - bez działania urządzeń pomocniczych, a jedynie przez działanie sił grawitacji (np. natur a lne chłodzenie powietrzne). Rozwiązania techniczne zastosowane przy projektowaniu elektrowni jądrowych z reaktorami PIUS i AP-600 wydają się tworzyć nową erę całkowicie bezpiecznej energetyki jądrowej.
Obiegi wtórne w elektrowni jądrowej to obieg parowy, wodny i elektryczny, które są w zasadzie identyczne jak w elektrowni konwencjonalnej. Dodatkowe wymagania co do elementów tych obiegów dotyczą zwiększonej niezawodności działania, wynikającej z specyfiki elektrowni jądrowej.


Wpływ na środowisko

W Polsce p odstawowym aktem prawnym, normującym działalność w zakresie wykorzystywania energii jądrowej na potrzeby społeczno-gospodarcze kraju jest ustawa z dnia 10. Kwietnia1986 roku “Prawo atomowe”.
Elektrownia jądrowa podczas eksploatacji wywiera wpływ na środowi sko poprzez:
wydzielenie produktów promieniotwórczych do atmosfery
wydzielenie produktów promieniotwórczych do wód zrzutowych
wydzielenie ciepła odpadowego do wody chłodzącej
Kopalnie uranu i zakłady wzbogacania uranu są źródłem zanieczyszczeń środowiska substancjami radioaktywnymi. Radioaktywne są odpady z tych zakładów - hałdy ich powinny być pokrywane asfaltem lub chlorkiem poliwinylu. Podczas produkcji paliwa jądrowego również powstają odpady radioaktywne - ciekłe i w post a ci areozolu. Pierwszą barierę ochronną przed promieniotwórczymi produktami rozszczepiania są koszulki, w których umieszczane są tzw. pastylki paliwowe. Ich zadaniem jest odprowadzanie ciepła wytworzonego w paliwie do wody chłodzącej i uniemożliwienie prze d ostania się produktów rozszczepienia na zewnątrz.
Wypalone paliwo jądrowe wskutek swej promieniotwórczości niebezpieczne dla człowieka. Z tego względu musi być ono trwale usunięte do przestrzeni, gdzie jego promieniowanie jest niegroźne, bądź długo przechowywane w sposób bezpieczny, bądź wreszcie przerobione na produkty bezpieczne dla otoczenia.
Pierwszy sposób to gromadzenie wypalonego paliwa w głębokich, wyeksploatowanych kopalniach soli np. w Niemczech lub pod dnem mórz np. Szwecja.
Drugi sposób polega na przechowywaniu wypalonego paliwa w zbiornikach wodnych lub w zbiornikach betonowych, chłodzonych powietrzem. Przerób wypalonego paliwa jądrowego ma na celu usunięcie produktów rozszczepienia i odzyskanie niewypalonego uranu i plutonu, pozostałego w pa l iwie. Wypalone paliwo jest przerabiane w specjalnych zakładach przetwórczych, do których paliwo jest transportowane po jego wstępnym wystudzeniu na terenie elektrowni. Przerób wypalonego paliwa jądrowego w celu uzyskania uranu i plutonu jest procesem radi o aktywnym. Głównym źródłem radioaktywności są produkty korozji pojemników, w których przechowuje się wypalone paliwo jądrowe przed jego przerobieniem.
Potencjalnym źródłem skażenia środowiska może być transport materiałów promieniotwórczych, takich jak wypalone elementy paliwowe i zestalone odpady wysoko aktywne. Transport koncentratów uranu i wypalonego paliwa jądrowego jest obwarowany szczegółowymi przepisami, mającymi na celu wyeliminowanie niebezpieczeństw ich promieniowania podczas drogi. Wypalone pali w o jądrowe - dużo bardziej niebezpieczne niż koncentraty uranu - musi być przewożone w pojemnikach stalowych, które zapewniają eliminację promieniowania na zewnątrz pojemników i ich szczelność nawet przy bardzo ciężkich wypadkach drogowych i pożarze. Tran s port pojemników następuje koleją lub samochodami.
Działanie na rzecz ochrony środowiska wokół elektrowni jądrowej mają na celu zapobieżenie przedostaniu się na zewnątrz elektrowni jądrowej izotopów promieniotwórczych zarówno podczas normalnej eksploatacji elektrowni, jak i podczas potencjalnej awarii.
Nuklidy (tj. atomy określonego rodzaju scharakteryzowane przez skład jądra ) promieniotwórcze powstają w licznych procesach wewnątrz reaktora jądrowego. Powstają one w wyniku wzajemnego oddziaływania neutronów z materiałami reaktora. Większość powstałych nuklidów promieniotwórczych powstaje wewnątrz paliwa i w materiale reaktora. Większa część tych nuklidów promieniotwórczych ulega rozpadowi promieniotwórczemu albo pozostaje wewnątrz reaktora. Jedynie znikom a ich ilość dostaje się do atmosfery w postaci gazów i do zbiorników wodnych w postaci odpadów ciekłych. Natomiast nuklidy w postaci odpadów stałych są składowane w specjalnie do tego przygotowanych pomieszczeniach.
Poszczególne nuklidy promieniotwórcze różnią się okresem półrozpadu, a także ilościami które po wchłonięciu przez oddychanie lub przez przewód pokarmowy mogą być odłożone w różnych narządach ciała oraz szybkością wydalania ich z organizmu. W celu uwzględnienia rodzaju promieniowania i jego skutk ó w biologicznych wprowadzono pojęcie równoważnika dawki. Operowanie równoważnikiem dawki pozwala dodawać dawki napromieniowania wywołane przez różne rodzaje promieniotwórczości, sprowadzać je do wspólnego mianownika pod względem skutków biologicznych. Równ o ważnik dawki jest więc dawka pochłonięta z uwzględnieniem potencjalnej możliwości spowodowana uszkodzeń tkanki ciała przez różne rodzaje promieniowania.
Należy pamiętać, że aktywność odpadów z energetyki jądrowej maleje stukrotnie w ciągu 600 lat, podczas gdy naturalne pierwiastki promieniotwórcze mają czas połowicznego rozpadu rzędu miliardów lat. Można powiedzieć, że w skali tysięcy lat energetyka jądrowa, zużywając uran, a w przyszłości również tor, będzie obniżać, a nie zwiększać zagrożenie ludzkości p r omieniowaniem jonizującym. Warto w tym miejscu jeszcze raz przypomnieć, że w popiołach usuwanych rocznie na wysypiska z elektrowni węglowej o mocy 1000 MW(e) znajduje się średnio ponad 3 tony uranu oraz około 7 ton toru i substancje te nie są w żaden spos ó b zabezpieczone. Poza tym człowiek jest poddawany promieniowaniu kosmicznemu i ziemskiemu, a także promieniowaniu materiałów budowlanych w pomieszczeniach zamkniętych i promieniowaniu zawartych w jego ciele pierwiastków promieniotwórczych.
Wybór lokalizac ji elektrowni jądrowej następuje na podstawie raportu bezpieczeństwa lokalizacji, zawierającego charakterystykę terenu lokalizacji pod względem demograficznym, meteorologicznym, geologiczno-inżynierskim, hydrogeologicznym, komunikacyjnym, hydrotechnicznym , sejsmologicznym itp. oraz dane o napromieniowaniu ludności w otoczeniu elektrowni spowodowane eksploatacyjnym odprowadzaniem materiałów promieniotwórczych z elektrowni.
Rodzaje awarii mogących wystąpić w elektrowni jądrowej są rozpatrywane w raporcie bezpieczeństwa. Są one dzielone na trzy kategorie:
- awarie przeciętne, prowadzące co najwyżej do wyłączenia reaktora, po usunięciu awarii reaktor wznawia pracę;
- awarie rzadkie, nie powodujące jednak utraty szczelności obiegu pierwotnego lub odbudowy bezpieczeństwa i nie stanowiące zagrożenia na obszarze leżącym poza strefą ochronną;
- maksymalna awaria projektowa, przy której może wystąpić wydzielenie maksymalnej określonej w raporcie bezpieczeństwa ilości produktów rozszczepienia, ale możliwe byc musi wyłączenie i wychłodzenie reaktora.
Strefę ochronna tworzy się wokół każdego obiektu jądrowego w celu zmniejszenia zagrożenia radiologicznego. W przypadku elektrowni jądrowej wyposażonej w co najmniej jeden reaktor o mocy cieplnej powyżej 1500 MJ/s obszar strefy ochronnej ustala się na dwie podstrefy o różnym stopniu ograniczeń dotyczących sposobu zagospodarowania. Np. granice podstrefy pierwszej ustala się w odległości nie mniejszej niż 2 km od budynku reaktora, zaś granice podst r efy drugiej ustala się w odległości dwukrotnie większej niż granice podstrefy pierwszej. Na obszarze i podstrefy elektrowni jądrowej jest zabronione przebywanie ludzi ( pobyt stały lub czasowy) lokalizacja, budowa oraz użytkowanie stałych i tymczasowych b u dynków nie związanych z działalnością jądrowego, a także prowadzenie produkcji rolnej lub leśnej przeznaczonej dla ludzi. Na obszarze drugim podstrefy elektrowni jądrowej jest zabronione przeznaczanie nowych terenów pod zabudowę mieszkaniową oraz lokaliza c ja innych inwestycji, przekraczających potrzeby ludności zamieszkującej na tym obszarze.
Ochrona przed promieniowaniem polega na minimalizacji czasu napromieniowania, stosowaniu odpowiednich osłon i wreszcie zachowaniu należytej odległości od źródła promieniotwórczości, gdyż moc dawki promienia jonizującego jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości od źródła promieniowania.
Rozwiązania projektowe zapewniają, przy właściwej eksploatacji, ograniczenie do minimum możliwości awarii obejmującej swymi skutkami otoczenie elektrowni jądrowej.
W czasie eksploatacji elektrowni jądrowej powstają znaczne ilości różnorodnych odpadów ciekłych ( ścieków). Przed odprowadzeniem do kanalizacji i następnie do wód powierzchniowych (jezioro, rzeka), ścieki te są poddawane specjalnej obróbce, zapewniającej nieprzekroczanie dopuszczalnych wartości skażeń i zanieczyszczeń.



Gospodarka odpadami stałymi

Odpady stałe powstające w czasie eksploatacji elektrowni jądrowej, ze względu na stężenie substancji promieniotwórczych dzieli się na:
- wysoko aktywne, do których należą części wewnętrzne reaktorów znajdujące się w strefie promieniowania neutronowego, zużyte filtry do oczyszczania gazu i powietrza
- średnioaktywne, do których zalicza się części konstrukcyjne obiegu pierwotnego takie jak: rurociągi, armatura, izolacja termiczna, wkłady filtracyjne niektórych układów wentylacyjnych, części pomp, odpady metalowe, wymienialne elementy układu pomiarów i automatyki
- niskoaktywne, którymi są części konstrukcyjne i drobne wyposażenie układów pomocniczych obiegu pierwotnego, skażona odzież i obuwie specjalne, drewno, tworzywo sztuczne, odpady budowlane.
Odpady stałe wysokoaktywne przechowuje się stale w przechowalnikach w pobliżu basenu wypalonego paliwa. Pozostałe odpady stałe średnio i niskoaktywne przekazuje się do budynku zestalania odpadów. W budynku tym są one przechowywane od 3 do 5 lat w celu obniżenia aktywności. Po tym okresie, dla zmniejszenia ich objętości odpady są cięte lub prasowane i z e stalane w asfalcie lub w beczkach lub prostopadłościennych pojemnikach. W ten sposób przygotowane i opakowane odpady okresowo magazynuje się na terenie elektrowni, a następnie wywozi do składowiska odpadów promieniotwórczych.

Gospodarka odpadami ciekłymi
W wyniku pracy układów oczyszczania ścieków promieniotwórczych powstają następujące odpady ciekłe:
· koncentrat powyparny
· zużyte wysokoaktywne jonity
· zużyte niskoaktywne jonity
Odpady te przekazuje się do budynku zestalania odpadów i przechowuje przez okres 3 do 5 lat w celu zmniejszenia ich aktywności, a następnie odparowuje, zestala i miesza z asfaltem. Pozostaja one na trenie elektrowni do czasu wywiezienia do składowiska odpadów promieniotwórczych.
Promieniowanie jonizujące nie jest wykrywalne zmysłami człowieka. Zagrożenie stwierdza się za pomocą przyrządów dozymetrycznych. Przyrządy te są przystosowane do pomiarów dawek lub wykrywania skażeń promieniotwórczych. Zasadniczym elementem układu pomiarowego, przekształcającym promieniowanie jonizujące w prąd elektryczny jest detektor promieniowania. Detektorami są: komory jonizujące, licznik Geigera-Mullera, liczniki scyntylacyjne.
Wśród przyrządów dozymetrycznych wyróżnia się wskaźniki promieniowania, monitory i dawkomierze.
Elektrownia jądrowa nie ma większości najgłośniejszych urządzeń, występujących w elektrowniach konwencjonalnych, takich jak młyny, wentylatory kotłowe urządzenia nawęglania itp. Ponadto ze względu na zaostrzone wymagania co do bezpieczeństwa jądrowego (specjalne wykonanie budynków, szersze strefy ochronne i in.) hałas jest mniej uciążliwy dla otoczenia.
Źródłami hałasu w elektrowni jądrowej są urządzenia maszynowni, chłodnie kominowe (jeśli występują) oraz wydmuchy pary wodnej z zaworów bezpieczeństwa i stacji zrzutowych. Dodatkowymi źródłami hałasu są wyciągowe wentylatory wentylacji technologicznej oraz wentylatory instalacji do oczyszczania gazów aktywnych. Kryzys gospodarczy w latach 1989-1992 spowodował spadek zapotrzebowania na energię elektryczną, tak więc budowa nowych źródeł mocy stała się - przejściowo niepotrzebna. To sprawiło, że budowa elektrowni jądrowych w Polsce może być odłożona na okres po roku 2000. Planuje się budowę kilku elektrowni gazowych, które są mniej uciążliwe dla środo w iska od cieplnych węglowych.
Jak dotąd nie produkujemy energii elektrycznej z ekologicznie czystego źródła jakim jest reakcja rozszsczepienia uranu przeprowadzona w sposób kontrolowany w reaktorze jądrowym. Miernikiem naszego zacofania w tej dziedzinie jest fakt iż w 34 krajach świata funkcjonuje kilkaset bloków jądrowych (432 w 1995r.) dając średni udział 17% w całości dostawy energii. Aż w 15 krajach udział energii elektrycznej z elektrowni jądrowych stanowi co najmniej 30%.

Ciekawostki


Substancje nieorganiczne i organiczne, nie będące składnikami czystego powietrza oraz niektóre naturalne składniki powietrza występujące w stężeniach większych niż naturalne.
Do najczęstszych i najniebezpieczniejszych zanieczyszczeń powietrza należą: tlenki siarki, siarkowodór, tlenki azotu, tlenki węgla, tlenki metali i ich związki, węglowodory i ich pochodne - zwłaszcza chlorowce.
Źródłami tych zanieczyszczeń są przemysł, elektrownie węglowe, transport i paleniska domowe. Głównym źródłem zanieczyszczenia powietrza jest dwutlenek siarki emitowany do atmosfery, produkt spalania węgla, benzyny, ropy. SO2 reaguje z tlenem atmosferycznym i przechodzi w SO3. Ten zaś wraz z cząsteczkami wody tworzy H2SO4 i w ten sposób powstają tzw. kwaśne deszcze, niszcząco działające na roślinność (umieranie lasów). W wyniku obserwacji okazało się, że porosty są szczególnie wrażliwe na kwaśne deszcze. W strefie o szczególnie silnie zanieczyszczonym powietrzu porosty nadrzewne nie występują.
Metale są w środowisku bardzo rozpowszechnione. W rudach i skalach górotworu występują najczęściej w postaci tlenków. Wówczas są mało groźne dla środowiska. Groźniejsze są tylko metale ciężkie występujące w postaci soli, roztworów, produktów ubocznych oraz w ściekach lub odpadach różnych gałęzi przemysłu.
Do najbardziej niebezpiecznych dla środowiska i dla organizmów żywych zalicza się związki rtęci, kadmu, ołowiu, cyjanki i fluorki. Niewiele mniej niebezpieczne są związki chromu, arsenu, baru, boru i berylu, miedzi, niklu, selenu, antymonu, molibdenu, tytanu i inne.


Najbardziej „groźne” gazy to...

Dwutlenek siarki
Zanieczyszczenie dwutlenkiem siarki stanowi jeden z poważniejszych problemów ochrony powietrza atmosferycznego, szczególnie w Polsce, gdyż zawartość siarki w polskim węglu sięga nawet 3-4 %.
W procesie spalania powstaje dwutlenek siarki SO2, który już w powietrzu utlenia się do trójtlenku siarki (SO3). Związek ten rozpuszczając się w wodzie zawartej w powietrzu tworzy kwas siarkowy, który spada na Ziemię w postaci "kwaśnych deszczy" >>>
Kwaśne deszcze oddziałują niekorzystnie zarówno na organizmy żywe, twory przyrody nieożywionej jak i na elementy środowiska sztucznego. Niszczą elementy konstrukcyjne, powodując silną korozję żelaza, stali, miedzi i niklu oraz materiały budowlane, w tym także naturalne skały zawierające węglany. Katedra Notre-Dame w Paryżu przetrwała setki lat niemal w nienaruszonym stanie, a obecnie jej kamienne mury są bezlitośnie atakowane przez kwaśne opady.
Najbardziej z powodu kwaśnego deszczu cierpią drzewa. Już przy niewielkich stężeniach następuje odbarwienie liści lub igieł. Szczególnie wrażliwe są drzewa iglaste, a zwłaszcza sosna zwyczajna, jodła i świerk. U drzew tych następuje zahamowanie przyrostu, zmiany w pokroju korony, częściowe, a nawet całkowite obumieranie. Skutki kwaśnych opadów widać szczególnie na zboczach gór, tam gdzie dolne warstwy chmur stykają się z roślinnością. Są one widoczne również w Polsce, na przykład w lasach porastających Karkonosze i Góry Izerskie.
Kwaśne deszcze powodują też zakwaszenie wód powierzchniowych. W tysiącach skandynawskich jezior spowodowały one śmierć milionów łososi i pstrągów. Innym skutkiem jest zakwaszenie gleb, w których uwalnia się toksyczny glin i następuje wymywanie substancji odżywczych.

Sytuację próbuje się uzdrowić przez rozpylanie z helikopterów latających nad zakwaszonymi terenami wapna, które neutralizuje kwas.
Jak widać z powyższego rysunku od roku 1993 zanieczyszczenie dwutlenkiem siarki powietrza w Polsce znacząco spadło.


Tlenki azotu
Powstające w procesie spalania tlenki azotu NO i NO2 czerpią azot albo bezpośrednio z paliwa, albo z powietrza, które dostarcza tlen do spalania. Wśród tlenków azotu 95% stanowi mniej szkodliwy NO, pozostałe 5% to groźniejszy NO2. Działa on drażniąco na płuca powodując ich obrzęk, obniża ciśnienie krwi oraz działa paraliżująco na układ nerwowy człowieka.
Tlenek węgla
Tlenek węgla CO jest gazem palnym, bezwonnym i niestety bardzo trującym. Wdychany wypiera tlen z hemoglobiny zawartej w krwi, uniemożliwiając przenoszenie tlenu z płuc do tkanek. Na wielkość produkcji CO ma zasadniczy wpływ sposób przeprowadzania spalania paliwa.
Gazy cieplarniane
Przez ostatnie 35 miliardów lat, czyli od czasu kiedy na Ziemi pojawiło się życie, klimat kuli ziemskiej ulegał wielkim zmianom. W ciągu tego okresu Słońce wysyłało w kierunku naszej planety coraz większe ilości ciepła. Mimo to, panujące warunki sprzyjały rozwojowi życia roślin i zwierząt. Być może działał tutaj jakiś czynnik samoregulujący, ale zanim ludzie zdążyli go odkryć, rozpoczęli własne "eksperymenty" ze zmianą klimatu.
Obecnie na Ziemi obserwuje się wzrost temperatury w skali globalnej. Krótko mówiąc z roku na rok klimat ziemski staje się cieplejszy. Jeśli ten proces będzie trwał nadal, to po upływie jakiegoś czasu życie na Ziemi teoretycznie może stać się niemożliwe. Każda gwałtowna zmiana klimatu wiąże się ze zmianami w przyrodzie, a co za tym idzie także w naturalnym łańcuchu pokarmowym. Wyginięcie jakiegoś gatunku roślin lub zwierząt na skutek nieprzystosowania się do nowych warunków klimatycznych może powodować wymieranie następnych gatunków. Dla ludzi oznacza to ogromne zmiany w rolnictwie i rybołówstwie, nie mówiąc już o topnieniu lodów na biegunach Ziemi i zagrożeniu zalaniem ogromnych obszarów lądów na skutek podwyższenia się poziomu wód oceanicznych.
O klimacie Ziemi decyduje w dużej mierze ilość energii otrzymanej od Słońca, a dokładniej równowaga pomiędzy energią otrzymaną i magazynowaną, a energią która zostaje odbita z powrotem w kosmos. Gazy atmosferyczne, chmury, oceany i lądy magazynują energię otrzymaną od Słońca i przekształcają ją w ciepło, które ogrzewa planetę, reguluje wiatry i opady deszczu.
Głównym czynnikiem regulującym temperaturę jest ilość ciepła jaką może w każdej chwili zmagazynować atmosfera ziemska. Obecne w niej gazy cieplarniane odgrywają znaczącą rolę w procesie magazynowania energii cieplnej. Pozwalają na przenikanie światła do Ziemi, ale zatrzymują ciepło, tak jak dzieje się to w szklarniach - szklane tafle przepuszczają światło słoneczne, ale nie odprowadzają na zewnątrz ciepła wytworzonego przez to światło. W przyrodzie taką szklaną taflą są właśnie gazy cieplarniane, a właściwie ich odpowiednia ilość w atmosferze. Bez nich nasza planeta byłaby dużo bardziej chłodna, ale kiedy jest ich zbyt wiele, klimat zaczyna się ocieplać, co może mieć katastrofalne następstwa.

Do gazów cieplarnianych zalicza się:
· CO2 - dwutlenek węgla
· CH4 - metan
· N2O - podtlenek azotu
· fluorowodory



Odnawialne źródła energii
Źródła odnawialne charakteryzują się minimalnym wpływem oddziaływania na środowisko. Ponieważ zaś wykorzystują lokalne źródła energii są rozproszone na całym obszarze kraju, co rozwiązuje problem transportu energii, gdyż może ona być pozyskiwana w dowolnym miejscu. Eliminuje to również znaczne straty związane z przesyłem, pozwala uniknąć budowy linii przesyłowych ograniczając dewastację terenu.
Jednak ze wszystkich wykorzystywanych obecnie nieodnawialnych źródeł energii tylko energetyka słoneczna nie niesie za sobą żadnych zagrożeń dla środowiska.
Elektrownie wodne

Energetykę wodną można podzielić na dwa rodzaje :
- wodne wykorzystujące potencjał energetyczny
- wodne szczytowo-pompowe przechowujące energię wytworzoną w innych elektrowniach (w Polsce elektrowniach cieplnych – węglowych) w okresach małego zapotrzebowania (w nocy) by oddać ją w okresach zapotrzebowania szczytowego.
Potencjał energetyczny naszych wód ocenia się na 12 TWh rocznie. Wykorzystywany jest obecnie w ok. 15%. Uwzględniając prawie całkowity brak ujemnego wpływu na środowisko, ten margines energetyki jest dla gospodarki b. ważny.
Stopień wykorzystania energetycznego rzek w wybranych krajach Europy
1. Szwajcaria 2. Francja 3. Hiszpania 4. Norwegia 5. Szwecja 6. Austria 7. POLSKA 92%82%79%63%63%49%14-15%




Warto spojrzeć na wykorzystanie tego potencjału w innych krajach europejskich.
Udział elektrowni wodnych w krajowej mocy zainstalowanej w wybranych krajach Europy
1.Norwegia 2.Austria 3.Portugalia 4.Szwecja 5.Włochy 6. POLSKA 99,8%66,7%48,0%47,3%31,5%7,3%
Kilka słów o największej w Polsce elektrowni szczytowo pompowej w Żarnowcu. W początkowych planach miała współpracować z elektrownią jądrową. Jej moc wynosi 800/716MW. Sztuczny zbiornik na szczycie wzgórza morenowego o pojemności prawie 14 mln metrów sześciennych i powierzchni 135 hektarów (bardziej obrazowo – 130 boisk piłkarskich) znajduje się 100 metrów powyżej Jeziora Żarnowieckiego, do którego spuszczana jest woda 4 rurami (średnica pozwalająca na wjazd autobusu). Dno zbiornika górnego jest wysłane asfaltem. P r zecieki z niego mogłyby zakończyć się tragicznie!
Zasada działania: woda ze zbiornika górnego w godzinach szczytowego poboru mocy spuszczana jest rurami w dół; na końcu trafia na turbinę z generatorem i wytwarza prąd; trwa to około 4,5-5 godzin. Najczęściej nocą, gdy zapotrzebowanie na prąd elektryczny w sposób naturalny radykalnie spada – przeprowadza się cykl odwrotny. Silnik napędzający turbinę (w poprzednim cyklu pełnił rolę generatora) pobiera energię elektryczną z sieci – o tej porze jest jej nadmia r i należałoby odstawić bloki w elektrowniach cieplnych, co jest i nieekonomiczne, i kłopotliwe technicznie, elektrownia szczytowo-pompowa akurat odbiera nadmiar mocy. W ciągu 6 godzin zbiornik górny jest ponownie napełniony.

Moc ważniejszych elektrowni wodnych w Polsce w MW
ZEW – zespół elektrowni wodnych EW - elektrownia wodna ESP – elektrownia szczytowo pompowa
1. ESP Żarnowiec 2. ZEW Porąbka – Żar - Tresna 3. EW Włocławek 4. ESP Żydowo 5. ZEW Solina – Myczkowice 6. ZEW Dychów 7. ZEW Rożnów – Czchów 8. ZEW Koronowo – Tryszczyn – Smukała 9. ZEW Płoty 10.EW Dębe 11.ZEW Straszyn 12.ZEW Jastrowice 13.ZEW Żur- Grodek 14.EW Wały 15.ZEW Pilichowice 16.POLSKA 716533,6160,2150144,3100,96433,3332013,712,911,910,89,21813,8



Energia wiatrowa - wiatraki:
· zajmują przestrzeń - zmieniają krajobraz
· możliwość występowania dodatkowego hałasu
· mogą zakłócać odbiór fal elektromagnetycznych

Siłownie wiatrowe, bez względu na ich rodzaj, rozmiary czy też liczebność nie powodują skażeń radioaktywnych, dewastacji terenu ani strat w naturalnych zasobach i zmian w środowisku naturalnym Ziemi. Poszukiwanie tanich i doskonalszych rozwiązań prowadzi jednak do dużej różnorodności projektów, co utrudnia produkcję seryjną.
Powinniśmy traktować wiatr jako surowiec energetyczny, ze znacznie większym rozmachem korzystać z tego źródła o niewyczerpalnych zasobach. Energia wiatru nadaje się do natychmiastowego wykorzystania, a jej przetworzenie np. na energię elektryczną jest dość proste i nie wymaga stosowania złożonych procesów. W wielu krajach w opanowaniu energii wiatru już obecnie przykłada się duże nadzieje. Miejmy nadzieję, że niedługo nauczymy się lepiej korzystać z tych nieogarniętych zasobów energii.


Energia słoneczna
Doskonałym rozwiązaniem problemu negatywnego wpływu wytwarzania energii na środowisko przyrodnicze, wydaje się być wykorzystanie alternatywnych źródeł energii.
Energia słoneczna.
W Kalifornii na pustyni Mojave, 200 km na NE od Los Angeles, w latach 1984-1992 powstał kompleks 13 elektrowni heliotermicznych o różnej mocy. Również w Kalifornii w 1984 r. uruchomiono elektrownię Carissa Plain wytwarzającą energię elektryczną metodą helioelektryczną. Metoda ta polega na bezpośredniej przemianie energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną za pomocą ogniw fotoelektrycznych. Ogniwa takie przemieniają w energię elektryczną nie tylko bezpośrednie promieniowanie Słońca, lecz także promieniowanie rozproszone, przy zachmurzeniu.
Elektrownia helioelektryczną o mocy 300 kW pracuje także od 1983 r. na niemieckiej wyspie Pellworm leżącej na Morzu Północnym.
Aktualnie w Europie największa elektrownia słoneczna pracuje we Włoszech, wytwarzając prąd o mocy 3,3 MW. Grecja ma zamiar wybudować do 2003 r. największą na świecie elektrownię słoneczną. Będzie ona wytwarzała prąd o mocy 50 MW, co zapewni energię elektryczną dla 100 tys. mieszkańców (Kronika ekologiczna „Aura” 7/1997).

Elektrownie słoneczne odznaczają się wysokimi kosztami eksploatacyjnymi, co powoduje, że większe nadzieje wiąże się z wykorzystaniem energii słonecznej w małych instalacjach, do produkcji ciepłej wody. Kolektory słoneczne umieszczone na dachu domu umożliwiają ogrzanie wody do 40C, co przy ogrzewaniu podłogowym wystarcza do ogrzania całego domu.
Większe kolektory słoneczne, instalowane m.in. w Stanach Zjednoczonych, podgrzewające wodę do temperatury 65C. Wykorzystywane są w rolnictwie, do ogrzewania basenów kąpielowych oraz do wytwarzania ciepłej wody tam, gdzie nie ma systemów ciepłowniczych.

W Szwajcarii opracowano również nowy sposób spożytkowania energii słonecznej. Na szosie w pobliżu Interlaken oddano do użytku instalację, która “zbiera” latem ciepło z rozgrzanej promieniowaniem słonecznym szosy, natomiast zimą oddaje je i podgrzewa jezdnię, przeciwdziałając jej oblodzeniu. (Kronika ekologiczna “Aura” nr 2/1995).

Inną metodą spożytkowania energii słonecznej jest wykorzystanie fotosyntezy, tj. asymilacji przez rośliny dwutlenku węgla z powietrza, podczas której tworzy się energia biomasy. Najprostszym i powszechnie stosowanym sposobem uzyskania energii z biomasy jest jej spalanie. Dotyczy to takich surowców jak słoma, drewno opałowe i drewno odpadowe. Wysuszona 1 tona biomasy ma wartość opałową 0,7 tony węgla kamiennego. Jest to surowiec przyjazny dla środowiska, ponieważ ma małą zawartość siarki oraz zamknięty cykl obiegu. Dwutlenek węgla wydzielany przy spalaniu biomasy jest absorbowany w czasie wegetacji roślin w tej samej ilości
Biomasa zawierająca dużą ilość wilgoci (nie wysuszona) nie nadaje się do spalania, może natomiast być zużytkowana w procesie fermentacji beztlenowej (metanowej), celem uzyskania produktu zwanego biogazem. Przykładem może być zautomatyzowana i skomputeryzowana instalacja biogazu pracująca na wysypisku śmieci w Toruniu. Instalacja ta produkuje 550 kW energii elektrycznej oraz 800 kW energii cieplnej na godzinę, wykorzystywanej do ogrzewania mieszkań. Wyprodukowana w ciągu roku energia odpowiada energii uzyskanej ze spalenia 2,6 tys. ton węgla (Kronika ekologiczna “Aura” 12/1997).
Innym sposobem uzyskania energii z biomasy jest jej kompostowanie i ujęcie wydzielanego ciepła. W Szwecji opracowano program produkcji biomasy roślinnej, tworząc specjalne plantacje energetyczne.
Kolektory słoneczne
Uśredniony po szerokościach geograficznych, porach roku itp. strumień energii słonecznej na powierzchni
Ziemi wynosi około 164 W/m2 (w tym wypadku użyłem legalnych jednostek układu SI). Podkreślam, że jest to dobowa wartość średnia. Jeżeli uwzględnić tylko 8- godzinny “dzień pracy" Słońca od 8 rano do 4 po południu, to dla miejscowości na szerokości geograficznej 40 o wspomniana wartość ta wyniesie około 600 W/m2. W ciągu “dnia pracy" Słońce dostarczy wtedy 4.8 kWh/m 2 , co odpowiada mniej wię cej energii 0.5 l benzyny na m 2 na dzień. Oczywiście, nieco większa jest ta wartość latem, a mniejsza zimą. No i, oczywiście, nocą nie otrzymujemy nic z owej darmowej energii.
Wyobraźmy sobie, że udało nam się zbudować domek jednorodzinny, którego powierzchnia dachu, nadająca się do zamontowania jakiegoś urządzenia przetwarzającego energię słoneczną w energię cieplną i elektryczną, wynosi 100 m 2 . Powiedzmy, że na początek chcemy Słońcem ogrzać nasz dom, wodę do kąpieli i zmywania naczyń. Ot, takie minimalis tyczne wymagania cywilizacyjne.
Do ogrzania pomieszczeń potrzeba, podczas normalnej zimy, nie jakiejś zimy stulecia, około 100 kWh dziennie. Jeżeli przyjąć, że do naszego ogródka dociera 4.8 kWh/m 2 i podgrzewamy dom za pomocą płaskiego kolektora, w którym promieniowanie ogrzewa krążący w cienkich rurkach płyn niezamarzający, to przy około 50- procentowej sprawności potrzebujemy na to około 45 m 2 . Podobnie, aby podgrzać 400 l wody z 10 o do 50 o C, potrzeba dodatkowo 20 m 2 . Ponieważ urządzenie nasze nie będzie działać w nocy, dobrze by było zgromadzić zapas energii. Najefektywniejszym termodynamicznie sposobem jest jej magazynowanie w podgrzanej wodzie. Można oszacować, że potrzeba na to około 20 ton wody. Dwie duże cysterny na domek! A co z resztą cywilizac y jnych urządzeń?
Energia morza
Aktualnie wykorzystuje się energię pływów morskich, fal morskich oraz energię cieplną mórz. Przewiduje się wykorzystanie energii prądów morskich. Największa na świecie elektrownia pływowa, uruchomiona w 1967 r., pracuje we Francji przy ujściu rzeki La Rance do Kanału La Manche (k. Saint-Malo). Elektrownie wykorzystujące pływy morskie pracują także w Kanadzie, Chinach i Rosji. Projektowane są w Wielkiej Brytanii, Korei Południowej i w Indiach. Elektrownie wykorzystujące energię fal morskich, napędzających turbiny wodne, pracują np. na norweskiej wyspie Toftestallen k. Bergen, , oraz na wyspie Islay u wybrzeży Szwecji. Energię uzyskuje się też przez wykorzystanie różnicy temperatury wody oceanicznej na powierzchni i w głębi oceanu. Najlepsze warunki do tego celu istnieją na oceanicznych obszarach równikowych Wykorzystanie tej różnicy temperatury odbywa się przy zastosowaniu amoniaku, freonu lub propanu, który paruje w temperaturze wody powierzchniowej i jest skraplany za pomocą wody czerpanej z głębokości 300-500 m. Cała instalacja, wraz z generatorem, znajduje się na pływającej platformie i nosi nazwę elektrowni maretermicznej. Energia elektryczna jest przesyłana na ląd kablem podmorskim.
Inne
-Walijska firma Dulas produkuje słoneczne układy zasilania lodówek i wyposażenia szpitalnego – wiele szpitali w Erytrei może dzięki nim pracować.
-Angielski inżynier Baylis zbudował proste radio zasilane ręcznie napędzanym dynamem – wystarczy 25s nakręcania na godzinę pracy radia. W RPA pewna firma produkuje 20tys. takich odbiorników miesięcznie.
-Samochody na prąd elektryczny ? Tradycyjne nie mają większego sensu, ale... Kilka miesięcy temu amer. firma ADL ujawniła swój silnik samochodowy oparty na ogniwie paliwowym tzn. na takim w którym energia chemiczna zamieniana jest bezpośrednio na elektryczną. (wodór + tlen = woda + prąd ze sprawnością 70-80%)
-idea zaspokojenia naszych potrzeb poprzez bezpośrednie wykorzystanie energii słonecznej “tu i teraz" nie daje spokoju marzycielom. W połowie sierpnia br. w Montrealu zebrali się entuzjaści kosmicznej elektrowni słonecznej. Byłoby to gigantyczne urządzenie zawieszone na orbicie geostacjonarnej, przez całą dobę przetwarzające energię słoneczną w m i krofale, których strumień skierowany byłby do odbiornika na Ziemi i następnie przetworzony w energię elektryczną. Delegacja NASA przedstawiła na konferencji aż 30 pomysłów. W tzw. realistycznym wariancie stacja kosmiczna miałaby “zaledwie" 50 km2, a stacj a odbiorcza na ziemi 70 km2. Na pierwszy rzut oka pomysł wydaje się wspaniały. Ale jaka byłaby “maksymalna" sprawność takiego urządzenia? Okazuje się, że każdy z etapów przetwarzania energii w tym urządzeniu, z energii słonecznej w elektryczną, następnie w mikrofale i znowu, już na ziemi, w elektryczność, ma sprawność poniżej 30%. Tak więc zaledwie 3% energii słonecznej dotrze w ten sposób z orbity do odbiorcy na ziemi.
- ogrzewanie mikrofalami


Bibliografia:
1. E. Bałabanow, Energia sztucznego słońca, wyd. Ministerstwa Obrony Narodowej 1966
2. 2. T. Rothman, Fizyka - wiedza w pigułce, wyd. Dom Wydawniczy Rebis Poznań 1998
3. Internetowa Encyklopedia Multimedialna WIEM
4. “Energetyka a ochrona środowiska” J.Kucowski, D.Laudyn. M.Przekwas, W-wa 1994
5. “Wiedza i życie” 11/1998 – “Energetyczne dylematy” – Łukasz A.Turski
6. “Energetyka jądrowa a środowisko” H.J. Czosnowscy W-wa 1975
7. StrzałkoJ., Mossor – Pietraszewska T.: Kompendium wiedzy o ekologii. PWN, Warszawa – Poznań 1999
8. Krebs CH. J.: Ekologia. PWN, Warszawa 1997
9. J. Śleszyński: Ekonomiczne problemy ochrony środowiska. Wyd. ARIES, dofinansowane ze środków NFOŚiGW, 2000


Tabele, rysunki, schematy w załączniku