Интегральная комплексная оценка экологическойситуации в России с помощью картографии показала, что более 40%территории страны относится к очень высоким, высоким и средним рангом экологической напряженности. Причем по наиболее высоким рангам можно оценить следующие промышленные регионы, где проживает значительный контингент населения: Западно-Кольский, Центрально–Европейский, Поволжский, Прикаспийский, Уральский, север Красноярского края, Кузбасский, Южно Байкальский, Амура – Уссурийский (География эко…, 1993).

Количество валовых выбросов наиболее вредных для здоровья веществ в пересчете на 1000 человек, в среднем для России составляет около 1 т. в сутки, для Сибири в целом 3.7 т. в сутки, а для одного из наиболее загрязненных городов - Новокузнецка 11 т. в сутки (Кочуров, 1994). При этом в стране в настоящее время насчитывается около 100 тыс. опасных производств, в относительной близости от которых проживает 54 млн. чел (Национальные ин,1997), что составляет почти третью часть населения России. Неблагоприятная картина усугубляется тем, что износ основных фондов в промышленности по данным счетной палаты РФ в среднем составляет 52.4% (Гос. Доклад., 1997).

Необходимо отметить еще одно важное обстоятельство. Дело в том, что опасные для здоровья промышленные загрязнения стали накапливаться в окружающей среде с наибольшей интенсивностью и в угрожающе высоких концентрациях на протяжении исторически чрезвычайно короткого срока, укладывающегося всего лишь 60- 90 лет. В результате возникло резкое не соответствие между сложившимися природными ритмами рекриационно - восстановительной деятельности экосистемы, с одной стороны и необычно высокими темпами антропогенного загрязнения окружающей среды – с другой, что привело к глобальному десинхронозу этих процессов. Действительно, за последние 100 лет человечество увеличило промышленное производство почти в 100 раз, а энергопотребление - почти в 1000 раз (Агаджанян, 1997). При этом в столь относительно короткий промежуток времени в биосферу было привнесено громадное число химических веществ, большинство из которых не встречалось ранее в экосистемах в либо крайне медленно окисляются и метаболизируются, либо не доступно деятельности редуцентов. При этом около 4 млн из них признанны потенциально опасными для окружающей среды, особенно вследствие их длительного потенцирования в объектах окружающей среды, а свыше 180 000 обладают выраженным токсическим и мутагенным эффектом (Гичев,1993).

В условиях столь быстрого загрязнения ОС, организм человека, с одной стороны, являясь субъектом происходящих в природе преобразований, а с другой - представителем животного мира биосферы, тесно связанным с ней по средствам обменно-трофических и рекреационных связей, сам подвергается воздействиям вредных факторов ОС и вынужден постоянно мобилизировать свой компенсаторно-приспособительные механизмы, резервы которых со временем могут истощиться. В итоге, интенсивное и хроническое воздействие экологически не приятных факторов ОС сопровождается перенапряжением и нарушением адаптационных возможностей организма, что предрасполагает к срыву адаптации, развитию предболезненных состояний и хронизации основных патологических процессов, которые вследствие этого по существу являются экологически обусловленными. Иначе говоря, давление ОС на человека сегодня явно превышает его адаптационные возможности (Дубинин, 1994).

Из всех городов края вероятность развития токсических эффектов в результате острого воздействия загрязнителей атмосферного воздуха наиболее высокий в г. Норильске, высокий риск острого развития неблагоприятных эффектов регистрируется и в г. Красноярске. Содержание пыли в приземном слое города (среднегодовая концентрация за 2002) превысила норму в 1,7 раза, бенз(а)пирена в 8,9 раза (Гос. Доклад., 2002).

Существовавшая в прошлом практика осуществлять хозяйственную деятельность без учета состояния окружающей среды и без оценки последствий реализации этой деятельности привели к ухудшению экологической и санитарной обстановки в крае.

Основными источниками загрязненности атмосферного воздуха г. Красноярска являются предприятия цветной металлургии, энергетики, химической промышленности и промышленности строительных материалов. Значительное количество окиси углерода, окислов азота, сернистого газа и пыли выбрасывают мелкие отопительные котельные, не имеющие очистных устройств. В качестве топлива в промышленных и отопительных котельных используются малосернистые угли Канско-Ачинского и Черемховского месторождений.

Значительный вклад в загрязненность города вносит и транспорт, число машин всех видов увеличивается с каждым годом. Все основные транспортные магистрали Красноярска очень перегружены. Проезжая часть улиц асфальтирована не полностью, что создает в летний период дополнительный источник загрязнения атмосферы пылью (Природные рес…,2001).

Распределение концентрации пыли по городу не равномерно, максимальная наблюдается в районе, где расположены предприятия строительных материалов. Отмечается относительно равномерное распределение загрязненности воздуха сернистым газом и окисью углерода по районам города. Максимальная концентрация сернистого газа отмечается в районе промышленных предприятий правобережной части. Максимум окиси углерода зафиксирован в жилых массивах прилегающих к автомагистралям. Окислами азота атмосферный воздух наиболее загрязнен в районе промышленных предприятий цветной металлургии и вблизи автомагистралей. Максимальная концентрация наиболее часто наблюдается в районе промышленных предприятий (Непрерывное эко…,2001).

Следует отметить, что в зеленой зоне города по сравнению с промышленными районами концентрация вредных веществ значительно меньше. Так, содержание пыли вблизи промышленных предприятий превышает уровень загрязнения в загородной зоне в 3-4 раза, количество сернистого газа и окиси углерода в среднем больше в 1.5-2.0 раза, концентрации окислов азота в 3.0-3.5 раза (Зеленая зона…, 2002).

Теплоэлектростанции (ТЭЦ) относятся к основным источникам промышленного загрязнения атмосферного воздуха. На территории г. Красноярска находятся три теплоэлектроцентрали - ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, ТЭЦ-3, входящих в КрасЭнерго. Основой развития любого региона или отрасли экономики является энергетика. Темпы роста производства, его технический уровень, производительность труда, а, в конечном счете, уровень жизни людей в значительной степени определяется развитием энергетики (Охрана окр…,1991).

Для ТЭЦ наиболее характерно тепловое и химическое загрязнение. Если обычно сгорание топлива бывает не полным, то при сжигании твердого топлива в котлах ТЭЦ образуется большое количество золы, диоксида серы, оксида азота, оксида углерода и канцерогенов. Они загрязняют окружающую среду и оказывают влияние на все компоненты природы (Степановских,2000).

1.2 Экологические аспекты теплоэнергетики

Тепловые электрические станции – основной компонент генерирующих мощностей, их воздействие на окружающую среду наиболее значительно и многообразно. Основные виды воздействия:

- загрязнение воздушной среды (с последующим воздействием на растительный и животный мир, почву, воду, человека) дымовыми выбросами и вредными газами (оксиды серы и азота, монооксид углерода и др.) и твердыми аэрозолями (зола, сажа), включающими, в свою очередь, токсичные и канцерогенные компоненты, в том числе соединения тяжелых металлов;

- тепловое «загрязнение» водоемов и туманообразование в результате сброса нагретой в конденсаторах турбин воды в водохранилища или непосредственно в природные водотоки;

- выброс значительного количества диоксида углерода и других «тепличных» газов, создающих «парниковый эффект», который по довольно распространенным, хотя и не бесспорным, представлениям способен привести к неблагоприятному катастрофическому потеплению на Земле;

- загрязнение атмосферы, гидросферы и почвы пылью и токсичными веществами из золоотвалов ТЭС на твердом топливе, а также отчуждение земли под эти золоотвалы;

- загрязнение гидросферы сточными водами водоподготовительных химических установок, продувочной и промывочной водой котлов и другими отходами.

Наиболее опасным является загрязнение воздушной среды. В глобальном загрязнении атмосферы Земли выбросы ТЭС составляют: по пыли – 35%, двуокиси серы – до 50%, оксидам азота – 30 –35%. Ситуацию осложняет и тот факт, что в радиусе 5 – 25 км (в зависимости от мощности станции и сорта топлива) тепловые электростанции, без учета других источников вредных выбросов, обеспечивают предельно допустимую по санитарным нормам концентрацию указанных вредных веществ, а при сжигании высокозольных или высокосернистых углей, а также высокосернистого мазута – значительное превышение указанных ПДК. Тепловые электрические станции – основной поставщик серы для кислотных дождей (Михайленко и др., 2003).

Защита атмосферного воздуха от загрязнения является одной из наиболее острых проблем современности (Попелышева, 2001).

Уже во второй половине 20 века проблема защиты окружающей человека среды от загрязнения приобрела огромное значение для всех высокоразвитых государств (Никитин, 1986).

Поступление в атмосферный воздух огромных объемов продуктов сгорания топлива от котлов, промышленных печей, а также отработанных газов автомобилей изменяет состав атмосферного воздуха. Часто приближая концентрации токсичных веществ к опасным, по биологическому действию на человека, животных, растения, приводит к быстрой коррозии металлов.

Увеличение потребления топлива и количества обрабатываемых материалов, а также формирование технологических процессов приводят к увеличению количества токсичных веществ, поступающих в атмосферу (Сигл,1990).

Основными объектами теплоэнергетики являются тепловые электростанции на органическом топливе. Максимальная эффективность преобразования энергии достигается для теплофикационного типа (ТЭЦ) и составляет 70% по электричеству и свыше 80% по теплу (Носков, 1996).

Органические топлива, используемые на ТЭЦ и котельных для получения электрической и тепловой энергии, наряду с углеродом и водородом часто имеют в своем составе серу и азот. При сжигании топлива в топках котлов или камер сгорания образуются различные продукты сгорания такие, как оксиды углерода CO2, водяные пары H2O, оксиды серы SO2, оксиды азота NO, полициклические ароматические углеводороды, мазутная зола, зола твердого топлива и другие. Затем они выбрасываются в атмосферу и рассеиваются в ней с помощью дымовых труб.

В атмосферном воздухе происходит дальнейшее преобразование газообразных выбросов ТЭЦ, которое длится до нескольких месяцев. Наличие вредных газообразных продуктов сгорания органических топлив в атмосфере приводит к разрушению озонового слоя, образованию фитохимических туманов (смогов), коррозии металлоконструкций, эрозии почвы, уничтожению флоры, возникновению различных заболеваний у человека.

Следует отметить, что степень воздействия вредных выбросов на окружающую среду существенно повышается из-за сосредоточенности источников выбросов в крупных промышленных регионах (Росляков и др., 2000).

Россия располагает уникальными запасами органического топлива, но стратегия его использования пока мало учитывает природоохранные аспекты. Стоимость топлива не связана с потребительской эффективностью и как правило, определяется затратами на добычу и транспортировку, не отражая экологических качеств топлива (Протасов, 2000).

Большинство энергетических углей и мазутов имеют невысокое качество. Практически все жидкое топливо- это мазут с высоким содержанием серы. Твердое топливо разнообразно по составу. На европейской территории страны преобладают высокосернистые угли Подмосковного и Печорского месторождений, в Сибири и на Дальнем Востоке – высоко влажные и низко сернистые бурые угли Канско-Ачинского бассейна и каменный уголь Кузнецкого (Воробьев, 1993).