2. Воздействие энергетики

Советский Союз создал один из крупнейших в мире топливно-энергетических комплексов (ТЭК). Россия играла в нем решающую роль, поскольку основные топливные ресурсы располагались на ее территории: на десятой части глобальной площади суши сосредоточено 45% мировых запасов природного газа, 12% нефти, 23% угля и 14% урана ТЭК играет в российской экономике исключительно важную роль: его доля в промышленном производстве составляет около 30%, в экспорте - почти 50%, а доля в налоговых доходах - более 40%. Экономический спад в России конца XX века отрицательно сказался на всех отраслях ТЭКа. По сравнению с 1990-м годом производство нефти и электроэнергии сократилось к 1999 г. почти на четверть, а потребление упало на 30%. Суммарная мощность 440 электростанций России более 197 млн. кВт, а общая установленная мощность - 214,3 млн. кВт’.

Будучи одним из самых важных в российской экономике, энергетический сектор в то же время является крупнейшим загрязнителем окружающей среды:

• предприятия ТЭКа выбрасывают в атмосферу почти половину всех вредных веществ, электроэнергетика занимает первое место среди всех отраслей хозяйственного комплекса страны по объему загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух от стационарных источников и до 70% общего объема парниковых газов;

• АЭС выбрасывают в атмосферу более 250 видов загрязнителей, как радиоактивных, так и химических;

• добывающие отрасли ТЭКа несут ответственность за 70% земель, нарушенных в результате добычи полезных ископаемых;

• электроэнергетика потребляет две трети свежей воды, идущей на нужды промышленности, и 20% всего объема водопотребления в стране

В результате функционирования тепловых электростанций и теплоэлектроцентралей в атмосферу поступает около 90% валового выброса всей отрасли. В связи с тем, что объекты теплоэнергетики размещаются, как правило, в городах и отличаются значительными масштабами воздействия, особенно важно правильно определить влияние станций на окружающую среду, выявить территории, ареалы, которые страдают от данного загрязнения

В абсолютном выражении валовой выброс энергетики в последнее десятилетие постепенно уменьшается. Обвальное падение объемов валового выброса отрасли 1991-1995 гг. (в среднем на 600-800 тыс. т в год) сменилось плавным (око­ло 300 тыс. т в год) в результате как структурного кризиса в промышленности, так и изменения топливного баланса, и, прежде всего, перехода на природный газ. Это обусловило сокращение удельных и валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. В 2000 г. валовые выбросы объектами электроэнергетики сократились до 3857,27 тыс. т., несмотря на рост выработки электроэнергии (в 1999 г. возросла на 2,3% по сравнению с 1998 г., но на ТЭС за тот же период она несколько сократилась (на 0,2%), выбросы же уменьшились на 9,4%, т. е. выра­ботка на ТЭС стабилизировалась, а выбросы уменьшились). В предыдущие годы происходили более заметные изменения, и выбросы уменьшались на большую величину.(9)

3. Воздействие транспорта

Многие химические процессы в тропосфере городов связаны с выбросами поллютантов за счет различных источников, среди которых преобладают транспортные выбросы. Так, основным источником поступления загрязняющих веществ в атмосферу Москвы является автотранспорт (83%), выбросы от промышленных предприятий составляют 11%, объектам теплоэнергетики принадлежит примерно 6% от объема валовых выбросов. Выбросы от автотранспорта в 2001 г., например, составили 898 тыс. т. Эти выбросы определяют течение многих фотохимических процессов, связанный, прежде всего, с окислением следовых газов, в результате чего такие органические соединения, как метан и другие углеводороды (выбросы автомобильных двигателей), превращаются в двуокись углерода и воду. При этом в условиях избытка окисляемых соединений возможно формирование некоторых промежуточных продуктов, накопление которых приводит к загрязнению атмосферы. Одной из таких проблем является фотохимический смог, с развитием которого связано появление высоких концентраций приземного озона. Другой вопрос, который включен в данную главу, - влияние твердых частиц на формирование фотохимического смога.

Выбросы автомобилей

Выбросы автомобилей служат причиной увеличения концентрации N0, которая затем окисляется в N02. Двуокись азота фотолизуется на солнечном свете, и эта реакция протекает тем быстрее, чем выше интенсивность фотонов. Происходит накопление "приземного" (в противоположность стратосферному) озона и его фотолиз ведет к формированию ОН. Выбросы автомашин также поставляют органические вещества (субстраты) реакций с ОН; промежуточные и побочные продукты окисления этих веществ - такие, как альдегиды и органические нитриты, - являются компонентами смога, вызывающими раздражение слизистых оболочек. Многие из этих реакций зависят от температуры, и поэтому в жаркое время года смог проявляется гораздо заметнее.

Все четыре условия фотохимического смога должны проявиться одновременно; следовательно, место и время возникновения этого явления могут быть предсказаны. Поскольку именно автомобили поставляют NO и углеводороды, постольку фотохимический смог - феномен больших городов, хотя перенос загрязненного воздуха возможен и в прилегающие сельские районы. Также необходимы солнечное излучение достаточной интенсивности и определенная температура, поэтому фотохимический смог вероятен в течение большей части года в крупных городах, расположенных в низких широтах, тогда как в более высоких - лишь летом. Таким образом, возможен прогноз вероятности возникновения фотохимического смога в той или иной местности.

Сочетания различных химических компонентов в загрязненной атмосфере возникают во многих городах. Высокие концентрации озона в приземном слое воздуха, окислов азота, альдегидов и органических нитратов часто наблюдаются в течение жарких летних дней в крупных городах мира. Следует также подчеркнуть, что в отдельных случаях возможен трансграничный перенос загрязняющих веществ; например, причиной возникновения фотохимического могут быть выбросы автомобилей в соседних городах .

Другие факторы, способствующие возникновению фотохимического смога, могут быть связаны с климатическими и орографическими особенностями местности. Например, наличие горных котловин, способствующих застою воздушных масс, или частое проявление температурных инверсий (отсутствие ветра) благоприятствуют явлениям фотохимического смога.(3)