Влияние отраслей топливной промышленности на экологию: суть воздействия и основные проблемы

Топливная промышленность — совокупность производственных отраслей, осуществляющих добычу природных топливных ресурсов, их преобразование, транспортировку, распределение и потребление. Группа включает угольную, газовую, нефтяную и торфяную промышленность. Топливно-энергетический комплекс является одним из основных источников заражения окружающей среды.

Основные экологические проблемы топливной промышленности

Согласно официальным данным, основная доля самых негативных экологических последствий, воздействующих на природную среду, приходится на нефтеперерабатывающие, газовые предприятия, а также угольную и торфяную отрасли.

Угольная отрасль

Мировые угольные ресурсы занимают 15% земной суши, они расположены в угольных бассейнах 75 стран и составляют порядка 14.8 триллиона тонн. Добыча угля осуществляется карьерным (открытым) способом, при помощи штолен (наклонных скважин) и в шахтах, в том числе подводных.

Открытый способ добычи угля влияет на следующие компоненты природной среды:

1. Землю (происходит ее изъятие).
2. Почву (загрязнение шламом, промывочными жидкостями, горюче-смазочными материалами; снижение почвенного плодородия из-за накопления пыли из карьеров и отвалов; нарушение физических свойств во время проведения рекультивационных работ).
3. Растительность (уничтожение деревьев, кустарников, гибель травяного покрова, угнетение растений вследствие загрязнения почвы и атмосферы).
4. Ихтиофауну (повышение кислотности поверхностных вод).
5. Грунтовые воды (снижение уровня, образование воронки депрессии).
6. Поверхностные воды (загрязнение водоотливом из горных выработок, дренажным стоком отвалов пустых пород).
7. Атмосферный воздух (выделения пыли и газов при взрывах, проведении буровых работ, транспортировке автотранспортом, погрузочно-разгрузочных работах).

Подземная выработка оказывает влияние на компоненты:

1. Поверхностные воды (загрязнение мелкими частицами угля и породы, бактериями, поверхностно-активными и растворенными химическими веществами в результате сброса шахтных вод; рост минерализации и содержания сульфатов).
2. Подземные воды (воздействие дренированием водоносных горизонтов).
3. Грунтовые воды (загрязнение).
4. Геологическую среду (образование подземного выработанного пространства).
5. Отчуждение земель (промплощадка).
6. Атмосферный воздух (газопылевые шахтные выбросы — пыль, углекислый газ, метан, выделение вредных газов и дыма при самовозгорании терриконов).

Сжигание угля на тепловых электростанциях, являющееся, с точки зрения экологии, наиболее опасным процессом, влияет на почвы, поверхностные воды и воздух. К основным загрязнителям относятся:

• углекислый газ;
• оксиды азота и серы;
• зола;
• уран, мышьяк, молибден;
• титан, кобальт, йод, ртуть;
• стронций, цирконий, литий и другие элементы.

Работа угольных ТЭС также влияет на тепловое загрязнение окружающей среды. Порядка 10% теплоты уходит в атмосферу. Сброс теплых сточных вод оказывает благоприятное влияние на размножение теплолюбивых организмов, что способствует изменению видового состава водной сферы.

Газовая отрасль

Мировые запасы природного газа сосредоточены в 16 государствах, большая часть которого (56%) находится в недрах Катара, Ирана и России. Газ добывается из скважин.

Технологии добычи газа предполагают использование до 85 токсичных веществ, среди которых:

• загустители и разжижители;
• химические реагенты для разрушения водных бактерий;
• стабилизаторы глин;
• ингибиторы коррозии и образования отложений;
• деэмульгаторы;
• понизители трения.

При добыче сланцевого газа оказывается негативное влияние на следующее:

1. Поверхностные воды (добыча требует использования значительного объема водных ресурсов, происходит загрязнение химикатами).
2. Подземные воды (применение большого количества химических соединений при процессе гидроразрыва подземного пласта, выпускающего природный газ).
3. Грунтовые воды (загрязнение мышьяком, этилбензолом, бензолом, толуолом).
4. Почвы (разлив химикатов, заражение тяжелыми металлами – свинцом, кадмием, ртутью).
5. Растительность (при понижении водоносного горизонта ниже отметки сланцевых запасов, затрагиваются окружающие леса и пахотные земли).
6. Атмосферный воздух (загрязненность пылью и газами).
7. Геологическая среда (увеличение сейсмичности территории).
8. Радиационный фон (повышение).

При потреблении природного газа происходит задымление атмосферы, образование кислотных дождей, изменение характера облачности, что способствует усилению парникового эффекта.

Нефтяная отрасль

Распространение месторождений нефти, которых насчитывается более 50 тысяч, на планете неравномерное. Наиболее крупные (94% всех запасов) сосредоточены в странах Ближнего и Среднего Востока, СНГ, Венесуэле. Добыча нефти, как и газа, производится из скважин.

Этапы освоения и разработки нефтяных месторождений сопровождаются экологическими проблемами:

• сейсморазведка воздействует на водные организмы и вызывает помехи рыболовству;
• при разведочном бурении нарушаются донные ландшафты, загрязняются воды и воздух, происходит отчуждение акваторий;
• монтаж буровых платформ, строительство береговых сооружений, прокладка трубопроводов сопровождаются физическими нарушениями, сбросом жидких и твердых отходов.

При наземном способе добычи нефти затрагиваются следующие составляющие окружающей среды:

1. Поверхностные воды (факторы загрязнения — тампонажные и буровые отработанные растворы, попутные воды).
2. Подземные воды (изменяются гидрогеологические условия — усиливается водообмен, происходит смешение вод, образуются новые водоносные горизонты, изменяются: газовый и химический составы, температура, скорость движения, уклон вод).
3. Почвы (потеря гумуса, ухудшение биологической активности, ионно-обменных, химических, водно-физических свойств, загрязнение нефтепродуктами и токсичными солями).
4. Растительный мир (нарушаются физиологические процессы, происходит отравление токсичными компонентами нефти, угнетение, изменение ритма развития; в случае гибели растительности восстановление происходит через 2-3 года).
5. Животный мир (сокращение численности членистоногих).
6. Атмосферный воздух (тепловое загрязнение и изменение химического состава воздуха; выбросы соединений продуктов сгорания — тяжелых металлов, оксидов азота и углерода, углеводородов, ртути, бензапирена, фенолов, угарного газа, формальдегидов).
7. Изъятие земель (отводится территория под скважины и другие потребности).
8. Геологическая среда (деформации поверхности земли, повышение сейсмичности).
9. Радиационный фон (повышение вследствие поступления веществ с большой глубины).

Вдоль трасс нефтепроводов развиваются термоэрозии и термокарсты. Танкерные перевозки нефти обуславливают биоинвазии (проникновение живых организмов за пределы их природного пространства). В результате попадания в водоемы буровых сточных вод происходит изменение цвета, запаха и прозрачности воды и связывание химическими реагентами растворенного в природной воде кислорода.

На загрязнение акватории также влияют подводный способ добычи ресурсов, потери при транспортировке нефти, аварии на морских нефтеперерабатывающих установках, сбросы промышленных сточных вод. Тяжелые фракции нефтепродуктов откладываются на дне водоема, легкие — растворяются в воде. На поверхности воды образуется масляная пленка, способствующая изменению физико-химических процессов, ухудшению газообмена, повышению температуры поверхностного слоя воды.

При сжигании продуктов нефти в атмосферу попадают загрязнители:

• пыль;
• оксиды углерода и азота;
• углеводороды;
• фенол;
• диоксид серы;
• сероводород.

Продолжительное время соединения находятся в форме аэрозолей, затем поступают на землю, загрязняя почву и воды.

Торфяная отрасль

Торфяники занимают 3% земной суши и обнаружены в 175 государствах. В пятерку лидеров входят: Россия, Индонезия, Америка, Канада, Финляндия. Добыча торфа проводится открытым способом.

Разработка торфяных месторождений разрушает болотную экосистему и затрагивает воздушный и водный бассейны, почву, растительность, животный мир. Основные последствия влияния:

• изменение природных ландшафтов;
• нарушение гидрологического режима;
• снижение продуктивности смежных земель;
• истощение, засорение и загрязнение водоемов;
• обеднение фауны и флоры;
• изменение направленности почвообразовательных процессов.

Самое сильное влияние на экологию оказывает осушение торфяных залежей. При осушении болот уничтожается растительность, понижается уровень грунтовых вод, нарушается водный режим и естественные биосферные функции, присущие болотам.

В процессе сжигания торфа потребляется большое количество кислорода, выбрасывается углекислый газ, что наносит вред атмосфере.

При длительном хранении торф может подвергаться самовозгоранию, что приводит к пожарам на обширных территориях и, соответственно, ухудшению состояния природной среды и негативному влиянию на здоровье человека.