Inżynieria środowiska - dziedzina nauka, która uczy, w jaki sposób za pomocą działań technicznych można ograniczyć negatywne skutki urbanizacji oraz oddziaływania procesów gospodarczych i przemysłowych na środowisko zewnętrzne (przyrodnicze).
W aktualnych warunkach społeczno-ekonomicznych dziedzina ta została zmodernizowana i dopasowana do istniejących potrzeb.
Elementy składowe:
- wiedza o przyrodzie i zasobach przyrodniczych środowiska
- planowanie przestrzenne i zarządzanie zasobami przyrody
- dział wiedzy o inwestycjach i rozwoju gospodarczym
- ocena oddziaływania na środowisko.
Systemowe zarządzanie środowiskiem - planowane i racjonalne zarządzanie całością środowiska przyrodniczego, jak również poszczególnymi jego elementami (zasoby przyrody ożywionej i nieożywionej), zgodnie z ideą zrównoważonego rozwoju.
Istotne są:
- metody prognozowania i modelowania stanów środowiska;
- zarządzanie danymi opisującymi środowisko;
- uwzględnianie standardów jakości.
Systemy i techniki ochrony środowiska:
Wdrażanie i eksploatacja metod i systemów ograniczających ujemne oddziaływanie człowieka na środowisko pozwalająca na przywrócenie przekształconym obszarom ich pierwotnej funkcji. Szczególną uwagę zwraca się na poszukiwanie, projektowanie i udostępnianie technicznych i przyrodniczych rozwiązań służących ochronie przyrody.
Monitoring środowiska - projektowanie, organizacja i eksploatacja systemów monitoringu środowiska oraz udostępnianie, przesyłanie i wykorzystywanie danych monitoringowych. Szczególną uwagę zwraca się na metody pozyskiwania i gromadzenia informacji o środowisku oraz ich wizualizacji (udostępnianie, prezentowanie).
Energie wykorzystujemy w produkcji przemysłowej, transporcie, ogrzewaniu i oświetleniu.
Konwencjonalne źródła energii w postaci zasobów naturalnych, nieprzetworzone opały i paliwa - drewno, węgiel brunatny, kamienny, ropa naftowa, gaz ziemny.
Stały wzrost zapotrzebowania na energię powoduje kurczenie się zasobów naturalnych.
Wzrost zapotrzebowania na energię wpływa na wzrost cen ropy naftowej, a następnie wszystkich innych paliw.
Również względy ochrony środowiska zwiększyły zapotrzebowanie nowymi niekonwencjonalnymi źródłami i technologiami wytwarzania energii.
Niekonwencjonalne źródła energii:
1. odnawialne: energia słoneczna, wiatru, pływów morskich, fal morskich, energia cieplna oceanów;
2. nieodnawialna: wodór, ogniwa paliwowe, energia magneto-hydro-dynamiczna;
3. energia wnętrza ziemi (geotermiczna): - gejzery są nieodnawialne,
- energia gorących skał - odnawialna.
Wykorzystanie prawie wszystkich źródeł energii elektronicznej związane jest z minimalnym bądź niewielkim wpływem na środowiska.
Z tego względu stanowią bardzo aktywną alternatywę w stosunku do źródeł konwencjonalnych.
Ograniczenia:
- technologiczne - ze względu na postać ich występowania i możliwości praktycznego wykorzystania;
- ekonomiczne - związany z dużymi kosztami ich stosowania;
- polityczne lub prawne - związane z możliwościami megakatastrofy ekologicznej w przypadku elektrowni jądrowej;
- społeczna akceptacja - to najważniejszy problem energetyki jądrowej.
Energia wodna:
- maszyny w postaci turbin są wykorzystywane do napędzania generatorów elektrowni wodnych
- nowoczesne elektrownie wodne wykorzystują olbrzymie zapory oraz zbiorniki wodne, różnica poziomów gwarantuje stały spad wody z dużej wysokości;
- fale wytwarzane przez morza niosą ze sobą olbrzymią ilość energii (problem natury technicznej).
- w porównaniu z innymi krajami w Polsce niewielki potencjał;
- największa w Polsce - na Wiśle we Włocławku (160 MW);
Problemy wynikające z budowy hydroelektrowni:
- trwałe zajęcie obszarów, przeważnie o charakterze rolniczym lub leśnym,
- konieczność przemieszczenia ludności wraz z zabudową,
- degradacja zabytków,
- konieczność stworzenia nowych połączeń drogowych i kolejowych,
- zmiany klimatyczne (widoczne dopiero po kilkunastu latach),
- degradacja roślin chronionych.
Pobieranie tej energii jest bardzo korzystne zarówno ze względu na ekologiczny, jak i ekonomiczny charakter, bowiem dostarcza ona ekologicznie czystej energii i reguluje stosunki wodne zwiększając retencję wód powierzchniowych, co polepsza warunki uprawy roślin oraz warunki zaopatrzenia ludności i przemysłu w wodę.
Zalety małych elektrowni wodnych:
- nie zanieczyszczają środowiska i mogą być instalowane w licznych miejscach na małych ciekach wodnych;
- mogą być zaprojektowane i wybudowane w ciągu 1-2 lat;
- wyposażenie jest dostępne powszechnie, a technologia dobrze opanowana;
- prostota technologiczna powoduje wysoką niezawodność i długą żywotność;
- wymagają nielicznego personelu i mogą być zdalnie sterowane;
- rozproszenie w terenie skraca odległość przesyłu energii i zmniejsza związane z tym koszty;
- przykład - zapora w Nidzicy, na Dunajcu, 52 m wysokości, dwie turbiny o mocy 90 MW.
Wady małych elektrowni wodnych:
- zmiana warunków ekologicznych w systemie rzecznym;
- zmiany czynników fizycznych i chemicznych wody (jak się zatrzymuje to szybciej się nagrzewa);
- zmiana w strukturze zespołu ichtiofauny (np. łososiowate, w tym celu robi się przepławki lub zbiorniki obok cieku). Ponadto muszą być kraty by ryb nie zabijać i pole elektromagnetyczne;
- eutrofizacja.
Energia słoneczna:
- ekologiczne źródło energii;
- około 30 % energii słonecznej docierającej do Ziemi odbijana jest przez atmosferę, 20 % jest przez nią pochłaniana, a 50 % dociera do Ziemi;
- energia ta jest praktycznie niewyczerpywalna, a jej pozyskanie jest nieszkodliwe dla środowiska; ale potrzebne są materiały do budowy kolektorów słonecznych, które po wykorzystaniu trzeba składować;
- energia promieniowania słonecznego nie musi być przetwarzana w energie elektryczną, można wykorzystać ją w sposób pasywny;
- baterie słoneczne - są to urządzenia elektroniczne, które wykorzystują zjawisko fotowoltaiczne do zamiany światła na prąd elektryczny;
- duża liczba ogniw, wzajemne połączenie jest w stanie wytworzyć prąd o dużej użyteczności.
Energii ta jest praktycznie nie wyczerpywalna, a jej pozyskiwanie jest nie szkodliwe dla środowiska.
Energia biogazu:
- jest to przede wszystkim metan otrzymywany w procesie rozkładu środowiska odpadów, komory fermentacyjne
- biogaz o dużej zawartości metanu (powyżej 40%) może być wykorzystywany do celów użytkowych, głównie do celów energetycznych lub w innych procesach technologicznych.
Wady i zalety energetycznego wykorzystania biomasy
Najważniejszymi argumentami za energetycznym wykorzystaniem biomasy są:
stałe i pewne dostawy krajowego nośnika energii,
zapewnienie dochodu, który jest trudny do uzyskania przy nadprodukcji żywności,
tworzenie nowych miejsc pracy, szczególnie ważnych na zagrożonej bezrobociem wsi,
ograniczenie emisji CO2 z paliw nieodnawialnych,
wysokie koszty dyfuzji spalin z paliw kopalnych,
aktywizacja ekonomiczna, przemysłowa i handlowa lokalnych społeczności wiejskich ,
decentralizacja produkcji energii i tym samym wyższe bezpieczeństwo energetyczne przez poszerzenie oferty producentów energii.
Potencjalne wady energetycznego zastosowania biomasy:
ryzyko zmniejszenia bioróżnorodności w przypadku wprowadzenia monokultur roślin o przydatności energetycznej,
spalanie biopaliw, jak każde spalani, powoduje powstawanie NOx , jednak koszty ich usuwania są wyższe niż w przypadku dużych profesjonalnych zakładów energetycznych,
podczas spalania biomasy, zwłaszcza zanieczyszczonej pestycydami, odpadami tworzyw sztucznych lub nawozami chloropochodnymi wydzielają się dioksyny i forany o toksycznym i rakotwórczym działaniu,
popiół z niektórych biopaliw w temp. spalania topi się, zaślepia ruszt i musi być mechanicznie rozbijany.
Przykłady wykorzystywania biogazu:
- produkcja energii elektrycznej w silnikach iskrowych lub turbinach
- produkcja energii cieplnej w przystosowanych kotłach gazowych
- produkcja energii elektrycznej i cieplnej w jednostkach skojarzonych
- dostarczenie gazu wysypiskowego do sieci gazowej
- wykorzystanie gazu jako paliwa do silników trakcyjnych/ pojazdów
- wykorzystanie gazu np. w produkcji metanolu.
Energia geotermalna:
- nadmiar energii cieplnej w stosunku do średniej temperatury powierzchni Ziemi
- w jądrze Ziemi zachodzi rozpad pierwiastków promieniotwórczych, któremu towarzyszy wysoka temperatura dochodząca do 5000oC
- maleje ona w kierunku powierzchni Ziemi i powoduje ogrzewanie skał
- woda krążąca w szczelinach skalnych i kanałach podziemnych odbiera krążące w nich ciepło i ogrzewa się do temperatury 50 - 70oC, a powstała para nawet do 200 - 300oC
- płyn geotermalny wydostaje się na powierzchnie Ziemi samoistnie w postaci gejzerów
- wykorzystanie energii z wód geotermalnych o niskich średnich temperaturach, od kilkudziesięciu do ponad 100oC obejmuje bardzo szeroki zakres zastosowań praktycznych w: ciepłownictwie, przemyśle, rolnictwie, ogrodnictwie, hodowli ryb, rekreacji
- ogólna moc instalacji geotermalnych w 58 krajach świata wykorzystujących bezpośrednio energię gorących wód osiąga wielkość ponad 15000 MW.
Energia wiatru:
- stosowanie tego typu rozwiązań nie jest bardzo kosztowne ze względu na niezbyt skomplikowaną budowę urządzeń jak i nieskomplikowaną eksploatację
- w tego typu wykorzystywaniu energii najważniejszym czynnikiem jest wiejący z dużą prędkością wiatr
- na jednej trzeciej obszaru Polski występują korzystne warunki wiatrowe - pas wybrzeża morskiego, Podhale, północny obszar Mazowsza i Suwalszczyzny.
Energia elektryczna pozyskana z wiatru jest ekologicznie czysta, gdyż w procesie jej wytwarzania nie dochodzi do spalania paliwa.
O ich sukcesie zadecydowały :
- niskie koszty eksploatacji
- ekologiczna technologia
- niski koszt początkowy w porównaniu z innymi urządzeniami do wytwarzania energii
Wady:
- hałas
- ornitofauna
- zaburzenie w strukturze krajobrazu
T: Legalne i nielegalne składowiska odpadów komunalnych.
Aktualny stan województw lubelskiego:
- ok. 2 mln ton
- drugie miejsce w Polsce, zaraz za mazowieckim
- ponad 90% są to płyty azbestowo-cementowe.
Procedura utylizacji:
- dostarczenie przez upoważniona firmę;
- dokumenty przewozu + karta przekazania = potwierdzenie
- bezpieczny, uważny rozładunek;
- pakowanie składowanie warstwowe, z przesypką 25cm.
Nowe metody utylizacji:
- metody MTT - istota rozwiązanie technicznego polega na termicznej destrukcji niebezpiecznych włókien azbestowych poprzez ich nagrzewanie energią mikrofalową.
- otaczanie - kapsułkowanie.
Składowiska nielegalne: przydrożne rowy; wąwozy; łasy; torfowiska; małe zbiorniki wodne - glinianki, torfianki; koryta rzek; gruntowe drogi dojazdowe; obiekty powyrobiskowe.
W wyniku wieloletnich doświadczeń w zakresie utylizacji odpadów został opracowany model gospodarki odpadami komunalnymi. Jego konstrukcję oparto o kilka metod uwzględniających wymogi ekologiczne. Zastosowanie takiego modelu zapewnia możliwość utylizacji szerokiego spektrum odpadów z jednoczesnym odzyskiem surowców użytecznych i energii. Model taki opiera się o następujące metody utylizacji:
- odzysk surowców wtórnych u źródła ich powstawania (metoda ta wymaga szerokiego zaangażowania się społeczeństwa),
- przetwarzanie na kompost selektywnie pozyskanych frakcji organicznych i biologicznych,
- wydzielenie odpadów niebezpiecznych i osobna ich utylizacja lub dalsze przetworzenie,
- utworzenie tzw. centrum recyklingu, które ostatecznie kontroluje i przekazuje dalej selektywnie gromadzone surowce wtórne,
- termiczna utylizacja odpadów z wykorzystaniem odzysku energii,
- utworzenie kontrolowanych składowisk przetworzonych odpadów.
Spalanie odpadów oprócz swoich niewątpliwych zalet stwarza również pewne zagrożenie. Złożoność i duża niejednorodność odpadów powoduje proces tworzenia się toksycznych substancji niebezpiecznych dla ludzi i środowiska naturalnego. Nowoczesne spalarnie zasadniczo różnią się w swojej konstrukcji od tych z lat siedemdziesiątych. Wówczas były one nastawione jedynie na radykalną redukcję ilości odpadów i pozyskania energii cieplnej lub elektrycznej. Gazy odlotowe były zupełnie zaniedbywane pod względem ich oczyszczenia. Obecnie w spalarniach opartych na palenisku rusztowym spalanie prowadzi się w sposób kontrolowany, tak aby ograniczyć do minimum powstające szkodliwe substancje dla człowieka i środowiska. Określono konkretne wymagania jakim ma sprostać nowoczesna spalarnia, głównie w sensie jej ekologicznej strony.
strony.
Energia atomowa
Najważniejsze, że ten formalny wniosek ma szansę zapoczątkować społeczną debatę na temat tego, jak przeprowadzić Polskę z ery kopalnianej do odnawialnej. ajważniejsze dla Polski jest „faktyczne bezpieczeństwo energetyczne”, czyli uniezależnienie się od jednego dostawcy energii, w tym przypadku Rosji, która jest dominującym dostawcą, w naszym regionie. Polska musi mieć dostęp do technologii, które są dzisiaj obecne w świecie. Brak elektrowni atomowych określa pozycje państwa na arenie międzynarodowej"