Przedmiot: Ekologia

Instytut sterowania jakością i czystością produkcji

TEMAT ĆWICZENIA:

Środowiskowe skutki uzyskiwania energii.

Spis treści:

- Wstęp.

- Skutki uzyskiwania energii:

I. Odpady przemysłowe:

II. Zanieczyszczenie atmosfery:

1. Zanieczyszczenie powietrza.

2. Zamglenie atmosfery.

3. Smog.

4. Zanieczyszczenie SO₂.

5. Kryzys tlenowy.

6. Kryzys azotowy.

7. Zanieczyszczenie środowiska.

III. Ocieplenie atmosfery.

IV. Zanieczyszczenie wody.

V. wyczerpanie zasobów mineralnych.

VI. Skutki wykorzystywania energii atomowej.

- Podsumowanie.

Wstęp

W okresie industrializacji przemysłowej, burzliwie rozwijającej się w większości dziesięcioleci naszego wieku, dbano tylko o rozwój gospodarczy bez uwzględnienia jego ujemnych skutków. Do dziś ponosimy tego konsekwencje. W organach Inspekcji opracowywane są raporty o stanie środowiska.

Organy Inspekcji Ochrony środowiska zostały zobligowane do sporządzania raportów o stanie środowiska, w ramach uzyskiwanych i posiadanych środków materialnych (zasoby naturalne środowiska) jak i skutków jego wykorzystania.

Przedstawione raporty informują o podstawowych problemach z zakresu zanieczyszczeń powietrza, gospodarki odpadami, ilości zrzutu ścieków, jakości wód powierzchniowych, jakości wód podziemnych związanych z wytwarzaniem energii.

W różnego typu publikacjach, poświęconych uzyskiwaniu energii ze środowiska, czytamy: nadmierna ilość odpadów ... „oddziałuje na pro­cesy biochemiczne" — „odpady radio­aktywne stanowią obecnie kluczowy problem"

i „głównie wykorzystanie zdolności niszczących ma­terii.

W zrastające wykorzystanie potrzeb energetycznych jest niebez­pieczne dla stanu atmosfery, a (w miarę nowa) energia atomowa jest również niebez­pieczna z innych powodów musi być pojmowany jako decyzja rozwija­nia wszystkich nie spalinowych źródeł energii. Przyzwyczajenie nasze do wytwarzania energii przez spalanie materiałów palnych jest tak silnie zakorzenione (od chwili wynalezienia ognia), że w umysłach planistów nie pojawiła się nawet myśl, żeby przewidywać wykorzystanie na przy­kład w 2000 r. nie spalinowych źródeł energii i we wszelkich przytaczanych prognozach na 2000 r. żadnego nowego, wielkiego źródła energii lub raczej żadnego wielkiego rozwoju źródła energii nie spalinowych się nie przewiduje.

Sytuacja jest dlatego poważna, że w razie jakiejś katastrofy ekolo­gicznej (np. związanej ze wzrostem stężenia CO; w atmosferze) może się zdarzyć, iż jedynym sposobem zapobieżenia jej będzie natychmiastowe zaprzestanie spalania paliw, co równałoby się z kolei całkowitemu zała­maniu gospodarki światowej, a więc globalnej katastrofie gospodarczej. Właśnie ten brak przygotowania do natychmiastowej przebudowy syste­mu produkcji energetycznej świata i jego przestawienia na produkcję energii bez wyzwalania CO; budzi najwięcej niepokoju.

Skutki uzyskiwania energii

I. Odpady przemysłowe:

Zgodnie z danymi GUS w Polsce rocznie jest wytwarzanych około 125 mln Mg odpadów przemysłowych (z różnego typu koksowni, kopalni i elektrowni), w tym 1,5 mln Mg niebezpiecznych (1,2%).

Ogółem wytworzono około 6625,4 tys. Mg odpadów, z czego 75 % wykorzystano przemysłowo. Są to głównie odpady ze wzbogacania i wydobycia rud oraz innych surowców mineralnych: popioły i żużle z hutnictwa żelaza, popioły i żużle z energetyki zawodowej i przemysłowej, gruz budowlany, złom stopów żelaza i metali kolorowych.

Najważniejszymi źródłami odpadów przemysłowych są energetyka zawodowa i przemysłowa, przemysł wydobywczy i chemiczny, hutnictwo żelaza.

Dane wskazują, że bardzo duża ilość odpadów, bo około 45% powstała w przemyśle. Są to odpady z wydobycia rud metali i obróbki rudy, z flotacyjnego wzbogacania rudy, szlam dolomitowy, z sortowania węgla i wapienia. Głównymi wytwórcami tych odpadów są zakłady górniczo - hutnicze, kopalnie i elektrownie (hutnicze w 60 % ,a energetyczne w 40 %).

W zakładach tych występują odpad niebezpieczny w postaci pyłów z oczyszczania gazów, który w całości jest składowany na wysypisku przemysłowym.

Masowa "produkcja odpadów" będąca pozostałościami z przetwarzania surowców mineralnych środowiska. wymaga zdecydowanych działań, zmierzających do minimalizacji ilości powstających odpadów i likwidacji ich niekorzystnego wpływu na środowisko, ponieważ nieodpowiednio traktowane pogarszają stan środowiska naturalnego, tym samym stwarzają zagrożenie dla zdrowia wszelkich organizmów żywych.

Odpady występujące z przeróbki ropy naftowej i wysokotemperaturowej przeróbki węgla, takie jak kwaśne smoły, odpady ciekłe zawierające fenole, które powstają w koksowni, są odpadami niebezpiecznymi i prawie w całości szkodliwymi dla środowiska.

W roku 1998 tylko z  terenu województwa małopolskiego odprowadzono do wód powierzchniowych 368,0 hm³ wód pochłodniczych oraz 449,5 hm³ ścieków wymagających oczyszczenia. W bilansowaniu uwzględniono zakłady, które odprowadziły więcej niż 20 dam³ ścieków rocznie, a ilości ścieków komunalnych podawane są łącznie z wodami opadowymi i infiltracyjnymi.

Ważnym parametrem ich jakości jest temperatura. W przypadku której podwyższenia (głównie w okresie letnim) wody ściekowe trafiają do odbiornika po schłodzeniu na chłodniach wentylatorowych. Niewielka część wód pochłodniczych

(z chłodzenia sprężarek) odprowadzana jest poprzez odolejacze. Natomiast 1,3 hm³ to zanieczyszczone wody pochłodnicze i opadowe, które traktowane są jako ścieki wymagające oczyszczenia.

Na uwagę zasługuje fakt, iż około 80% ścieków przemysłowych stanowią wody kopalniane oraz ścieki odprowadzone z kopalń węgla kamiennego i zakładów górniczo-hutniczych.

Ścieki odprowadzane z kopalń węgla kamiennego to przede wszystkim wody dołowe, których skład chemiczny waha się w zależności od charakterystyki geologicznej poziomów wodonośnych drenowanych przez kopalnie. Dużym problemem jest często wysoka zawartość chlorków i siarczanów w tych wodach (silne zasolenie). Wody zasolone, pompowane do rzek powodują degradację środowiska naturalnego oraz ograniczenie wykorzystania wód rzek do celów gospodarczych.

II. Zanieczyszczenie atmosfery:

Wprowadzane do organosfery zanieczyszczenia zmieniają jej skład i wpływają szkodliwe na żyjące w niej organizmy (także ludzi) i elementy środowiska będące dziełem człowieka. Ze względu na oddziaływanie na środowisko maszyn i urządzeń w ciągu całego ich istnienia ważne są przede wszystkim:

-przemysłowe źródła zanieczyszczenia (jako bezpośredni efekt powstawania obiektów technicznych)

-transport (przeważnie jako skutek pośredni)

-energetyka (głównie jako skutek pośredni)

W literaturze specjalistycznej stwierdza się, że zasady kontroli zanieczyszczenia atmosfery są opracowane stosunkowo dobrze, w przeciwieństwie do metodyki badań wpływu zanieczyszczeń na rośliny i zwierzęta, a także na glebę i wodę. Z zanieczyszczeń emitowanych do atmosfery wymienia się najczęściej :CO, CO_2, SO₂, C_nH_m, NO_x, pyły. W skali globu ziemskiego praktycznie tylko tlenek węgla i dwutlenek siarki są emitowane przez źródła sztuczne w ilościach tego samego rzędu, co zanieczyszczenia ze źródeł naturalnych. Potwierdza to bardziej ogólne stwierdzenie Oduma, że przebieg zjawisk w przyrodzie zależy w dużym stopniu od czynników kluczowych.

1. Zanieczyszczenie powietrza:

Źródła zanieczyszczeń dostających się do atmosfery można podzielić na: punktowe, liniowe i powierzchniowe, a dalej na naziemne i wysokie (np. z kominów fabrycznych). W celu uniknięcia zanieczyszczeń powinno się lokalizować zakłady uciążliwe dla otoczenia, wytwarzające zanie­czyszczenia, aby ich oddziaływanie przynosiło najmniej strat, ponadto należy także poznać mechanizm rozprzestrzeniania się gazów i pyłów w drodze ich dyfuzji.

Do dyfuzji w atmosferze przyczynia się przede wszystkim turbulencyjność ruchów powietrza.

Na środowisko wpływają głównie emisje gazów, par i pyłów pochodzące zarówno ze źródeł naturalnych (np. erupcji wulkanów, erozji gleb, procesów zachodzących w morzach i oceanach, procesów gnilnych na obszarach bagiennych i torfowiskach), jak i powodowane działalnością człowieka (którymi będziemy się zajmować).

   Działania człowieka powodujące zanieczyszczenie atmosfery można umownie podzielić na grupy, o charakterystycznych wspólnych cechach.

  

Najczęściej rozróżnia się*/:

•energetyczne spalanie paliw - główne źródło emisji dwutlenku siarki (SO 2 ) - średnio 60% całkowitej emisji tego zanieczyszczenia; tlenków azotu (wyrażonych w ekwiwalencie masowym NO 2 ) - średnio 20%; pyłów: około 40-60% (w tym pyłów metali ciężkich); dwutlenku węgla (CO 2 ) - średnio 33% emisji całkowitej,

•produkcję wyrobów przemysłowych - główne źródło emisji lotnych związków organicznych (40%) i metanu (50%) a także SO 2 (25%), NO 2 (15%), pyłów (30%), CO 2 (24%),

•transport towarów i odpadów - duży udział w emisjach tlenku węgla CO (70%), tlenków azotu (65%) i nie metanowych lotnych związków organicznych (45%), dwutlenku węgla (25%),

   */ - wartości procentowe odnoszą się do średniego w skali Europy udziału danego rodzaju działalności w emisjach całkowitych danego zanieczyszczenia

   Podstawą wykonania bilansu emisji zanieczyszczeń do powietrza w 1999 roku były dane uzyskane z zakładów przemysłowych, energetycznych i gospodarki komunalnej.

Wśród różnych sfer i faz powstawania maszyn i urządzeń szczególnie brzemienna w negatywne skutki dla środowiska jest początkowa faza wytwarzania, związana z produkcją w procesach metalurgicznych materiałów konstrukcyjnych w postaci półproduktów. Zasób informacji o parametrach tych procesów , istotnych dla oceny ich oddziaływania na środowisko, jest ograniczony, a przy tym w wielu przypadkach dostęp do istniejących danych jest nadal utrudniony.

Wspomniane wyżej procesy metalurgiczne są najczęściej charakteryzowane przez takie parametry, jak emisja i stężenie substancji zanieczyszczającej.

Materiały	Pyły	SO2	CO	HCN
Stal węglowa Stal stopowa Żeliwo	7,497 4,127 8,725	0,604 0,474 0,860	23,938 23,938 26,750	0,046 0,046 -

Sumaryczne średnie wartości emisji zanieczyszczeń w czasie wytwarzania stali i żeliw [kg zanieczyszczeń na kg metalu]

Emisja pyłów i gazów.

 W strukturze emisji zanieczyszczeń pyłowych wyróżnia się: pyły ze spalania paliw oraz pyły z procesów technologicznych.

W strukturze emisji zanieczyszczeń gazowych emitowanych do atmosfery można wymienić:

•zanieczyszczenia z procesów energetycznego spalania paliw: SO₂ , NO₂ ,CO i CO₂

•zanieczyszczenia specyficzne z procesów technologicznych

Gazy specyficzne charakteryzują się wielokrotnie wyższą toksycznością niż zanieczyszczenia powstające z procesów energetycznych. Stąd ich oddziaływanie na zdrowie ludzi i środowisko jest bardziej uciążliwe i niebezpieczne. Głównym źródłem emisji zanieczyszczeń specyficznych są np. w Polsce - Elektrociepłownia Kraków S.A., które emitują takie gazy jak : aceton, acetylen, benzen, fenol, formaldehyd, chlorek winylu, chlorowodór, chlorek metylenu, chlor, amoniak, cykloheksan, cykloheksanol, cykloheksanon, kaprolaktam, freony, kwas siarkowy, węglowodory alifatyczne.

2. Zamglenie atmosfery:

Inny problem w dziedzinie zmian składu atmosfery związany jest z tzw. zmętnieniem atmosfery. Reidy Bryson, kierownik Katedry Meteorologii na uniwersytecie stanowym w Wisconsin, w 1967 r. zaobserwował w czasie lotu samolotem do Indii jednolite niebieskawe zamglenie, które wydawało się wisieć nad całym kontynentem, sięgając około 6 tys. m nad powierzchnią Ziemi. Widoczność wynosiła 11 tys., a w pobliżu Sajgonu zmniejszyła się nawet do 2,5 km. Nie było wątpliwości, co do tego, że przyczyną zamglenia nie były zakłady przemysłowe.

Kolejnym poważny źródłem zmętnienia atmosferycznego jest spalanie odpadków i gazu ziemnego nad szybami naftowymi. Ciemnobrązowa mgła rozciąga się szeroko na wschód od Zatoki Perskiej i innych ośrodków wydobywania ropy, zwłaszcza zaś w części Chin. Atmosfera może przenosić wielkie ilości drobnych cząstek na znacznie większe odległości niż się to na ogół utrzymuje.

Większość danych z miast, gdzie przemysł powoduje uchwytne zanieczyszczenia atmosfery.

Bryson sądzi, że ten wzrost zanieczyszczenia zniwelował „efekt cieplarniany” i pisze „ Nic nie wskazuje na to, by opisana tendencja uległa odwróceniu, a nawet są podstawy do przyjęcia, że zanieczyszczenia wytwarzane przez człowieka będzie w przyszłości wywierało jeszcze większy wpływ”. Mgła na ogół zalega na ogół pomiędzy 900 a 2800 m nad Ziemią i zawiera od 230 do 300 g substancji zanieczyszczającej na kilometr kwadratowy. Autor ten oblicza, że zmniejszenie przejrzystości atmosfery zaledwie o 3-4% obniża temperaturę powierzchnie Ziemi o 0,4%. Według J, Lovelocka (za R. G. Taylorem) ogrzewanie jest proporcjonalne do dwutlenku węgla, natomiast oziębienie jest proporcjonalne do kwadratu masy cząsteczek pyłu i dlatego szybko jest stwierdzane. Według wykreślonej przez niego krzywej temperatury efekt ogrzewania uległ zniwelowaniu w 1963 r. w roku 1970 doszło do ochłodzenia o 1,5°C, w 1975 r. ochłodzenie wyniosło 4°C, a w 1977 - 5°C itd., co sugeruje, iż na długo przed 1980 r. rozpoczęłaby się epoka lodowa (ostatnia epoka lodowa była spowodowana - według różnych autorów - spadkiem temperatury o 5 do 8°C poniżej obecnej normy).

Nie mniej ciekawy aspekt przedstawia zachmurzenie nieba. Cząstecz­ki pyłu nie tylko bowiem odbijają padające w kierunku Ziemi promie­niowanie, lecz także wpływają na pogodę, tworząc jądra kondensacji, co powoduje powstawanie chmur. Dwaj me­teorolodzy amerykańscy, Manabe i Wetherald, obliczyli w 1967 r., że jednoprocentowa zmiana niskiej powłoki chmur na świecie mogłaby do-­prowadzić do spadku temperatury w ciągu ostatnich 25 lat. Niska war­stwa chmur pokrywa obecnie ok. 31% powierzchni Ziemi. Gdyby zało­żyć, że powłoka chmur zwiększa się do 36%, średnia temperatura powierzchni Ziemi spadłaby o 4°C. Jakie mogą być przyczyny wzrostu zachmurzenia nieba? W ślad za badaniami brytyjskimi, które udowodniły, że uprzemysłowio­ne miasta mają więcej dni pochmurnych i deszczowych niż otwarte te­reny wiejskie, leżące pod wiatr w stosunku do nich, a. Chagnon (Illinois) wykonał w 1969 r. szczegółowe badania zachmurzenia i występowania opadów nad czterema miastami Stanów Zjednoczonych, z Nowym Jor­kiem i Waszyngtonem włącznie. Badacz ten stwierdził, że liczba dni z opadem i deszczami wzrosła do 16%, a letnich dni burzowych do 20% w porównaniu z okolicznymi terenami wiejskimi. W La Porte, 48 km pod wiatr od zespołu Gary-Chicago, z jego olbrzymimi stalowniami i innymi zakładami przemysłowymi, wzrost ten osiągnął zawrotną licz­bę 246%.

Jedną z najistotniejszych przyczyn zanieczyszczeń są spaliny samo­chodów i samolotów, które pozyskują (energię ze spalania ropy lub benzyny) a szczególnie tych drugich, ponieważ powodują one umieszczanie cząsteczek spalin w wysokich warstwach atmosfery.

Przyjmu­je on, że każdego dnia znajduje się w powietrzu przeciętnie 3 tys. samo­lotów odrzutowych i zakłada, że 50°/o z nich wytwarza smugi konden­sacyjne (kumulacyjne), i dalej zakłada, że smugi te utrzymują się śred­nio przez 2 godz. i rozszerzają się do 800 m. Czyniłoby to 5-10°/o wzro­stu chmur pierzastych (cirrusów) na obszarze, w którym znajduje się najwięcej samolotów, czyli w strefie Ameryka-północny Atlantyk­ Europa. Gdyby zaś wzrost ten rozłożyć równo na całym świecie, dawa­łoby to 1/20 tej wartości. Jeśli będą one eksploatowane w pobliżu tropopauzy, tzn. na poziomie, na którym temperatura powie­trza zamiast spadać w miarę wznoszenia się zaczyna wzrastać, będą one wytwarzać smugi kondensacyjne w 1% czasu swego lotu. Na tej wyso­kości smugi te mogą się utrzymywać przez wiele godzin i przybierać szerokość 1500 m i więcej. Wystarczy to, by zwiększyć powłokę chmur nad obszarem eksploatacyjnym o 100%.

Oblicza się, że powłoka chmur nad północnym Atlantykiem jest już o 10% większa od normalnej, co jest związane z opisanym zjawiskiem.

Grupa naukowców zajmujących się programem Badań Klimatu i Atmosfery w Boulder, w stanie Kolorado, poczyniła ostatnio obserwacje potwierdzające fakt, iż smugi kumulacyj­ne pozostawiane przez samoloty odrzutowe stymulują wytwarzanie chmur pierzastych nad dużym obszarem i że ta powłoka może zmieniać równo­wagę promieniowania.

3. Smog:

Smog jest jednym z najbardziej widocznych przejawów pogarszania się jakości powietrza. Jest to równocześnie zjawisko występujące w ka­tegoriach mikro-, topo- i mezoklimatu.

Schemat powstawania inwersji termicznej na terenie zabudowanym l — powietrze cieple, 2 — powietrze zimne, 3 — ruchy wymiany mas powietrza

Powstaje on na skutek reakcji chemicznych jakie zachodzą w powietrzu pod katalitycznym wpływem energii cieplnej — jest on określany ja­ko „smog fotochemiczny . W wyniku badań nad zanieczyszczeniem powietrza odkryto jeszcze inne typy substancji, na przykład w roślinach rosnących wzdłuż amerykań­skich szos znaleziono czteroetylek ołowiu. W okolicach miasta Denver, wielkiego węzła komunikacyjnego dla wewnętrznych obszarów Stanów Zjednoczonych, próbka opłukanej trawy rosnącej blisko większych skrzy­żowań zawierała ponad 3000 części na milion ołowiu w popiele. W od­ległości ok. 152 m od owego miejsca stężenie wynosiło ciągle ponad 50 cząstek na milion.

4. Zanieczyszczenie SO₂:

Najbardziej powszechne zanieczyszczenie stanowi dwutlenek siarki (wydobywający się przy każdorazowym spalaniu węgla, koksu, czy podobnego materiału opałowego). Na około połowie powierzchni kraju występuje średnie roczne stężenie SO₂ wyższe od 20 Mg/m³, co może spowodować uszkodzenie jarów igla­stych (pierwszy stopień).

Główne rodzaje zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego w Polsce emitowanych z zakładów przemysłowych w 1987 r.

Wyszczególnienie tys. t. %

Zakłady przemysłowe (1364 zakłady)

Emisja zanieczyszczeń pyłowych ogółem 1 803 100,0

w tym:

popiół lotny 1365 75,1

pyły metalurgiczne 142 8,8

pyły z produkcji cementu 118 7,5

Emisja zanieczyszczeń gazowych ogółem 5 399 1170,0

w tym:

dwutlenek siarki 2 903 55,6

tlenek węgla 1 456 26,9

tlenki azotu 790 14,8

węglowodory 162 2,9

Odsetek substancji zatrzymanych w urządzeniach oczyszczających w stosunku do zanieczyszczeń wytworzonych: 94,3%

( pyły) f 12,4% (gazy). Źródło: Rocznik Statyczny 7988, GUS.

Znaczne stężenie SO₂ w powietrzu niekorzystnie oddziałuje też na glebę. W Polsce średnio dociera do podłoża 8 t/kurs związków siarki, przy czym na ok. 10°/o powierzchni kraju wartości te przekraczają rocznie 50 t/m². W wyniku tego stale wzrasta zakwaszenie gleb, co zmniejsza ich produkcyjność, a także powoduje migrację nie­których szkodliwych pierwiastków z gleby do roślin jadalnych „..." Kata­strofalne stężenie zanieczyszczeń powietrza takimi związkami, jak dwu­siarczek węgla, fluor i pyły metali ciężkich występują lokalnie szczegól­nie często w okolicy zakładów chemicznych oraz hutniczych - meta­lurgii aluminium, miedzi i cynku...".

Obecny stan jakości powietrza stanowi wynik wzrastającej emisji za­nieczyszczeń. W roku 1980 wynosiła ona ponad 16 mln t, z czego na za­kłady przemysłowe przypadało 50%. Brak jest kompletnej i szczegóło­wej charakterystyki emisji zanieczyszczeń powietrza związanej z dzia­łalnością tzw. sektora bytowo-komunalnego. Jak to podają cytowani już autorzy C. Mejro, J. Troszkiewicz, B. Wierzbicka (1986) „zużycie energii w tym sektorze wynosiło 39,7% ogólnokrajowego zużycia energii (pozo­stałe 10%).

Jak z tego wynika ogromne już wielkości emitowanych przez przemysł zanieczyszczeń są dodatkowo powiększone przez wywołany użyciem paliw do produkcji 39,7°/o energii zrzut do atmosfery produktów spalania. Przeważnie odbywa się bez tych urządzeń i pro­dukty pyłowo-gazowe spalania na przykład węgla są uwalniane do atmo­sfery kominami i rozsiewane w otoczeniu miast i osiedli w postaci po­piołów i żużli. Dla unanocznienia skali tego zjawiska można podać kilka danych statystycznych. Oto z ogólnej liczby mieszkań w Polsce wyno­szącej (w 1987 r.) 11 003 tys., jest wyposażonych w centralne ogrzewanie (czyli nie posiada palenisk) 6194 tys., co oznacza że w pozostałych miesz­kaniach (4809 tys.) spala się węgiel. Oznacza to, że w co najmniej 5 mln miejsc jest zrzucany do atmosfery dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, tlenek azotu oraz produkowane są wielkie ilości popiołów i żużli, wysy­pywanych na wysypiskach śmieci, używanych do utwardzenia dróg itd. Również 6392 tys. (1986 r.) pojazdów z napędem spalinowym powiększa wielkości zanieczyszczeń powietrza w Polsce i na świecie.

5. Kryzys tlenowy:

Jednym z głównych problemów jest tu tzw. kryzys tlenowy. Wcho­dzący w skład atmosfery ziemskiej tlen uległby zużyciu w ciągu 2000 lat, gdyby go nie uzupełniały rośliny zielone w procesie fotosyntezy. Fakt, że odpady przemysłowe skutecznie niszczą fitoplankton i całe środowisko nie jest nam obce. Z prostych wyliczeń wynika, że wystarczyłaby katastrofa zaledwie trzech tankowców o wielkości „Torrey Canyon" (J. F. Smith, 1968; znana katastrofa, w czasie której nastąpiło rozlanie ropy) aby sprowadzić katastrofę na skale ogólnoświatową. Ta realna groźba katastrofy nabiera szczególnego wyrazu. Na spotkaniu biologów morza w 1970 r. w Edynburgu stwierdzono na przy­kład, że w ciągu ostatnich 20 lat wyginęło dwanaście gatunków planktonu w Oceanie Atlantyckim.

W dzisiejszych czasach zużywamy tlen w ilościach znacznie więk­szych niż kiedykolwiek. Czerpie go każdy pojazd i inne mechanizmy o napędzie benzynowym, nie mówiąc już o ogromnych zakładach produkujących energię (np. elektrownie, koksownie, itp ), czy odrzutowiec typu 707 spala 35 t tlenu przy przelocie nad Atlantykiem, a przecież w każdym mo­mencie na całym świecie znajduje się w powietrzu 3000 odrzutowców. Oznacza to utratę ok. 16 min t tlenu rocznie, transport powietrzny będzie stale wzrastał, a pomimo unowocześniania zakładów , fabryk i elektrowni te w jeszcze większych ilościach będą spalały tlen z atmosfery. Np: nowe odrzutowce typu 737 będą zużywały tlenu jeszcze o połowę więcej. Do roku 2000 zużycie tlenu przez samoloty wzrośnie dziesięciokrotnie. Ponadto oczywiście, każdy piec fabryczny pochłania tlen podobnie jak spalanie odpadków, pożary lasów. Równo­cześnie wycina się lasy, które dostarczają największej ilości tlenu na lą­dzie i zastępuje się je trawą lub roślinami zbożowymi, które dostarczają go znacznie mniej, czy też asfaltuje się i betonuje powierzchnię Ziemi, która wówczas w ogóle tlenu nie wytwarza. Mamy tu więc klasyczny przykład zmniejszenia ilości zasobu, co jest równoznaczne z pogorszeniem jego jakości.

6. Kryzys azotowy:

Niekorzystna sytuacja panuje również, jeśli chodzi o najobfitszy składnik powietrza — azot. O ile azotany przenikają do wody i gleby, o tyle dwa inne związki azotu z tlenem (tlenek azotu i podtlenek azotu) przysparzają problemów w powietrzu. Tlenki azotu pochodzą ze spalin samochodowych, fabryk, elektrowni, a ich gromadzenie się w atmosferze jest — jak się wy­daje — związane częściowo z tym właśnie źródłem. W Stanach Zjednoczonych dostaje się corocznie do powietrza 6 min t tlenku azotu pochodzącego ze spalin. Oczekuje się, że zużycie paliw przez samochody wzrośnie w następnym dziesięcioleciu o 50%, energetycznym 25%, a w krajowym transporcie lotniczym może się ono zwiększyć czterokrotnie lub więcej. Granica alar­mowa dla tlenków azotu jest dość niska: 5 części na milion. Co więcej, nie znamy obecnie żadnego sposobu walki z nimi. Należy dodać, że w połączeniu z węglowodorami i pod wpływem światła słonecznego przyczyniają się one do powstawania smogu.

7. Wpływ zanieczyszczeń na roślinność i zwierzęta:

Zewsząd dochodzą informacje o szkodliwym wpływie zanieczyszczenia powietrza na roślinność. Zmniejszenie bowiem dopływu słonecznych pro­mieni ultrafioletowych na skutek ich pochłaniania przez pyły powoduje zahamowanie wzrostu i plenności roślin. Drzewa owocowe rodzą znacz­nie mniej owoców w okolicach, gdzie powietrze jest zanieczyszczone niż w rejonach, gdzie jeszcze panują normalne warunki. W dużych miastach i w pobliżu ośrodków przemysłowych nie ma w pełnym tego słowa zna­czeniu roślin zdrowych. Cierpią one skutkiem osiadania na ich liściach sadzy i pyłu, które zatykają szparki oddechowe oraz utrudniają przeni­kanie promieni słonecznych do chloroplastów. W następstwie złego funk­cjonowania aparatu oddechowego i asymilacyjnego dochodzi do zaburzeń wymiany gazowej oraz odżywiania się roślin i ostatecznie do zmniejsze­nia ich żywotności. Jeszcze bardziej zabójcze jest chemiczne oddziały­wanie trucizn obecnych w powietrzu. Dwutlenek siarki , czy węgla na przykład wni­kając do wnętrza liści wchodzi w reakcję z substancjami zawartymi w komórkach, przede wszystkim zaś wiąże żelazo zawarte w chloropla­stach, eliminując je tym samym z procesu fotosyntezy. Obumierają wte­dy całe grupy komórek co uwidocznia się w postaci odbarwionych plam na liściach. W przypadkach, gdy wiatr skieruje na roślinę chmurę roz­pylonej w powietrzu żrącej cieczy, na przykład kwasu siarkowego, sol­nego czy innej substancji, cała roślina ulega poparzeniu i ginie. Widok drzewostanów leśnych, parków lub sadów owocowych ginących lub za­marłych pod wpływem trujących wyziewów fabrycznych nie należy dziś do rzadkości. W Górnośląskim Okręgu Przemysłowym występowanie objawów wyraźnego uszkodzenia igieł sosny i świerku, jak wynika z ba­dań J. Paszyńskiego (1961), pokrywa się w zasadzie z izolinią występo­wania pyłów w ilości 0,7 g/m²/24 godz.

Zatruwany bywa też inwentarz żywy, głównie zawartymi w powie­trzu fluorkami.

Substancje zanieczyszczające powietrze działają toksycznie nie tylko na ludzi i zwierzęta, ale i na rośliny oraz drobnoustroje. Szkodliwe działanie tych substancji na rozwój roślin wydaje się szczególnie niekorzystne dla roślin ozimych, które wzrastają w czasie, gdy zanieczyszczenie powietrza osiąga naj­większy poziom. Aerozole zawarte w zwykłym smogu lub w napromie­niowanych samochodowych spalinach działają bakteriobójczo w stosun­ku do Escherichia coli. Stężenie wynosi w tym przypadku 20 cząsteczek na miliard cząsteczek substancji zanieczyszczających typu utlenionego. U roślin rosnących w rejonach silnie zanieczyszczonych na ogół nie stwierdza się zakażeń grzybowych. Powodem tego może być toksyczne działanie na drobnoustroje substancji zanieczyszczających powietrze.

III. Ocieplenie atmosfery:

Odpowiedź na pytanie — jaki wpływ na atmosferę wywiera obecność dwutlenku węgla — dal badacz brytyjski W. S. Callender w 1938 r. Już dawno temu, bo w 1861 r., fizyk brytyjski J. Tyndall wysunął przy­puszczenie, że temperatura na Ziemi zależy od ilości dwutlenku węgla w atmosferze. Dwutlenek węgla znajdujący się w atmosferze powoduje po­dobny „efekt cieplarniany", wobec czego zmiany jego stężenia oddziałują na temperaturę Ziemi. Obecnie wykazano, że od 1900 r. poziom ten wzrósł co najmniej o 10, a może nawet o 14%, co oznacza wzrost o 290 do 330 części dwutlenku węgla na milion, jeśli nie więcej. W ciągu 5 lat, między rokiem 1958 a 1963, udowod­niono jego przyrost z szybkością 5 mld t rocznie.

Problem polegał teraz na ustaleniu — skąd pochodzi dwutlenek węgla? Pierwszym źródłem, które przychodzi na myśl jest spalanie paliw kopalnych, zwłaszcza węgla i ropy. Paliwa te są używane na dużą skalę przez ostatnie stulecie i oblicza się, że przez ten czas do­daliśmy do powietrza nadliczbowe 360 mld t dwutlenku węgla: z komi­nów i pieców, z pojazdów mechanicznych i statków, z gazowni i samo­lotów. Ostatnio poziom jego wzrasta jeszcze szybciej, a gdy podwoi się w stosunku do poziomu normalnego lodowce zaczną topnieć i wzrośnie poziom wód w oceanach.

Nawiasem mówiąc, każ­de przekształcanie pastwisk w pola uprawne, podobnie jak wyrąb lasów zwiększa podaż dwutlenku węgla do atmosfery.

Z kształtu wykreślonej krzywej wzrostu zawartości dwutlenku węgla wynika, że do 1990 r. średnia temperatura powietrza na powierzchni Ziemi wzrośnie o co naj­mniej 5°C. Spowoduje to ogromne przemiany w środowisku naturalnym np: sezon wegetacyjny dla wielu upraw może ulec tak znacznemu skróceniu, że nie można będzie ich stosować.

W skrypcie Jadwigi Stasiak pt. Problemy środowiska przyrodniczego - stan i zagrożenie (Warszawa 1978), czytamy: „W literaturze można się spotkać z obawami, że zwiększenia ilości tego gazu (tj. dwutlenku węgla) w atmosferze doprowadzi do ogólnego podwyższenia temperatury, topnienia lodowców, co pociągnęłoby za sobą podniesienie się poziomu Oceanu Światowego o kilka lub kilkadziesiąt metrów. Mimo więc zdolności oceanu do jego pochłaniania zagrożenie istnieje. Może być ono wywołane rosnącym zanieczyszczeniem wód powierzchniowych oceanu na skutek rozlewania się ropy naftowej, wyciekającej z uszkodzonych tankowców (np. Tankowiec Amoco Cadiz) lub podczas procesu jej wydobywania z dna szelfu (ok. 2000 r. połowa wydobycia światowego ropy naftowej będzie pochodziła ze złoży morskich). Wobec tego istnieje groźba., że człowiek sam utrudni wymianę dwutlenku węgla na powierzchni styku atmosfera-ocean.

Z badań wynika, że dwutlenek węgla pochodzący ze spalania węgla, są obfitsze w sezonie chłod­nym, gdy uruchomione są kotłownie centralnego ogrzewania i zwykłe piece służące do ogrzewania mieszkań indywidualnych. Okresowością do­bową odznaczają się pyły uliczne, dymy i gazy spalinowe, ponieważ na­tężenie ruchu ulicznego, liczba pojazdów krążących po mieście osiąga swoje maksima i minima w ciągu dnia i nocy.

Przez omawiany przyrost omawianego dwutlenku możliwe jest również zmiana klimatu jako całości, który może ulec degradacji. Pisze o tym cyto­wany już kilkakrotnie G. R. Taylor (1975). W makroskali mogą wystąpić niekorzystne lub korzystne zjawiska związane z globalnymi zmianami składu atmosfery. Są to przede wszystkim oznaki ocieple­nia się klimatu. W wielu miejscach w okolicach podbiegunowych - na Alasce, Labradorze, Syberii stwierdzono porastanie tundry drzewami. Na preriach kanadyjskich linia upraw rolnych przesunęła się o 80--­160 km na północ, ponieważ okres wegetacji uległ obecnie wydłużeniu 0 ok. 10 dni. Jednakże równocześnie z tym zaczynają ginąć drzewa przy­stosowane do klimatu chłodnego, jak brzozy i świerki, co stwierdzono na dużych obszarach wschodniej Kanady i Nowej Anglii. Ze Szwecji do­niesiono, że linia zadrzewienia na stokach gór przesunęła się od 1930 r. ku górze aż o 20 m. Rozsiedlenie zwierząt wykazu je podobne zmiany, przy czym wiele gatunków europejskich przemieszcza się na północ, ku Skandynawii. W roku 1950 przyrodnicy zanotowali pojawienie się 25 no­wych gatunków ptaków na Grenlandii, nie znanych tam do chwili, gdy obszar ten badano w 1918 r. W Stanach Zjednoczonych rozszerzył się w kierunku północnym zasięg występowania takich ptaków, jak kardy­nał i sikorka czubatka, sęp amerykański i gajówka niebiesko skrzydła. Wszystkie te i inne zmiany są rezultatem, jak się przyjmuje, wspomnia­nego już wielokrotnie zwiększenia się stężenia CO² w atmosferze. We­dług obliczeń prognostycznych wynika, że do 1990 r. średnia tempera­tura Ziemi wzrośnie co najmniej o 5°. Może nie wydaje się to wiele, po­nieważ przywykliśmy do 30°C wahań pomiędzy maksymalnymi tempe­raturami letnimi i minimalnymi zimowymi, ale jeśli obliczymy prze­ciętną tych granicznych temperatur, to zauważymy, że średnia roczna przesuwa się zaledwie o 1 czy 2°. Spadek o 3° wystarczą, aby zmienić cały system uprawy roli. Gdy na Islandii średnia temperatura lata spa­da o 1°, zbiory zmniejszają się o 13%. Sezon wegetacji dla wielu upraw może ulec tak znacznym zmianom, że trzeba będzie albo wprowadzić inne gatunki albo kształtować nowe.

Ozna­czałoby to z pewnością stopnienie wiecznej zmarzliny na Syberii i w Ka­nadzie, ewentualnie stopnienie lodów polarnych (zwłaszcza na Antarkty­dzie), podniesienie się w wyniku tego ostatniego zjawiska poziomu Wszechoceanu o 120 m. Jakie skutki dla ukształtowania powierzchni Ziemi miałoby stopnienie wieczne j zmarzliny można sobie wyobrazić wracając myślą do efektów wzięcia pod uprawę poręb w puszczy alaskiej, natomiast podniesienie się poziomu Wszechoceanu o

100 m uczyniłoby Moskwę portem morskim i zatopiło ogromne obszary nizinne na Ziemi.

IV. Zanieczyszczenie wody:

Budowę sztucznych zbiorników wodnych wiążemy przede wszystkim z energetyką. Z czasem sztuczne zbiorniki wodne będą nabierały coraz większego znaczenia jako środek zwiększenia od­pływu stałego, co pozwoli na uzyskanie energii i zapewni wodę jej odbiorcom.

W różnych procesach wytwórczych (zwłaszcza technologicznych ) i eksploatacyjnych woda jest zanieczyszczenia lub zużywana (ulega odparowaniu). W procesach metalurgicznych i energetycznych następuje to podczas oczyszczenia np. gazu wielkopiecowego, granulacji żużla, chłodzenia surówki, tygli i form. Przyjmuje się, że wszystkie kategorie ścieków powinny podlegać oczyszczeniu.

Podaje się bardzo różne ilości wody zużywanej w czasie wytwarzania metali. Przykładowo, dla produkcji stali ilości te wynoszą od 3-4 m³/t stali (woda pracująca w obiegu zamkniętym) do 95 m³/stali. Z danych statystycznych dotyczących produkcji branży metalurgicznej w Polsce i zużycia przez nią wody otrzymano szacunkową wartość średniego jednostkowy nakład środowiskowy związany ze zużyciem (czasowym usunięciem z zasobów) wody do wyprodukowania 1 t metalu wynosi 0,0025*10^-15. A następnie, niepotrzebna już nikomu woda zostaje wypuszczona, wraz z różnymi odpadami i ściekami do, rzek i jezior.

Jak widzimy woda jest chemicznie i mechanicznie do tego stopnia za­nieczyszczona, że niektóre z nich, jak na przykład Bytomka, Czarnawka, Kochłówka, Brynica i Rawa straciły charakter naturalnych cieków wod­nych i zmieniły się w kanały ściekowe. Z powodu trujących właściwości zanieczyszczeń zaginęło w nich albo częściowo, albo zupełnie życie orga­niczne.

Przytoczymy tu komplekso­wą charakterystykę tego zagadnienia dotyczącą wyróżnionych na obsza­rze GOP-u dwóch tzw. obszarów zagrożenia ekologicznego: górnośląskie­go i rybnickiego (A. Kassenberg, C. Rolewicz, 1985). Obszary te zajmują łącznie „ponad 4 tys. km² i są zamieszkiwane przez blisko 3,5 mln osób... Jest tu daleko posunięta degradacja wód powierzchniowych. Zaledwie 19% ścieków przemysłowych i 11% komunalnych jest oczyszczanych w wymaganym stopniu. Ponad 63% wód rzek i potoków nie nadaje się do gospodarczego wykorzystania. Praktycznie ani jedno miasto położone w obrębie omawianego obszaru nie ma prawidłowo i kompleksowo roz­wiązanej kwestii skutecznego oczyszczania ścieków komunalnych. Osiem miast (Czeladź, Mysłowice, Chrzanów, Olkusz, Chełmek, Czechowice­-Dziedzice i Łaziska Górne) nie ma żadnej oczyszczalni ścieków. W tej strefie znajduje się 178 przemysłowych źródeł zanieczyszczenia wód, z których każde wytwarza rocznie ponad 100 000 m³ ścieków. Aż 25 z nich nie ma oczyszczalni, odprowadzając swoje ścieki bezpośrednio do wód powierzchniowych".

Przytoczony przykład odnosił się do obszaru o olbrzymiej koncen­tracji przemysłu, ogromnej (i nieodwracalnej) powierzchni niszczącej środowisko i złoża naturalne (związane z niepochamowanym wyzyskiem owych złóż), oraz związanej z tym ogromnej urbanizacji terenu. To właśnie skoncentrowanie na małej przestrzeni bardzo wielu źródeł obfi­tego zanieczyszczenia spowodowało lokalne wyczerpywanie się zasobów.

V. Wyczerpanie zasobów mineralnych:

Gospodarka surowcowa na ogół za mało liczy się z faktem istnienia ograniczonej ilości surowców i że jest częstokroć marnotraw­stwem, a gwałtowne tempo produkcji i niewłaściwe traktowanie ekonomiki zagadnień produkcyjnych wywołuje wiele ujemnych objawów współczesnego życia".

Stale poznaje się nowe zasoby oraz ciągle, wraz z postępem prac ba­dawczych, w znanych już złożach następują przesunięcia z jednej ka­tegorii złóż do drugiej. Wiąże się to na przykład na obszarze Polski ze stałą intensyfikacją wierceń głębokich oraz badań geofizycznych głębo­kiego podłoża.

Podobnie ważkie zmiany wynikają z faktu obejmowania eksploatacją górniczą ogromnych terenów szelfów wszystkich bez mała kontynentów świata, tak że obser­wuje się w chwili obecnej powszechnie koncentrację badań poszuki­wawczych bituminów właśnie na tych nowych, rokujących duże nadzie­je obszarach. Takim właśnie obszarem poszukiwań stało się szelfowe Morze Północne, na którego obszarze już w wielu miejscach dowiercono się do ropy naftowej oraz do występującego w większej jeszcze obfi­tości, gazu ziemnego zmieniając jednocześnie istniejące środowisko.

Surowce energetyczne są w zdecydowaniu większości przetwarzane przez kopalinami. Ogólna ich produkcja w przeliczeniu na węgiel wyniosła w świecie w 1995 roku 9,4 mld ton. W Polsce jednostkę zużycie węgla kamiennego na 1 kWh otrzymanej energii kształtowało się około 0,4 kg, ale wobec stwierdzonej mniejszej kaloryczności węgla stosowanego w polskiej energetyce wartość tę należy podnieść do około 0,5 kg. Po uwzględnieniu także udziału węgla brunatnego w wytwarzaniu energii elektrycznej obliczono, że wyprodukowanie 1 kWh jest związane w warunkach polskich z poniesieniem materiałowego energetycznego nakładu środowiskowego o wartości 0.919*10^-15 (nakładu środowiskowego poniesionego na uzyskiwanie surowców do wytworzenia 1 kWh energii).

W energii światowej węgiel stanowi tylko jeden z kilku surowców energetycznych, obok ropy naftowej, gazu ziemnego czy uranu. Wykorzystując dane o zasobach tych surowców i informuje o ich średnim procentowym udziale w wytwarzaniu energii elektrycznej w świecie, wyliczono przeciętny jednostkowy, materiałowy, energetyczny nakład środowiskowy związany z wytworzeniem energii równy 2,506*10^-15/1 kWh lub 0,969*10^-15/1 MJ.

Innym surowcem jest ropa naftowa, która jest głównym surowcem w produkcji paliw płynnych. Jeżeli przyjmiemy, że do wyprodukowania 1 litra paliwa potrzeba średnio 4 litrów ropy naftowej, to materiałowy nakład środowiskowy związany z pobraniem ze skorupy ziemskiej ropy naftowej do tego celu wynosi 40,556*10^-15.

Wyczerpanie zasobów minerałów w litosferze

Litosfera składa się (w swej części płaszczowej) w zasadzie z ciał w stałym stanie skupienia, natomiast ciała w stanie płynnym, takie jak ropa naftowa, wody: mineralne i podziemne głębszych poziomów, oraz ciała w stanie gazowym, na przykład gazy: naturalne lub wulkaniczne, wypełniają tylko puste, wolne miejsca (szczeliny, a także pory między ziarnami skalnymi) w „szkielecie" mineralnym, dlatego zasoby substan­cjalne litosfery są stabilne, wolnoodnawialne (w zasadzie) i z tego po­wodu najłatwiej wyczerpywalne. To samo zresztą odnosi się do cieczy i częściowo do gazów. Sprawa tempa odnawialności energii, które „tkwią" w litosferze wymaga badań (ciepło geotermiczne, wulkanizm). Ciecze i niektóre gazy chociaż są labilne, jednak usytuowane w litosferze w części przypowierzchniowej nie biorą udziału w obiegu, ponadto tem­po ich odnawialności jest tempem geologicznym, w związku z czym są także wyczerpywalne. W związku z tym zagadnieniem przy bilansowa­niu zasobów litosfery powstała teoria mówiąca o groźbie wyczerpania się zasobów mineralnych świata i problemie ich odnowy ( sozologia ), która (miejmy nadzieję) przyczyni się do „myślowego wykorzystywania zasobów naturalnych „drzemiących w ziemi”.

Wyczerpalność surowców:

Jak przedstawia się zagadnienie „wyczerpywalności" surowców przerabialnych ? Należą tu przede wszystkim surowce metaliczne, czyli rudy, które się przetwarza i wykorzystywane w celu otrzymania energii, przy tworzeniu wszelakich narzędzi itp. Stosując kryterium użyteczności i zastosowania w przemyśle energetycznym i przemysłowym wydzielić możemy w tej grupie pod­grupy następujące:

1) rudy metali żelaznych, czyli „czarnej metalurgii" — żelaza, man­ganu, chromu,

2) rudy metali „staliwnych", czyli uszlachetniających stal — niklu, kobaltu, molibdenu, wolframu, wanadu, tytanu,

3) rudy metali nieżelaznych — cyny, ołowiu, cynku,

4) rudy metali lekkich — glinu, manganu,

5) rudy metali specjalnych i rzadkich — antymonu, arsenu, rtęci, bizmutu, kadmu, galu, indu, talu, germanu, rubidu, cezu, cyrkonu, niobu, tantalu, berylu itd.,

6) rudy metali promieniotwórczych (uranu, radu, toru)

Jeszcze ostrzej problem wyczerpywalności zasobów przedstawili auto­rzy tzw. Raportu rzymskiego (D. H. Meadows i in., 1973).

Przytaczają oni na wstępie opinię zawartą w publikacji Rady Jakości Środowiska (Waszyngton, 1970): „Nawet przy uwzględnieniu takich czynników eko­nomicznych, jak wzrost cen, przy zmniejszaniu się ilości możliwych do wykorzystania zasobów, wydaje się w tej chwili, że ilości uranu , plutonu, radu, trylu i ołowiu nie wystarczy na pokrycie zapotrzebowania. Do roku 2050 może ulec wyczerpaniu wiele innych minerałów, jeżeli się utrzyma obec­na stopa ich zużycia. Pomimo niedawnych sensacyjnych odkryć, po­winniśmy sobie zdawać sprawę z tego, że pozostało już tylko niewiele obszarów, w których można by poszukiwać większości minerałów.

Przyjąwszy te tezy, autorzy stwierdzają, że światowa stopa zużycia każdego z zasobów naturalnych wzrasta wykładniczo.

2000 2050 2100 2150 2200

Rys. 45. Rezerwy uranu w świecie do 2200 r. (wg „Raportu Rzymskiego")

W wyniku wzrostu wykładniczego prawdopodobny okres możliwości wykorzystania na przykład trylu zmniejszy się ze 100 do 31 lat (a do 55 lat przy pięcio­krotnym zwiększeniu rezerw). Miedź, która przy obecnej stopie zużycia wystarczyłaby na 36 lat, wyczerpie się w rzeczywistości już po upływie 21 lat przy obecnym tempie wzrostu zużycia, a za 48 lat, jeżeli rezerwy zwiększą się pięciokrotnie.

VI. Skutki wykorzystywania energii atomowej:

W powszechnym przekonaniu, wynalezienie energii jądrowej rozwiązało wszystkie problemy i wielokrotnie słyszy się zdania ,że „łyżeczka uranu” zapewni napęd olbrzymiemu statkowi w podróży przez Ocean Atlantycki. Fakty są jednak zupełnie inne. Zaledwie 2,5% tego paliwa nadaje się do wykorzystania. Ładunek paliwa dla budowanych obecnie reaktorów o mocy 600 MW wynosi ok. 320 t uranu, co kosztuje 6,4 mln dolarów, na uzupełnienie natomiast potrzeba dodatkowo średnio 69 t rocznie.

W czasie eksploatacji elektrowni jądrowej powstają znaczne ilości od­padów w formie ciekłych ,.ścieków" (J. Kucowski, D. Laudyn, M. Przekwas, 1987). Ta aktywność jest wywołana wydzielaniem się w elektrowni jądrowej trytu, dostającego się do odpadów płynnych z reaktora, z ma­łym udziałem innych radionuklidów, których nie wyłowiło oczyszczenie.

W czasie eksploatacji elektrowni jądrowych powstają znaczne ilości odpadów w formie stałej lub ciekłej. Niewłaściwe składowanie lub trans­port tych substancji (odpadów) radioaktywnych może spowodować bądź bezpośrednio, bądź pośrednio zagrożenie zdrowia i życia zwierząt i ludzi, wpływając niekorzystnie na środowisko. Dla una­ocznienia istoty problemu należy uświadomić sobie, iż na zewnątrz elek­trowni jądrowej wywożone są dwa rodzaje skażonych radioaktywnie lub radioaktywnych „produktów":

A — wypalone paliwo wydobyte z reaktora, tj. substancje w stałym stanie skupienia, najczęściej o bardzo wysokim stopniu aktywności,

B — odpady w stanach płynnym i stałym — odpady poza paliwowe, rzadko o wysokim, najczęściej o średnim i niskim stopniu aktywności.

Odpady z grupy „A" są składowane w zależności od rodzaju zasto­sowanego cyklu paliwowego: — przy cyklu „zamkniętym" (por. ryć. 60) stanowią rzeczywisty „od­pad", gdyż nie przewiduje się dalszego ich wykorzystania do produkcji energii — są składowane „na stałe" — aż do czasu bezpiecznego obni­żenia się ich aktywności czy jej zaniku.

Odpady z grupy „B" są składowane do momentu całkowitej utraty toksyczności — nie jest przewidziane jakiekolwiek ich dalsze użytko­wanie.

W związku z powyższym należy wyjaśnić, jak długo należy przecho­wywać wywiezione z elektrowni jądrowej materiały radioaktywne. Jak widać na rycinie 65 zarówno paliwo cyklu zamkniętego (tzw. odpady transuranowe), jak i cyklu otwartego (odpady uranowe) ukazują wyraź­ny spadek aktywności dopiero po 500—600 latach od chwili ich wydobycia z reaktora, przy czym po tym okresie nadal zachowują pewną toksycz­ność.

Idealnym miejscem do składowania odpadów były, jak sobie dawniej wyobrażano, głębiny oceanów (stale chłodzenie przez wodę), ale okazało się, że materiał budujący ściany podlegał korozji od wewnątrz i substancje przedostawały się do wody oceanicznej. Podobnie zawodne okazało się składowanie odpadów w opuszczonych kopalniach soli, nadawanie odpadom stanu trwałego (wtapianie w szkło). Wszędzie tam problemem krytycznym jest koniecz­ność chłodzenia pojemników. Przyjmuje się obecnie konieczność chło­dzenia pojemników przez co najmniej 10 lat, aby najwyższa temperatura na powierzchni pojemnika w miejscu składowania jeszcze przed wychło­dzeniem nie przekroczyła 250°C, a wówczas maksymalna temperatura skał otaczających pojemnik po 40 latach nie będzie przekraczać 140°C (i to się dzieje jeszcze w obrębie elektrowni jądrowej, oczywiście przy wydatkowaniu energii produkowanej w samej elektrowni). W rzeczy sa­mej problem odpadów radioaktywnych nie jest wcale łatwy, a nadto wy­maga znalezienia dobrych miejsc do ich składowania, wydatkowania energii na chłodzenie w czasie wielu dziesiątek (setek?) lat, tak że sta­nowi to poważny problem ekonomiczny. Jest tu zawarta szczególnie ja­skrawa sprzeczność ekonomiczna procesu wytwarzania energii. Oto naj­pierw z wielkim nakładem kosztów wytwarza się pewną ilość energii, którą się zużytkowuje do zadań gospodarczych, a pozostawia się odpady, które są tak wielkim źródłem energii (ciepła), że przez dziesiątki lat dzia­łają i to tak efektywnie, iż trzeba wydatkować ponownie energię, aby zakopane w ziemi źródła ciepła gasić i ochładzać.

Podsumowanie

Zagadnienie pogarszania się topoklimatu jako formy wyczerpywania się zasobów całego środowiska geograficznego powinna zwrócić naszą uwagę na szczegól­ną rolę, jaka przypada „użytkom z przestrzeni geograficznej" jakimi są niewątpliwie walory topoklilnatu. Brak czystego powietrza, czyli brak ilości substancji atmosferycznej i pogorszenie się jakości tej substancji są wywołane zmniejszeniem się powierzchni zajętej przez korzystny to­poklimat. Ta powierzchnia, na której panuje korzystny topoklimat, to pewnego rodzaju powierzchnia produkcyjna, która w miastach ulega de­generacji, dostarcza zanieczyszczeń.

Z przedstawionego obrazu wynika, że strukturze emisji zanieczyszczeń do powietrza dominowała emisja gazów (ok. 89,6%) nad emisją pyłów (ok. 10,4).

Jak się można domyślić głównymi źródłami emisji zanieczyszczeń do powietrza są: zakłady przemysłowe, elektrownie, przedsiębiorstwa energetyki cieplnej, transport, kotłownie.

Analizując udział poszczególnych sektorów gospodarki w emisji zanieczyszczeń pyłowych i gazowych, można stwirerdzić, że emisja z sektora przemysły wynosi ok. 48,2% pyłów i ok. 54,6% gazów, oraz z sektora energetyki odpowiednio ok.35,1% i ok. 40,2%

   Rozmieszczenie głównych źródeł emitujących zanieczyszczenia nie jest równomierne, co ma na pewno swoje złe jak i dobre strony. Największy potencjał przemysłowy i energetyczny usytuowany jest na obszarze lub w bardzo bliskim sąsiedztwie dużych uprzemysłowionych miast, co sprawia ,ze tamtejsze gleby i znajdujące się złoża są w jakimś stopniu na „wyczerpaniu”.

    Należy również pamiętać, że zanieczyszczenia emitowane przez pojazdy nie tylko bezpośrednio pogarszają stan powietrza w rejonach o dużym natężeniu ruchu, ale także biorą udział w reakcjach fotochemicznych zachodzących w atmosferze, prowadząc do wzrostu stężeń ozonu będącego głównym składnikiem "smogu letniego".

We­dług danych z połowy lat osiemdziesiątych całkowitą ilość wody maga­zynowanej w jeziorach zaporowych szacowano w 1979 r. na 5500 km³. W końcu XX w. masa retencjonowanej wody osiągnie według M. S. Lwo­wicza (1969) 7000 km³,

zaś powierzchnia jezior zaporowych przekroczy 600 000 km². Z powierzchni sztucznych zbiorników wodnych rzędu

100 000 km² paruje w przybliżeniu 150 km³ wody więcej, niż parowało z terenu zajętego obecnie przez te zbiorniki.

W ciągu najbliższych dziesiątków lat pojemność sztucznych zbiorni­ków wodnych będzie przypuszczalnie powiększona tak, że pozwoli to na dodatkową regulację ok. 3500 km³ wód wezbraniowych, przy równoczes­nym zwiększeniu strat na parowanie z powierzchni wodnych wszystkich sztucznych zbiorników wodnych mniej więcej do 500 km³ rocznie.

W celu uzmysłowienia problemu jaki wiąże się ze środowiskowym uzyskiwaniem energii, możemy posłużyć się opracowaniem zawartym w książce G. R. Taylora Księga przeznaczenia, 1970. Powszechnie znany jest fakt ocieplania się atmo­sfery ziemskiej, przy czym ta tendencja stała się wyraźnie dostrzegalna około 1900 r., a była potwierdzana aż do końca lat pięćdziesiątych na­szego stulecia. Średnia temperatura roczna w Stanach Zjednoczonych w latach 1920—1954 wzrosła o 2°. W roku 1953 Amerykańskie Biuro Pogody odnotowało, że w 40 spośród 48 stanów średnie temperatury roczne były wyższe od tych, które przez większość lat w okresie 1931— 1952 uznawano za normalnej Temperatury na obszarach antarktycznych wzrosły o ok. 3°C w ciągu pierwszych 50 lat naszego stulecia.

Ciekawe, że zmiana ta nie jest rejestrowana w obszarach tropikal­nych, a pewne tereny uległy nawet ochłodzeniu. Obszary chłodniejsze znajdują się bez wyjątku z dala od okolic uprzemysłowionych i są rzadko zaludnione, wobec czego staje się coraz bardziej realne założenie, iż to działalność człowieka powoduje wzrost temperatury,

Inny uczony przestrzega nas o kolejnym zagrożeniu. J. Lovelock, doradca brytyjski w Narodowym Zarządzie Astronautyki i Przestrzeni Kosmicznej, oblicza że spalanie paliw kopalnych (węgla i ropy) już w chwili obecnej pochłania 15% biologicznej produkcji tlenu. Twierdzi on, że przy obecnym tempie rozwoju przemysłu, w ciągu trzech lub czterech dziesięcioleci, spalanie paliw kopalnych stanie się główną przyczyną obniżenia ilości tlenu.

Jak wynika z badań naukowych ,czas geologiczny odnowy złóż mineralnych wynosi ponad 5 mld lat. W ciągu tak niezmier­nie dla wyobraźni ludzkiej długiego czasu dokonywały się procesy two­rzenia złóż mineralnych, które dzisiaj eksploatuje się na powierzchni kuli ziemskiej nie zważając na skutki. Aby nam przybliżyć to zagadnienie wystarczy podać kilka liczb odnoszących się do czasu powstania niektórych, ogólnie zna­nych, naszych złóż surowców mineralnych. I tak, złoża węgla kamiennego zagłębi: Górno- i Dolnośląskiego powstały w karbonie ok. 320 min. lat temu, złoża śląsko-krakowskiego cynku i ołowiu — ok. 220 min lat temu, większość złóż ropy i gazu — ok. 40 min lat temu. Nawet geologicznie młode złoża węgla brunatnego powstały w większości ok. 20 min lat temu; podobny wiek mają też złoża siarki.

Procesy powstawania złóż su­rowców mineralnych trwają zbyt długo, aby złoża te można by­ło uznać za odnawialne z punktu widzenia nie tylko dzisiejszych poko­leń, ale całego okresu egzystencji człowieka na Ziemi. Tylko niektóre surowce mineralne odnawiają się w czasie nie geologicznym, ale histo­rycznym, na przykład żwiry i otoczaki w korytach rzecznych.

Widzimy więc że naturalne („drzemiące” pod ziemią) środki energetyczne i nie tylko nie zawsze będą pod „naszą ręką”. Należy się więc bardzo dobrze zastanowić jak należałoby postępować w przyszłości, by obecne złoża surowców mineralnych mogły służyć jeszcze naszym i następnym pokoleniom.

Powtórne przebieranie i przechowywanie paliwa będzie problemem następnego pokolenia - gdy rudy uranu wyczerpią się i staną się ekonomicznie opłacalnie powtórne jego wykorzystanie. Dopiero wtedy stanie się ono „surowcem”.

Wytwarzanie energii atomowej jest obecnie w miarę opłacalne i w miarę udoskonalania (tworząc mniej odpadów radioaktywnych) tej techniki zastępować nią konwencjonalną energetykę, która doprowadza obecnie środowisko do stanu upadku.

W aspekcie tych refleksji można podjąć problem wynikający z lokalizacji składowisk. Po 30 latach doświadczeń technicznych wytworzy się jasny pogląd na lokalizację tych miejsc i sposób składowania substancji radio­aktywnych. Odpady te powinny być składowane w ten sposób, aby nie mogło dojść do ich kontaktu ani z powietrzem, ani z wodą. Są to bowiem elementy geokompleksu o szczególnej „ruchliwości" ułatwiającej ich „ucieczkę" w środowisko życia roślin, zwierząt i człowieka. Przed tym kontaktem mają chronić przede wszystkim ściany pojemników, przy czym podstawowym warunkiem bezpieczeństwa jest, aby wytrzymały one wewnętrzne wrzenie substancji radioaktywnych przy odpadach płyn­nych.

Jak więc widzimy, masy zapotrzebowania gospodarki na duże ilości energii. A zainteresowania technologów są skierowane właśnie na zaspokojenie potrzeb przemysłu energetycznego czy gospodarki komunalnej i trzeba by było kryzysu energetycznego w latach aby zaczęto traktować poważnie zastępcze źródła energii, w tym biomasę.

Literatura:

T. Bartkowski - „Kształtowanie i ochrona środowiska człowieka”.

Z. Kłosa - „Środowiskowa ocena maszyn i urządzeń”.

T. Umiński - „Ekologia, środowisko, przyroda”.

G.R. Taylor - „Księga przeznaczenia”.

J. Stasiak - „Problemy środowiska przyrodniczego - stan i zagrożenie”.

R. Dubos - „Człowiek - środowisko - adaptacja”

D.H. Meadows i inni - tzw.” Raport rzymski”

---