Главная / Рефераты / Рефераты по экологии
Реферат: Основы рационального использования природных ресурсов в условиях научно-технического прогресса
Notice: Undefined variable: ref_img in /home/area7ru/area7.ru/docs/referat.php on line 323
ЧЕЛЯБИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ
Специальность 2203 группа экстерната
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА N1
по курсу "Экологические основы природопользования"
ТЕМА: «Основы рационального использования природных ресурсов в условиях научно-технического прогресса».
Студента экстерната Постникова Ивана Любомировича
Дата сдачи работы в ЧПТ
СОДЕРЖАНИЕ
1. Экологизация общественного производства. - 3
2. Новые методы добычи сырья и новые виды энергии - 5
Добыча угля - 5
Добыча нефти -
5
Добыча природного газа - 5
Добыча и обработка железной руды - 6
Применение механизации, мелиорации земель и химизации в сельском хозяйстве - 6
Освоение новых видов энергии: атомная энергетика и "мягкие" источники энергии -
8 геотермальной и гелиотермальный виды энергии, - 8 энергия ветра, -
12 использование энергии приливов ветра. - 13 энергия океана. - 14
Перспектива использования водорода в качестве топлива. - 14
Перспектива производства электромобилей. -
15
3. Новая технология и новые материалы. - 15
Снижение массы машин, оборудования, сооружений. - 15
Развитие двигателей внутреннего сгорания. -
16
Прогресс в области электроники и техники полупроводников - 16
Новая технология производства черных металлов: развитие электрометаллургии. - 17 порошковая металлургия. - 17 производство композиционных материалов. - 18
В народном хозяйстве возможности современной техники. - 19
Снижение массы и продлению срока службы конструкций. - 20
Мероприятия по сокращению потребности в сырье и более эффективному его использованию. - 20
Сохранение ресурсов леса. -
20
Сохранение природных богатств в сельском хозяйстве - 20
.
1. Экологизация общественного производства.
Представление о неисчерпаемости природных ресурсов, так же как и о беспредельных возможностях самоочищения природной среды, имеет отрицательные последствия, не только экологические, но и экономические.
Сложившаяся к настоящему времени как в России, как и во многих странах мира весьма неблагоприятная эколого-геохимическая ситуация в большинстве случаев является следствием научно-технического прогресса. Статистика показывает, что мощность современной индустрии удваивается каждые 13-15 лет (спад производства в 1991-1994 гг., повлекший снижение жизненного уровень народа, - явление в России временное, так как причина его кроется не в экологии, а в политической неопределенности развития общества). Рост средств и масштабов воздействия на природу вызывает стремительную деградацию природной среды. Особенно возрастают уровни химического давления на окружающую природную среду, применение экологически грязной технологии, устаревшего оборудования и т.д.
По данным ВОЗ, в настоящее время в мире в практической деятельности используется около 500 тыс. химических соединений, из которых 40 тыс, вредны для организма, а 12 тыс. - ядовиты. Огромные выбросы и сбросы вредных веществ при недостаточной реализации природоохранных мероприятий привели к нарушению (включая истощение природных ресурсов) природных систем, общество оказалось перед реальностью экологического кризиса.
Процессы прогрессирующего развития общества повернуть вспять уже нельзя, так же как невозможно прекратить хозяйственное освоение территорий.
Научно-технический прогресс немыслим без использования природных ресурсов.
В то же время естественная емкость природных систем, и, следовательно, их устойчивость, небезграничны. Складывающаяся в интенсивно осваиваемых районах социально-экономическая и экологическая ситуация требует регулирования техногенного давления как с точки зрения охраны природы, так и для интенсификации природопользования. При регулировании любого элемента природопользования, а тем более при интенсификации процесса его пользования должны учитываться не только потребности общества, но и состояние ресурса. Более того, если предприятие не компенсирует ущерб среде, то оно с государственной позиции оказывается убыточным, хотя и приносит определенную прибыль, производя продукцию.
Деградация среды вследствие формирования обратных связей отражается на экономических показателях производства. Достаточно наглядны экономические потери, например, из-за выпадания кислотных дождей: теряется продуктивность сельскохозяйственных и лесных земель и продуктивность водоемов. Таким образом, освобождаясь от прямой зависимости от природы вследствие научно-технического прогресса, общество все больше зависит от ее "благополучия", что определяет содержание основного социального заказ в науке: обеспечить разработку научных основ оптимизации природопользования
- в обозримые сроки при минимальных издержках найти пути экологизации производства и восстановления состояния природных систем.
Следовательно, задача сводится к поиску путей экологического нормирования и конструирования экологической обстановки с созданными свойствами. Основным вопросом, возникающим на пути организации качества среды, является определение системы базовых научных исследований и соответствующих мероприятий, необходимых и достаточных для экологизации общественного производства.
Очевидно, что основной путь рационального природопользования и сохранения окружающей среды лежит через достижения научно-технического прогресса. Только новые достижения научно-технического прогресса откроют новые широкие возможности увеличения и в то же время рационального использования природных ресурсов.
2. Новые методы добычи сырья и новые виды энергии.
Новые методы добычи сырья благодаря техническому прогрессу должны сокращать количество сырья и материалов для производства единицы производства, когда одни виды сырья заменяются другими и в целом влияют на сокращение потребности в сырье для производства единицы продукции. В настоящее время роль технического прогресса ярко проявляется в механизации и автоматизации процессов добычи сырья, позволяющих переходить к более массовым способам его получения.
Рост добычи угля осуществляется более эффективным открытым способом, который в 2-3 раза дешевле подземного, с использованием мощных экскаваторов и автомобилей - самосвалов большой грузоподъемности. В промышленно развитый странах в подземно-шахтной добыче угля ручной труд уже не применяется и при проходке, и при добыче. Появились мощные механизмы, с помощью которых осуществляются проходка, крепление, выемка угля, откатка и навалка, а затем и погрузка. Применение на горных работах экскаваторах-драглайнах с вместимостью ковша 80 куб.м и длиной стрелы 100м, автосамосвалов грузоподъемностью 240т, буровых станков для бурения скважин до 320-450мм коренным образом изменило технологию открытой добычи угля и руд цветных и черных металлов.
Рост добычи нефти также связан с ускорением научно-технического прогресса. Современная техника допускает бурение скважин глубиной до 5 тыс.м и более, не только вертикальных, но и наклонных. Использование буровых стационарных платформ типа "шельф"позволило обеспечить добычу нефти в открытом море на глубине до 300м. Большое значение имеют совершенствование способов извлечения нефти на поверхность и повышение степени ее извлечения с 30-35% по отношению к ее содержанию в недрах до 50-
60% с закачкой в нефтяные пласты пара при температуре до 100-110 С и теплой воде.
Механизируется и автоматизируется добыча природного газа.
Применение современных методов разведки дает возможность ускорить открытие и изучение его новых месторождений. Ускоряется и удешевляется проходка скважин. Возрастают объемы добычи, повышается извлечение газа и конденсата из недр, повышается выход полезных компонентов, шире используется попутный нефтяной газ (его сжигание в факелах составляет около 11 млрд.куб.м, т.е. столько, сколько потребляется для нужд всего населения России). Увеличение диаметра газопроводов и более высокое рабочее давление в них позволяют ускорить и удешевить передачу газа в районы потребления от Уренгоя до Парижа, Праги, Берлина.
Рационализируются и интенсифицируются производственные процессы добычи и обработки железной руды и сопутствующих железу компонентов, полиметаллических руд и др. Применяются геофизические методы разведки залежей различных металлических руд и разведка из космоса. Широкое развитие получают методы обогащения, повышения извлечения металла до 80-85% даже из относительно бедных руд (до 0.2-0.5% с содержанием извлекаемых металлов), но залегающих большими массивами.
Широкое применение механизации, мелиорации земель и химизации в сельском хозяйстве позволило более чем удвоить получение зернобобовых на единицу площади, удвоить численность рогатого скота и утроить количество свиней в 1990г. по сравнению с дореволюционным уровнем, увеличить сборы технических культур, фруктов и ягод. Общая площадь сельскохозяйственных угодий при этом долгие годы оставалась без изменения.
Использование мощных землеройных и других механизмов, а также взрывных работ способствовало осуществлению крупнейших изменений в водном хозяйстве страны: были построены каналы и плотины, созданы обширные водохранилища, изменены условия водоснабжения.
Научно-технический прогресс сыграл важную роль в изменении энергетической базы общества в течение XIX и XX вв., что отразилось в использовании природных ресурсов и характере загрязнения окружающей среды.
XIX век был веком угля и паровой машины. Углю принадлежала подавляющая доля в топливном балансе наиболее развитых стран. Сжигание угля росло по мере развития промышленности. Растущие выбросы дыма, сажи, копоти и золы стали обычным явлением для основных индустриальных районов промышленноразвитых стран.
Отсюда и характерное название "черная страна" для промышленного района центральной Англии. Не менее "черными" из-за сжигания угля были
Рурская область в Германии, северо-восток Франции в районе Лилля, район
Шарлеруа в Бельгии, районы черной металлургии США - Питсбург в
Пенсильвании, Бирмингем в Алабаме и др. Закопченными были и другие крупные города с их промышленными предприятиями, железными дорогами, многочисленными котельными, каминами и печами для отопления домов.
За последние 30-40 лет энергетическая база промышленности и городов значительно изменилась: доля угля и паровой энергетики сократилась.
Главным видом топлива стали нефть и газ. Доля угля в добыче топлива во всем мире снизилась. Одновременно существенно возросла добыча нефти.
Увеличилась доля природного газа.
Однако к концу текущего столетия, по-видимому, следует ожидать снижения доли нефти в добыче и потреблении топлива, учитывая постепенное истощение ее залежей. В перспективе доля газа будет возрастать. В частности, увеличится применение газа в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания, например установленных в автобусах. Одним из больших преимуществ работы двигателей на газе является снижение загрязнения атмосферы. Вместе с тем из-за нестабильной в последнее время работы АЭС возможно увеличение доли угля в потреблении. Чтобы не ухудшать состояние окружающей среды из-за сжигания его, потребуются проведение более радикального улавливания отходящих газов, отказ от сернистых углей и их обессеривание и другие мероприятия, которые повысят затраты на производство электроэнергии.
Одновременно с этим необходимо ускорить освоение новых видов энергии.
Это прежде всего атомная энергетика и "мягкие" источники энергии, не приводящие к загрязнению окружающей среды, геотермальной и гелиотермальный виды энергии, использование энергии приливов ветра, которые можно эффективно применять благодаря современным достижениям техники.
Атомная энергетика - открытие века, за ней в перспективе большое будущее как экологически чистого производства электроэнергии.
Чернобыльская катастрофа не должна стать причиной свертывания атомной энергетики. Вопрос заключается в совершенствовании технического прогресса управлением АЭС и обеспечении безопасности населения. Атомная энергетика имеет долговременные ресурсы.
На VII мировой энергетической конференции, проходившей в Москве в
1968г., была дана оценка содержания урана в морях и океанах на уровне
4*109 0т. Это значит, что данный вид топливно-энергетического ресурса практически неисчерпаем. Однако до недавнего времени мировые запасы определялись всего лишь 1.5 млн.т (металлический уран). В 1977г. в Японии предложены методы получения урана из морской воды. И вопрос в конечном счете сводится к удешевлению подобных процессов до уровня, приемлемого для широкого промышленного использования с учетом стоимости альтернативных источников энергии.
Учитывая недостаточную надежность работы АЭС и большую загрязненность окружающей среды от применения угля, в современных условиях общество обязано изыскать возможность применения в перспективе вышеназванных
"мягких" источников энергии, не приводящих к загрязнению окружающей среды: геотермальной и гелиотермальной энергии , использования энергии приливов и ветра , которые можно эффективно применять благодаря современным достижениям техники.
Источникам геотермальной энергии служат радиоактивные процессы, химические реакции и другие явления в земной коре. Температура на глубинах
2-3 тыс.м превышает 100 5о 0С. Циркулирующие на таких глубинах воды нагреваются до значительных температур и могут быть выведены на поверхность по буровым скважинам. В районах вулканической деятельности глубинные воды, нагреваясь, поднимаются по трещинам в земной коре. В таких районах термальные воды имеют наиболее высокую температуру; они нередко расположены ближе к поверхности. Иногда они выделяются на поверхность в виде перегретого пара. Термальные воды с температурами до 100 5о 0С выходят на поверхность во многих районах России. Значительные запасы таких вод имеются в Западной Сибири, на Северном Кавказе и в
Закавказье, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Еще далеко не полностью изучены все возможности получения термальных вод. Так, если учесть воды, залегающие на глубине более 3 тыс.м, а также воды с повышенной минерализацией, то их запасы можно было бы существенно увеличить. Известны ресурсы высокотемпературного пара и пароводяных смесей: они выведены на поверхность на Камчатке, Курильских островах и в
Дагестане.
Первая в России геотермальная электростанция на юге Камчатки
(Паужетская) мощностью 5 МВт была пущена в 1966г. Здесь используется пароводяная смесь, которая выводится через буровые скважины на поверхность и направляется в сепарационные устройства, где пар отделяется от воды при небольшом давлении. Пар приводит в движение турбогенератор, а вода при температуре выше 120 5о 0С применяется для теплофикации поселков, выращивания овощей в теплицах, бальнеологических целей и т.д.
Себестоимость добычи тепловой энергии таким способом в 2-2.5 раза ниже, чем тепловой энергии, получаемой от котельных. Себестоимость электроэнергии на Паужетской геотермальной электростанции в 4 раза ниже, чем на дизельных электростанциях в том же районе. Эти показатели могут быть значительно улучшены при условии более полного освоения геотермальной энергии. Имеются предположения об использовании более крупных месторождений термальных вод на Камчатке (Мутновское, Нижнекошелевское) с сооружением геотермальных электростанций мощностью 200 и 100 МВт.
О наличии геотермальной энергии давно известно в Дагестане. В 60-70-х гг. при бурении на нефть и газ в ряде скважин были обнаружены пароводяные смеси с температурами до 200 5о 0С. На базе одной из них (Тарумовской), по мнению специалистов, можно соорудить геотермальную электростанцию мощностью
250-500 МВт.
В Краснодарском крае пробуренные геологами скважины вместо нефти вскрыли запасы горячей воды. Сейчас термальные воды используют для многочисленных теплиц объединения "Плодоовощевод", для животноводческого комплекса, теплового орошения полей, промышленных предприятий и теплоснабжения населения. Крупные запасы термальных вод были обнаружены в
Чечено-Ингушетии (Грозный) и других районах, но они пока слабо используются.
Большими потенциальными ресурсами тепловой энергии обладают нагретые глубинным теплом Земли горные породы ряда районов страны. Особо значительной теплотой сгорания обладают сульфидные руды и концентраты.
Процессы автогенной плавки могут быть высокоэффективно применены в производстве меди, никеля, кобальта, свинца из сульфидного сырья, а также для безотвальной переработки пиритных концентратов с получением серной кислоты или элементарной серы, железного концентрата и цветных металлов.
Практическое освоение такой энергии требует разработки способов извлечения тепловой энергии и создания опытных установок. Здесь пока сделаны первые шаги. Широкое использование геотермальной энергии, запасы которой практически неисчерпаемы, зависит от дальнейшего прогресса техники и нахождения экономичных путей ее применения.
Другим видом "мягкой" энергии является солнечная энергия.
Отопительные системы, применяющие солнечную энергию, могут удовлетворять 30-50% потребности в тепле в течение года, поэтому их приходится использовать совместно с традиционными системами обогрева.
Водонагреватели применяются для горячего водоснабжения. Солнечная энергия может быть использована и для отопления теплиц, опреснения воды, охлаждения. Часть тепла можно аккумулировать путем нагрева камней в условиях теплоизоляции. При этом существенно экономичны при условии достаточного в течение дня времени излучения солнечной энергии. В южных районах России, где время солнечной радиации составляет 2200-3000 ч (на
Северном Кавказе, в Нижнем Поволжье), солнечные тепловые установки эффективны.
Солнечное излучение превращается также в электроэнергию. Это осуществляется, во-первых, путем получения тепловой энергии с последующим использованием ее для приведения в действие генераторов электрической энергии и, во-вторых, фотоэлектрическим методом прямого преобразования солнечного излучения в электрическую энергию. Проектируются опытные термодинамические солнечные электростанции с паровыми турбинами.
Однако требуемые для этого удельные капитальные вложения в несколько раз больше, чем капитальные вложения в обычные теплоэлектростанции. По данным американских специалистов, капитальные вложения в гелиотермальные станции мощностью 5-400 МВт приблизительно в 10 раз дороже, чем на тепловой электростанции. Для получения энергии нужны большие площади зеркал - примерно 50 кв.км на 1 млрд.кВтч электроэнергии. В перспективе с учетом научно-технического прогресса в определенных районах окажется перспективной утилизация и солнечного излучения. В настоящее время применения полупроводников и интегральных схем позволяет значительно снизить затраты на получение электроэнергии за счет солнечной радиации
(в десятки раз по сравнению с прежними результатами).
Что касается теплоэлектрического (прямого) метода получения электроэнергии, то он пока еще очень дорог. Солнечные батареи уже ряд лет используются для питания электроэнергией космических кораблей при КПД до
20%, что гораздо меньше теоретически возможного. Наземные электростанции на кремниевых солнечных батареях на 1 кВт установленной мощности в 100 раз дороже атомных. При сравнении с атомными гелиотермические электростанции вовсе не загрязняют окружающую среду. Перспектива их применения зависит от прогресса в области гелиотехники.
На состояние окружающей среды до определенного предела не влияет создание электростанций на энергии ветра. Согласно имеющимся данным особенно благоприятные условия использования энергии ветра у нас имеются на
Крайнем Севере, в Азово-Черноморском районе, где дуют северо-восточные ветры, в районах Нижнего Поволжья.
Потенциальные мощности ветровых электростанций, которые могли бы быть построены в указанных районах, измеряются миллиардами киловатт, что в десятки раз превосходит суммарную установленную мощность имеющихся в
России электростанций.
В России разработано несколько типов ветродвигателей с диаметром колес до 36м. В Дании и США в опытной эксплуатации находятся ветродвигатели с колесами диаметром до 60м. В России намечается строительство ветроэлектростанций максимальной мощностью 1 МВт, небольшая часть будет иметь меньшую площадь. Целесообразность применения энергии ветра для производства электроэнергии в больших масштабах находится в стадии изучения. Ветроэлектростанции могли быть использованы в энергетических системах. Они должны обладать аккумулирующими установками, сто приведет, однако, к повышению стоимости электроэнергии.
К новым источникам энергии относится энергия морских приливов и отливов. Для их использования сооружаются плотины, образуется водоем - бассейн приливной электростанции и при достаточной высоте прилива создается напор. Сила падения воды, проходящей через гидротурбины, вращает их и приводит в движение генераторы электрического тока. На однобассейновой приливной станции двойного действия, работающей как во время прилива, так и во время отлива, можно вырабатывать электроэнергию четыре раза в сутки в течение 4-5 часов во время наполнения и опорожнения бассейна. Агрегаты такой станции должны быть приспособлены к работе в прямом и обратном режимах и служить как для производства электроэнергии, так и для перекачки воды. Крупная приливная электростанция мощностью 240
МВт работает на берегу Ла -Манша, в устье реки Ранс.
Она действует в сочетании с другими электростанциями в качестве пиковой (т.е. покрывающей потребность в электроэнергии в часы пик) В России в 1968 г. вступила в строй небольшая приливная электростанция на побережье
Баренцева моря в губе Кислой. Разработаны проекты Мезенской приливной электростанции на берегу Белого моря, а также Пенжинской и Тугурской не берегу Охотского моря.
Энергию океана можно использовать, сооружая волновые электростанции, а также устройства, использующие энергию морских течений, разницу температур поверхностных теплых и глубинных холодных слоев воды или подледных слоев воды и воздуха. В США и Японии разрабатываются проекты гидротермальных электростанций (плавучих и береговых), в частности, для обеспечения электроэнергией предприятий по добыче сырья со дна океана, обслуживания рыболовецких и торговых судов и т.д. Принцип действия такой электростанции заключается в следующем. Теплая океанская вода направляется в теплообменник, в котором испаряется аммиак. Пары аммиака вращают турбину электрогенератор и поступают затем в следующий теплообменник, где они охлаждаются холодной водой, поданной с больших глубин - до 1000 м.
Возможность создания подобных электростанций изучается в России.
Говоря об экологически чистых источниках энергии, следует указать на строительство гидроэлектростанций на реках. Их, конечно, нельзя отнести к новейшим технологических достижениям, но в условиях, когда все большее значение приобретает охрана воздушного бассейна от всякого рода загрязнений вредными веществами и теплового загрязнения, гидроэлектростанции можно оценить по-новому.
Вероятна перспектива использования водорода в качестве топлива.
Уже имеются попытки его применения в качестве топлива для автомобильного двигателя. Замена водородом бензина позволила бы снять проблему загрязнения атмосферы отработанными газами автомобильных двигателей.
Отработанным веществом двигателя, работающего на водороде, является вода.
Водород можно применять и для авиационных двигателей. Но на пути его использования в качестве топлива еще много препятствий. Применение жидкого водорода затрудня...
ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами реферата (доклада, курсовой) урезан на треть (33%)!
Чтобы просматривать этот и другие рефераты полностью, авторизуйтесь на сайте:
|
|
|
Добавлено: 2010.10.21
Просмотров: 1100
|
Notice: Undefined offset: 1 in /home/area7ru/area7.ru/docs/linkmanager/links.php on line 21
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательная! |
