pytania dyplomowe.doc

1.       Degradacja powietrza atmosferycznego

Zanieczyszczenia powietrza są główną przyczyną zagrożeń środowiska. O zanieczyszczeniu możemy powiedzieć, gdy w składzie powietrza obecne są gazy, ciecze i ciała stałe nie będące jego naturalnymi składnikami lub też występujące w stężeniach nieodpowiadających naturalnemu składowi atmosfery ziemskiej.

(Szybki rozwój gospodarki a za tym zwiększenie się liczby ludności oraz ekspansywna eksploatacja środowiska przyrodniczego przyczynia się do degradacji naszego otoczenia.

Powstające zanieczyszczenia i zniszczenia środowiska zależą od rodzaju działalności człowieka. Jeśli środowisko samo nie potrafi sobie z nimi poradzić zanieczyszczenia stają się szkodliwe a nawet groźne nie tylko dla środowiska ale również dla naszego zdrowia.)

Zanieczyszczenia powietrza są najbardziej niebezpiecznym rodzajem zanieczyszczeń, gdyż nie da się ich ograniczyć do określonego obszaru. Ze względu na rozmiar rozprzestrzenienia się zanieczyszczeń wyróżnia się następujące typy:

·         zanieczyszczenia lokalne, które są związane na przykład z górnictwem,

·         zanieczyszczenia regionalne (krajowymi) - do tej grupy należą przede wszystkim zanieczyszczenia wód i powietrza,

·         zanieczyszczenia globalne (ogólnoświatowe) - głównym typem jest emisja gazów cieplarnianych do atmosfery i tworzący się efekt cieplarniany.

(Ingerencja człowieka w środowisko przyrodnicze zależy od rodzaju tego środowiska. Wyróżniamy:

1. Ośrodki miejskie i przemysłowe, pasma infrastruktury kanalizacyjno - technicznej - na tych terenach pojawiają się największe zanieczyszczenia oraz zniszczenia, jest to spowodowane znacznym zagęszczeniem ludności na tych obszarach i znacznym przekształceniem systemu naturalnego elementami wprowadzonymi przez człowieka.

2. Obszary rolne, leśne oraz rekreacyjne - stopień degradacji środowiska jest tu znacznie mniejszy w porównaniu z pierwszą grupą, głównym problemem jest tu chemizacja rolnictwa i sposób pozbywania się odpadów pohodowlanych.

3. Obszary niezamieszkałe i rzadko odwiedzane przez człowieka - w tych obszarach występuje krajobraz pierwotny i naturalny z niewielkimi śladami działalności człowieka.)

Najistotniejsze z nich to:  dwutlenek siarki, tlenki azotu, pyły węglowe, tlenek i dwutlenek węgla, ozon troposferyczny, ołów oraz pyły.

(Głównym sprawcą zanieczyszczeń pyłowych jest przemysł paliwowo-energetyczny, generujący ogromną ilość popiołów lotnych. Ta gałąź przemysłu odpowiada także za najwyższą emisję zanieczyszczeń gazowych, z czego około 75%  to emisja dwutlenku siarki. Wtóruje mu przemysł  metalurgiczny, odpowiedzialny za emisję pyłów metalurgicznych oraz gazów, wśród których 80% stanowi tlenek węgla, zwany czadem.)

Najpoważniejszymi skutkami zanieczyszczenia powietrza są: efekt cieplarniany, dziura ozonowa, smog i kwaśne deszcze.

2.       Naturalne źródła energii i aktywne metody ich wykorzystywania

Przez naturalne źródła energii rozumiemy wszystkie użyteczne elementy środowiska naturalnego, które człowiek może wykorzystać.

Rozróżniamy:

·         energię odnawialną

·         energię  nieodnawialną

·         energię stałą

Przez energię odnawialną rozumiemy źródła energii, których używanie nie wiąże się z długotrwałym ich deficytem - ich zasób odnawia się w krótkim czasie. Przeciwieństwem ich są nieodnawialne źródła energii, czyli źródła, których wykorzystanie postępuje znacznie szybciej niż naturalne odtwarzanie.

Do naturalnych i stałych źródeł energii zaliczamy:

·                     Energia wodna - wykorzystywana gospodarczo energia mechaniczna płynącej wody. Współcześnie energię wodną zazwyczaj przetwarza się na energię elektryczną (hydroenergetyka, często oparta na spiętrzeniach uzyskanych dzięki zaporom wodnym). Można ją także wykorzystywać bezpośrednio do napędu maszyn – istnieje wiele rozwiązań, w których płynąca woda napędza turbinę lub koło wodne.

·                     Energia geotermalna - jeden z rodzajów odnawialnych źródeł energii. Polega na wykorzystywaniu cieplnej energii wnętrza Ziemi, szczególnie w obszarach działalności wulkanicznej i sejsmicznej. Woda opadowa wnika w głąb ziemi, gdzie w kontakcie z młodymi intruzjami lub aktywnymi ogniskami magmy, podgrzewa się do znacznych temperatur. W wyniku tego wędruje do powierzchni ziemi jako gorąca woda lub para wodna. Woda geotermiczna wykorzystywana jest bezpośrednio (doprowadzana systemem rur), bądź pośrednio (oddając ciepło chłodnej wodzie i pozostając w obiegu zamkniętym).

·         Energia morska

o        prądów morskich – energia otrzymywana w wyniki występowania prądów morskich

Prądy oceaniczne są wywołane różnicami gęstości wody. Są one pod wpływem działania wiatru, zasolenia i temperatury wody morskiej, morfologii dna morskiego, a także obrotów Ziemi. Prądy oceanicznie są stale w ruchu i płyną tylko w jednym kierunku.

o        pływów – energia otrzymywana w wyniku występowania przypływów i odpływów wód przybrzeżnych.

Elektrownia wytwarzająca prąd elektryczny przy pomocy specjalnych urządzeń wykorzystujących przypływy i odpływy morza. Im są one większe, tym bardziej efektywna jest elektrownia. Jest lokowana w miejscach umożliwiających budowę zapór (z turbinami) między otwartym morzem a utworzonym zbiornikiem.

o                    falowania -  wykorzystanie energii morskich fal napędzające turbinki wodne i powietrzne. Wodne polega na pchaniu wody morskiej przez kolejne fale i w ten sposób wpływa przez zwężającą się sztolnię do zbiornika umieszczonego na górze. Jeśli znajdzie się w nim odpowiedni ilość wody przelewając się przez upust będzie napędzać rurową turbinkę Kaplana sprzężoną z generatorem. Następnie, już po przepłynięciu poprzez turbinkę, woda powraca do morza

·                     Energia promieniowania słonecznego - użytkowana może być na dwa sposoby: bezpośredni i pośredni. Do wykorzystania bezpośredniego potrzebne jest odpowiednie urządzenie, np. ogniwa słoneczne (produkcja energii elektrycznej), kolektory słoneczne (pozyskiwanie energii cieplnej), suszarki słoneczne, kuchenki i piekarniki słoneczne (więcej o gotowaniu przy pomocy energii słonecznej na http://www.solarcooking.org ).  Większość instalacji słonecznych na dużą skalę produkuje parę, która napędza turbiny lub generatory produkujące prąd elektryczny. Pośrednio, energia słoneczna wykorzystywana jest przede wszystkim w budowie dobrze termoregulowanych domów (np. zastosowanie dużych, skierowanych na południe okien). Biomasa, energia wodna oraz energia wiatru zaliczają się do źródeł energii pośrednio zasilanych przez słońce.

Energię promieniowania słonecznego można wykorzystywać na dwa podstawowe sposoby:
• zamieniać ją bezpośrednio w energie elektryczną w ogniwach fotowoltanicznych (konwersja fotowoltaniczna),
• zamieniać ją w ciepło, które z kolei może być wykorzystane np. do ogrzewania wody użytkowej, lub w elektrowniach słonecznych do wytwarzanie energii elektrycznej.
 

Energię słoneczną w postaci bezpośredniej wykorzystuje się do produkcji energii elektrycznej przy pomocy fotoogniw - energia fotowoltaiczna, oraz do produkcji energii cieplnej. Ogniwa fotoelektryczne, wykonane z półprzewodników na bazie krzemu charakteryzują się dużą niezawodnością i długą żywotnością. Są one jednak stosunkowo mało wydajne i bardzo kosztowne. Ich podstawową wadą jest wysokie zapotrzebowanie na powierzchnię instalacyjną. Energia wytwarzana przez takie ogniwa jest w tej chwili kilka razy droższa od energii wytwarzanej w konwencjonalny sposób. Wykorzystuje się je  w elektrowniach słonecznych, w małych zegarkach i kalkulatorach, a przede wszystkim w przestrzeni kosmicznej, gdzie promieniowanie słoneczne jest dużo silniejsze.

Kolektor słoneczny - podstawowy element instalacji słonecznej, jego zadaniem jest przekształcenie energii słonecznej w energię cieplną poprzez specjalną płytę absorpcyjną. Kolektory słoneczne służą do odbioru energii cieplnej promieniowania słonecznego i przekazywania jej poprzez tzw. czynnik grzewczy i wymiennik ciepła znajdujący się w zbiorniku (bojlerze), do ogrzania wody. Ze względu na cenę oraz prostą konstrukcję najpopularniejsze w Polsce są tzw. kolektory cieczowe płaskie. Kolektory słoneczne wykonane są z wysokiej jakości materiałów jak: miedź, aluminium, specjalne szkło solarne i izolacja cieplna, co zapewnia ich długą (ponad 25 lat) i bezawaryjną pracę w naszych warunkach klimatycznych. Ze względu na lekką (ok. 38 kg) i szczelną konstrukcję, kolektory słoneczne nie mają ograniczeń co do miejsca montażu i mogą być montowane na:
- dachu
- ścianie budynku
- bezpośrednio na ziemi

·         Energia wiatru - powstaje dzięki różnicy temperatur mas powietrza, spowodowanej nierównym nagrzewaniem się powierzchni Ziemi.

·                     Energia cieplna oceanu – technologia mająca odzyskiwać energię cieplną zgromadzoną w wodach oceanów, a dokładnie wykorzystać różnicę temperatur między chłodniejszymi wodami z głębin a cieplejszymi z wód powierzchniowych . Do tego celu służy silnik cieplny, który zamienia energię termiczną (cieplną) w energię mechaniczną lub elektryczną.

Do naturalnych i odnawialnych źródeł energii zaliczamy:

·         Energia z biomasy - Polega to na przetwarzaniu na inne formy energii poprzez spalanie biomasy lub spalanie produktów jej rozkładu. W wyniku spalania uzyskuje się ciepło, które może być przetworzone na inne rodzaje energii, np. energię elektryczną.

·         Energia z biopaliwa - paliwo powstałe z przetwórstwa produktów organizmów żywych np. roślinnych, zwierzęcych czy mikroorganizmów.

Wyróżnia się biopaliwa:

·         stałe - słoma w postaci bel lub kostek albo brykietów, granulat trocinowy lub słomiany - tzw. pellet, drewno, siano i inne przetworzone odpady roślinne;

·         ciekłe - otrzymywane w drodze fermentacji alkoholowej węglowodanów do etanolu, fermentacji butylowej biomasy do butanolu lub z estryfikowanych w biodiesel olejów roślinnych (np. olej rzepakowy);

·         gazowe:

o        powstałe w wyniku fermentacji beztlenowej ciekłych i stałych odpadów rolniczej produkcji zwierzęcej (gnojowica, obornik, słoma etc.) - biogaz;

o        powstałe w procesie zgazowania biomasy - gaz generatorowy (gaz drzewny).

·         Energia z biogazu - gaz wysypiskowy – gaz palny, produkt fermentacji anaerobowej związków pochodzenia organicznego (np. ścieki, m.in. ścieki cukrownicze, odpady komunalne, odchody zwierzęce, gnojowica...