Opis procesu utylizacji lamp luminescencyjnych z wykorzystaniem urządzenia „ELEKTROM”

Utylizacja odpadów zwierających rtęć polega na odzyskiwaniu z nich maksymalnej ilości rtęci, co w rezultacie zapobiega jej przenikaniu do środowiska. Odpady zawierają niekiedy ok. 10% tego pierwiastka. Są zatem istotnym źródłem pozyskiwania rtęci.

Układ do neutralizacji lamp luminescencyjnych z zawartością rtęci po upływie okresu ich eksploatacji jest oparty na strukturze organizacyjno-produkcyjnej związanej z wypełnianiem funkcji w zakresie ochrony naturalnego środowiska i przeznaczony jest do gromadzenia, transportu kontenerowego i neutralizacji lamp światła dziennego. Gwarantuje on ciągłość prowadzenia we współpracy z organami ochrony przyrody i pod stałym nadzorem sanitarnym kontroli zagospodarowania zużytych lamp luminescencyjnych z zawartością rtęci i na terenie przedsiębiorstw przemysłowych oraz innych organizacji gospodarczych a także zapobiega ich wywożeniu na wysypiska odpadów komunalnych.

Neutralizacja lamp rozpoczyna się od ich wibracyjnego niszczenia i kończy się na ich obróbce hydromechanicznej. W celu zapobiegania przedostawaniu się w bezpośrednie środowisko pracy i do atmosfery gazów z zawartością rtęci proces obróbki prowadzony jest bez nagrzewu i przy zachowaniu reżymu podciśnienia. Rtęć zawarta w lampach, w trakcie procesu ich neutralizacji jest gromadzona głównie wraz z luminoforem. Ponadto, w procesie neutralizacji są odzyskiwane: stłuczka szklana (2-10 mikrometrów) oraz oprawki aluminiowe z zawartością rtęci w ilości śladowej (poniżej dopuszczalnej granicy).

Zanieczyszczone przez rtęć odpady luminoforu są poddawane obróbce roztworem siarczku sodowego z doprowadzeniem adsorbowanej w lumino-forze rtęci do nierozpuszczalnej postaci w stanie siarczkowym.

Z uzyskanego produktu, według opracowanej technologii, są formowa-ne bloki z dodatkiem cementu, które następnie składuje się i przekazuje zakładom metalurgii kolorowej. Stosowany cykl pozwala na całkowite unieszkodliwienie zużytych lamp rtęciowych, utylizację stłuczki szklanej oraz oprawek aluminiowych.

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.



Odpady zawierające rtęć i sposoby ich unieszkodliwiania

W Polsce, zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki z dnia 05.03.2001 r. (Dz.U. Nr 112 poz. 1206) z obowiązującą ustawą, przez odpady niebezpieczne rozumie się takie, które ze względu na swoje pochodzenie, skład chemiczny, biologiczny lub inne właściwości i okoliczności stanowią zagrożenie dla życia lub zdrowia ludzi albo środowiska. Zgodnie z Dyrektywą 91/689/EWG odpad jest uważany za niebezpieczny gdy posiada co najmniej jedną z następujących właściwości: jest wybuchowy, łatwopalny, drażniący, szkodliwy dla zdrowia, toksyczny, rakotwórczy, żrący, zakaźny, teratogenny (wywołuje wrodzone deformacje lub zwiększa częstość ich występowania), mutagenny (wywołuje dziedziczne uszkodzenia genetyczne lub zwiększa częstość ich występowania) lub ekotoksyczny (może stanowić bezpośrednie lub opóźnione zagrożenie dla jednego lub więcej elementów środowiska). Odpad kwalifikuje się jako niebezpieczny również, gdy w kontakcie z wodą, powietrzem lub kwasem uwalnia toksyczne gazy, lub po zakończeniu usuwania może wydzielić inną substancję, która posiada którąkolwiek z cech wymienionych powyżej [14].

Wszystkie odpady niebezpieczne powinny być selektywnie zbierane i przy zastosowaniu właściwych procesów utylizowane bądź unieszkodliwiane.

Zgodnie z obowiązującą w Polsce ustawą z dnia 01.10.2001 r. (Dz.U. Nr 112) o odpadach, problem odpadów niebezpiecznych powinien być rozwiązany przez: wykorzystanie lub unieszkodliwianie w miejscu powstania, a ostatecznie przez usuwanie, jeśli te pierwsze dwa sposoby są niemożliwe lub nieracjonalne. Odbiorcami tych odpadów mogą być firmy, które uzyskały zezwolenie od starosty na prowadzenie takiej działalności. W razie gdy odbiorca odpadów niebezpiecznych narusza przepisy ustawy lub nie przestrzega warunków określonych w zezwoleniu to może być ono cofnięte bez odszkodowania.


[14] Jurasz F., Stosowane sposoby unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych typu komunalnego, Gospodarka Odpadami, 2000, 2-4, 29

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.



Korzyści ekologiczne wykorzystania energii wiatrowej

Gdyby spełnić się miały prognozy dotyczące rozwoju energetyki wiatrowej przedstawione w  tabeli 18 znaczyłoby to, iż w przyszłości redukcji ulec może całkiem pokaźna ilość zanieczyszczeń:

Tabela 18. Prognoza zahamowania emisji związków pochodzących ze spalania paliw stałych. [8]

Redukcja

Jednostka Prognoza
2000 2005 2010 2020 2030
Energia z elektrowni wiatrowych TW.h 0,07 0,99 2,41 6,57 10,95

Dwutlenek siarki

Gg 0,361 5,499 13,388 36,496 60,827
Tlenki azotu Gg 0,271 4,180 10,18 27,74 46,231
Dwutlenek węgla Gg 45 693 1687 4599 7665
Pyły i żużle Gg 3,185 48,51 118,09 321,93 536,55

Stosowanie OŹE przyczynia się również do znacznej oszczędności kończących się już zasobów konwencjonalnych źródeł energii (eliminacji zużycia węgla, ropy i gazu w produkcji energii elektrycznej). Niezaprzeczalną zaletą energetyki wiatrowej jest fakt, iż około 90 % terenu na którym znajduje się elektrownia wiatrowa lub farma wiatrowa można wykorzystywać w takich samych celach, w jakich wykorzystywano go przed rozpoczęciem budowy (np. pod uprawę).

Niestety, energetyka wiatrowa posiada również wiele wad natury ekologicznej. Do podstawowych minusów energetyki wiatrowej zalicza się przede wszystkim hałas emitowany przez pracującą elektrownię. Poziom emitowanego hałasu zależy od typu i mocy stosowanego urządzenia i rośnie wraz ze wzrostem prędkości wiatru. Nowoczesne siłownie wiatrowe są coraz cichsze. Obecnie ciśnienie akustyczne obserwowane w odległości 40 m od turbiny wiatrowej wynosi zaledwie 50 – 60 dB (rys. 20), co jest porównywalne z głośnością zwykłej rozmowy.

Rys. 20. Poziom hałasu emitowanego przez elektrownię wiatrową . [2]

magisterskie

Jak widać elektrownia nie wytwarza dźwięku o dużym natężeniu. Każdego dnia otaczają nas dźwięki o wiele większym natężeniu:

– falujące liście : 10 dBA
– cichy szept : 20 dBA
– dom ( wewnątrz ) : 50 dBA
– biuro : 60 dBA
– samochód (wewnątrz ) : 70 dBA
– przemysł ( średnio ) : 100 dBA
– młot pneumatyczny : 120 dBA [2].

Problemem jest bardziej monotonność dźwięku wydawanego przez elektrownię wiatrową i jego długoczasowe oddziaływanie na psychikę człowieka. Strefą ochronną powinien być objęty obszar ok. 500 m od masztu elektrownii, jednak wszystko zależy od ukształtowania terenu w pobliżu elektrowni. Stojące w pobliżu zabudowania, czy gęsto zalesiony teren – będą częściowo maskować hałas emitowany przez elektrownie.

Dosyć często poruszanym zagadnieniem jest wpływ budowy EWi na krajobraz. Ze względów komercyjnych siłownie wiatrowe ( lub farmy wiatrowe) umieszcza się w miejscach odsłoniętych, zapewniających dobre warunki wiatrowe. Ponieważ są to wysokie konstrukcje (80–100 m), są one widoczne z daleka i co za tym idzie  –  wpływają na krajobraz.

Równie niekorzystnym zjawiskiem związanym z lokalizacją EWi jest bardzo duże zapotrzebowanie na teren dla farm wiatrowych. Dodatkowo, tak duże zagęszczenie siłowni wiatrowych na stosunkowo niewielkim obszarze może powodować zakłócenia w odbiorze telewizji oraz fal radiowych.

Często pomijanym zagadnieniem przy omawianiu wad energetyki wiatrowej jest efekt odbijania promieni słonecznych od łopat i okresowego przesłaniania słońca przez łopaty. Powoduje to zmęczenie osób narażonych na ten efekt i jest szczególnie uciążliwe w bezpośrednim sąsiedztwie siłowni wiatrowej. Jednak łatwo temu przeciwdziałać poprzez odpowiednią lokalizację i „zasłonięcie” wirnika drzewami posadzonymi wokół elektrowni (pochłaniają także znaczne natężenie dźwięku ).

Skrajni ekolodzy uważają również, że siłownie wiatrowe stanowią dosyć poważne zagrożenie dla dzikiego ptactwa, jednak z badań holenderskich [3] wynika, że dla ptaków o wiele bardziej niebezpieczne są linie wysokiego napięcia.

Ekologiczne korzyści wykorzystania energii wiatrowej

Energia wiatrowa stanowi jeden z kluczowych elementów współczesnej transformacji energetycznej i jest powszechnie uznawana za jedno z najbardziej obiecujących rozwiązań w kontekście redukcji negatywnego wpływu człowieka na środowisko naturalne. W odróżnieniu od konwencjonalnych źródeł energii, takich jak paliwa kopalne, elektrownie wiatrowe nie emitują gazów cieplarnianych podczas procesu produkcji energii, co znacząco zmniejsza ślad węglowy sektora elektroenergetycznego. W kontekście globalnego wzrostu zapotrzebowania na energię oraz potrzeby ograniczenia skutków zmian klimatu energia wiatrowa staje się zatem nie tylko alternatywą technologiczną, lecz przede wszystkim koniecznością ekologiczną. Przykładem krajów skutecznie wdrażających ten model energetyczny może być Dania, gdzie turbiny wiatrowe pokrywają znaczną część krajowego zapotrzebowania na energię elektryczną, wskazując na jej praktyczną wydajność i zgodność z zasadami zrównoważonego rozwoju.

Kluczowym aspektem ekologiczności energii wiatrowej jest jej odnawialność. Wiatr jako zasób naturalny jest wytwarzany przez naturalne procesy atmosferyczne, napędzane energią słoneczną, co oznacza, że jego dostępność nie jest ograniczona w skali globalnej ani czasowej. Energia wiatrowa nie jest zależna od surowców kopalnych, których wydobycie i spalanie generują ogromne ilości zanieczyszczeń, degradują środowisko i przyczyniają się do wyczerpywania nieodnawialnych zasobów Ziemi. Dzięki temu możliwe jest wytwarzanie energii w sposób przyjazny dla środowiska, minimalizujący ingerencję w procesy naturalne. Ponadto produkcja energii z wiatru nie wymaga transportu surowców, co eliminuje emisje związane z transportem paliw kopalnych, a także redukuje ryzyko katastrof ekologicznych, takich jak wycieki ropy czy wypadki tankowców.

Istotnym czynnikiem wpływającym na znaczenie ekologiczne energii wiatrowej jest redukcja emisji dwutlenku węgla oraz innych szkodliwych substancji. Produkcja energii elektrycznej w oparciu o turbiny wiatrowe pozwala ograniczyć emisję CO₂, tlenków siarki oraz azotu, które przyczyniają się do powstawania smogu, kwaśnych deszczy i chorób układu oddechowego. W wielu analizach porównawczych zwraca się uwagę na fakt, że nawet biorąc pod uwagę cały cykl życia turbiny wiatrowej, w tym produkcję komponentów, transport i budowę, ślad węglowy tej technologii jest wielokrotnie niższy niż paliw kopalnych. Można przytoczyć przykład długoterminowych inwestycji w farmy wiatrowe w Hiszpanii, gdzie według badań naukowych emisje CO₂ redukowane są nawet o kilkadziesiąt milionów ton rocznie w wyniku zastąpienia elektrowni konwencjonalnych instalacjami wiatrowymi. Z perspektywy zdrowia publicznego ma to kluczowe znaczenie, ponieważ poprawa jakości powietrza bezpośrednio wpływa na zmniejszenie zapadalności na choroby przewlekłe i obniżenie kosztów opieki zdrowotnej.

Kolejną ważną kwestią jest ograniczenie degradacji środowiska wynikającej z pozyskiwania surowców energetycznych. Ekstrakcja węgla, ropy naftowej czy gazu ziemnego wiąże się z koniecznością przekształcania krajobrazu, prowadzenia odkrywkowych kopalń, wycinania lasów i zanieczyszczania wód gruntowych. Natomiast elektrownie wiatrowe wymagają stosunkowo niewielkich powierzchni w stosunku do ilości produkowanej energii, a teren wokół turbin może być wykorzystywany rolniczo lub rekreacyjnie. Ciekawym przykładem może być współzastosowanie terenów rolnych w Niemczech, gdzie turbiny wiatrowe współistnieją z uprawami rolnymi, nie ograniczając ich funkcji produkcyjnej. W odróżnieniu od energetyki wodnej, która może wpływać na lokalne ekosystemy wodne, energia wiatru nie deformuje systemów rzecznych i nie zaburza migracji ryb. Co istotne, technologie produkcji i serwisowania turbin wiatrowych rozwijają się dynamicznie, przyczyniając się również do powstawania nowych, bardziej ekologicznych materiałów i technologii recyklingowych, co sprawia, że wpływ na środowisko jest coraz bardziej ograniczony.

Wreszcie energia wiatrowa zwiększa bezpieczeństwo ekologiczne poprzez zmniejszenie ryzyka katastrof związanych z przemysłem paliw kopalnych. W przeciwieństwie do elektrowni jądrowych, turbiny wiatrowe nie stwarzają zagrożenia skażenia radioaktywnego, a ich awarie nie prowadzą do katastroficznych skutków środowiskowych. Chociaż energia wiatrowa nie jest pozbawiona wpływu na otoczenie — na przykład w kontekście kolizji ptaków z turbinami czy hałasu — nowoczesne rozwiązania technologiczne oraz planowanie przestrzenne pozwalają skutecznie minimalizować te zagrożenia. Badania wykazują, że w wielu przypadkach liczba ptaków ginących w wyniku kolizji z turbinami jest znacznie mniejsza niż w wyniku zderzeń z budynkami czy samochodami, co wskazuje na relatywnie niewielką skalę tego zjawiska. Rozwój technologii radarowych oraz systemów detekcji i odstraszania ptaków dodatkowo zmniejsza ten wpływ, a lokalizacja farm wiatrowych z dala od kluczowych tras migracyjnych stanowi kolejny element odpowiedzialnego zarządzania środowiskiem.

Zrównoważony rozwój, społeczności lokalne i przyszłe perspektywy

Jednym z najbardziej istotnych aspektów ekologicznych jest synergiczny związek energii wiatrowej z koncepcją zrównoważonego rozwoju, obejmującego zarówno ochronę środowiska, jak i rozwój społeczno-gospodarczy. Rozwój farm wiatrowych wpływa korzystnie na lokalne społeczności, tworząc miejsca pracy, zwiększając dochody gmin oraz wspierając rozwój usług i infrastruktury. W wielu regionach Europy, w tym w północnej Polsce, gminy przyjmujące inwestycje wiatrowe odnotowały wzrost dochodów z podatków lokalnych, co umożliwiło inwestycje w szkoły, drogi i projekty społeczne. Energia wiatrowa staje się zatem narzędziem integrującym cele ekologiczne i ekonomiczne, pozwalając jednocześnie na wzrost jakości życia mieszkańców, co jest kluczowe dla długoterminowej akceptacji społecznej transformacji energetycznej.

Z punktu widzenia ekologicznego model rozproszonych źródeł energii, którego integralną częścią są turbiny wiatrowe, zwiększa odporność systemu energetycznego na skutki zmian klimatu, takie jak ekstremalne zjawiska pogodowe. Elektrownie wiatrowe, rozlokowane w różnych geograficznie miejscach, redukują ryzyko awarii dużych systemów i umożliwiają produkcję energii nawet w czasie zaburzeń klimatycznych. Co więcej, połączenie energii wiatrowej z innymi źródłami odnawialnymi, takimi jak energia słoneczna, pozwala na stworzenie synergii produkcyjnej — w czasie gdy wiatr słabnie, intensywnie świeci słońce, i odwrotnie, co zwiększa stabilność dostaw energii. Takie rozwiązanie stosowane jest między innymi w Holandii, gdzie farmy wiatrowe i fotowoltaiczne są integrowane w ramach wspólnych projektów energetycznych.

Energia wiatrowa przyczynia się również do wzrostu innowacyjności i rozwoju technologii przyjaznych środowisku. Postęp w dziedzinie aerodynamiki, nowych materiałów oraz rozwiązań cyfrowych, takich jak systemy monitorowania produkcji energii i prognozowania wiatru, prowadzi do zwiększenia efektywności turbin oraz zmniejszenia kosztów eksploatacyjnych. W praktyce oznacza to, że energia wiatrowa staje się coraz bardziej dostępna ekonomicznie, co sprzyja jej popularyzacji oraz zwiększeniu udziału w miksie energetycznym. Można oczekiwać, że wraz z rozwojem technologii magazynowania energii, w tym baterii trakcyjnych i systemów wodorowych, energia wiatrowa będzie odgrywać coraz większą rolę w stabilizacji systemów elektroenergetycznych, umożliwiając pełne odejście od paliw kopalnych.

Nie bez znaczenia pozostaje również aspekt edukacyjny i kulturowy. Coraz większa obecność farm wiatrowych w krajobrazie wpływa na świadomość społeczeństw w zakresie konieczności transformacji energetycznej oraz roli odnawialnych źródeł energii w ochronie środowiska. Przykładem mogą być programy edukacyjne w szkołach oraz inicjatywy popularyzujące naukę o klimacie, w ramach których energia wiatrowa prezentowana jest jako kluczowy element ekologicznej przyszłości. Tego typu działania wzmacniają zaangażowanie społeczne i przyczyniają się do budowania postaw proekologicznych, które są niezbędne do skutecznego przeciwdziałania zmianom klimatu.

Podsumowując, energia wiatrowa jest jednym z najważniejszych narzędzi w walce ze zmianami klimatu i degradacją środowiska. Jej rozwój przyczynia się do ograniczenia emisji szkodliwych gazów, ochrony zasobów naturalnych, poprawy jakości powietrza i zdrowia publicznego oraz wzmacniania zrównoważonego rozwoju społeczności lokalnych. Dzięki dynamicznemu rozwojowi technologicznemu oraz rosnącej akceptacji społecznej energia wiatrowa ma potencjał stać się fundamentem przyszłego, ekologicznie odpowiedzialnego systemu energetycznego. Przykłady państw skutecznie inwestujących w farmy wiatrowe dowodzą, że jest to rozwiązanie realne, efektywne i możliwe do wdrożenia na szeroką skalę, co pozwala patrzeć z optymizmem na przyszłość globalnej polityki energetycznej opartej na wartościach ochrony środowiska i klimatu.

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.



Krajowy bilans energetyczny

ciąg dalszy pracy magisterskiej o energetyce wiatrowej

Na obecnym etapie rozwoju polskiej gospodarki, jej wzrost jest ściśle uzależniony od możliwości zabezpieczenia dostaw energii elektrycznej, na którą zapotrzebowanie będzie wzrastało, odpowiednio do tempa realizowanych przemian. Zapotrzebowanie na energię pierwotną jest w dużym stopniu determinowane prognozowanym zużyciem energii finalnej. Po uwzględnieniu strat w procesach przetwarzania energii, zużycia własnego w sektorze energii oraz strat przesyłu i dystrybucji, prognozę krajowego zapotrzebowania na energię pierwotną do roku 2020 przedstawia tabela 7.

Tabela 7. Prognoza zapotrzebowania na nośniki energii pierwotnej. [13]

Scenariusz

Wyszczególnienie

Jednostka

1997

2005

2010

2015

2020

PRZETRWANIA

Węgiel kamienny*

mln Mg

92.9

87.9

86.0

83.5

Węgiel brunatny

mln Mg

66.8

67.2

66.1

65.6

Ropa naftowa*

mln Mg

20.4

20.2

20.8

21.1

Gaz ziemny

mld m3

16.4

19.7

22.9

26.0

Energia jądrowa

Mtoe

0.0

0.0

0.0

0.0

Energia odnawialna**

Mtoe

5.3

5.5

5.7

5.9

Zużycie krajowe

Mtoe

106.2

108.6

110.7

112.2

ODNIESIENIA

Węgiel kamienny*

mln Mg

104.5

91.3

84.3

83.9

81.9

Węgiel brunatny

mln Mg

65.4

66.8

67.4

66.2

65.6

Ropa naftowa*

mln Mg

18.6

20.2

20.4

21.4

22.3

Gaz ziemny

mld m3

12.0

17.9

22.0

25.0

29.3

Energia jądrowa

Mtoe

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Energia odnawialna**

Mtoe

5.5

5.5

6.0

6.5

7.1

Zużycie krajowe

Mtoe

107.3

106.4

109.1

112.4

116.2

POSTĘPU

Węgiel kamienny*

mln Mg

87.9

83.3

81.4

74.1

Węgiel brunatny

mln Mg

66.7

67.7

66.2

65.3

Ropa naftowa*

mln Mg

20.8

21.7

23.8

26.7

Gaz ziemny

mld m3

20.2

26.0

30.4

32.4

Energia jądrowa

Mtoe

0.0

0.0

3.4

11.9

Energia odnawialna**

Mtoe

5.4

5.9

6.4

7.2

Zużycie krajowe

Mtoe

106,9

113,0

121.2

130.4

* wraz z saldem importowo-eksportowym nośników pochodnych .

**energia wodna, wiatrowa, słoneczna, geotermalna, biomasa (z uwzględnieniem niekomercyjnej), olej rzepakowy, etanol, energia z odpadów.

Przyjęto, że w 2020 roku  struktura źródeł ulegnie dość istotnym zmianom wskutek znaczącego rozwoju źródeł rozproszonych (małej mocy), produkujących w skojarzeniu ciepło i energię elektryczną, głównie na bazie gazu ziemnego. Rozwój ten jest znaczący w scenariuszach ODNIESIENIA i POSTĘPU. W scenariuszu POSTĘPU przy wyższym poziomie zapotrzebowania na energię elektryczną pojawia się w rozwiązaniu energetyka jądrowa. Jej udział może sięgnąć nawet do ok. 20% bilansu paliw dla elektroenergetyki w sytuacji, w której założy się brak większego importu energii do Polski.

We wszystkich wariantach rozwoju gospodarczego przewidziano zmniejszenie wydobycia i zużycia węgla kamiennego. Jak wynika z tabeli 8 zapotrzebowanie na węgiel kamienny przez energetykę zawodową według najbardziej prawdopodobnego scenariusza ODNIESIENIA wyniesie od 50 do 53 mln rocznie. Globalne krajowe zapotrzebowanie na węgiel kamienny ma stałą tendencję malejącą i w 2020 roku w przypadku średniego wzrostu gospodarczego ma wynieść ok. 82 mln ton. Pozostali odbiorcy węgla (gospodarstwa domowe, zakłady koksochemiczne oraz lokalne ciepłownie) w 2020 roku zużywać będą według scenariusza ODNIESIENIA 23,1 mln ton węgla kamiennego na rok.

Tabela 8. Prognozowane bilanse węgla kamiennego [mln Mg]. [13]

Scenariusz

Wyszczególnienie

1997

2005

2010

2015

2020

PRZETRWANIA

Wydobycie

101.0

90.0

85.0

80.0

Import

2.0

2.0

2.0

3.5

Eksport

10.1

4.1

1.0

0.0

Zużycie krajowe, w tym:

92.9

87.9

86.0

83.5

Gospodarstwa domowe *

7.6

7.4

6.7

6.0

Elektrownie i EC zawodowe

50.7

53.7

53.7

53.6

ODNIESIENIA

Wydobycie

130.8

101.0

90.0

85.0

80.0

Import

3.3

2.0

2.0

2.0

2.0

Eksport

29.6

11.7

7.7

3.1

0.1

Zużycie krajowe, w tym:

104.5

91.3

84.3

83.9

81.9

Gospodarstwa domowe *

14.4

7.4

7.2

6.4

5.7

Elektrownie i EC zawodowe

44.3

49.6

51.2

53.0

53.1

Scenariusz

Wyszczególnienie

1997

2005

2010

2015

2020

POSTĘPU

Wydobycie

101.0

90.0

85.0

80.0

Import

2.0

2.0

2.0

2.0

Eksport

15.1

8.7

5.6

7.9

Zużycie krajowe, w tym:

87.9

83.3

81.4

74.1

Gospodarstwa domowe *

7.3

7.1

6.5

6.3

Elektrownie i EC zawodowe

46.5

48.4

47.7

40.2

Wysoki udział krajowego węgla kamiennego w bilansie paliw pierwotnych podwyższa wprawdzie samowystarczalność energetyczną kraju, jednocześnie jednak wymaga stosowania bardzo drogich technologii i instalacji do oczyszczania gazów odlotowych u użytkowników. Zadanie doprowadzenia do rentownego wydobycia węgla kamiennego przesuwa się w prognozie poza rok 2002.

Wydobycie ropy naftowej będzie wzrastać, dzięki odkryciu złóż na Bałtyku, ale  będzie ono zdolne pokryć zaledwie ok. 2% krajowego zużycia rocznego. Praktycznie całe zapotrzebowanie pokrywane jest importem. Nadal prowadzi się poszukiwania tego surowca w kraju. Istniejące złoża na Bałtyku wyczerpią się ok. 2035 roku. Pewne szansę na wzrost wydobycia dają złoża ropy odkryte na Niżu Polskim w rejonie Zielonej Góry.

Wzrost zużycia gazu ziemnego spowodowany jest jego wyższą sprawnością konwersji, mniejszą jednostkową emisyjnością dwutlenku węgla i tlenków azotu, a także praktycznym brakiem emisji dwutlenku siarki i pyłów.

Prognozowane w „Założeniach polityki energetycznej Polski do 2020 roku”  zapotrzebowanie na energię elektryczną wykazuje bardzo dynamiczny wzrost, który obrazuje tabela 9. Dane w tabeli wskazują, że można oczekiwać wzrostu produkcji energii elektrycznej od ok. 41% w scenariuszu PRZETRWANIA, poprzez 63% w scenariuszu ODNIESIENIA i aż ok. 96% w scenariuszu POSTĘPU.

Tabela 9. Prognoza zapotrzebowania na energię elektryczną [TWh]. [13]

Scenariusz

1997

2005

2010

2015

2020

PRZETRWANIA

161.8

175.9

187.7

201.0

ODNIESIENIA

140.5

167.6

186.9

204.4

233.2

POSTĘPU

168.5

197.5

234.7

280.0

Wzrastające zapotrzebowanie na energię elektryczną zabezpieczone zostanie przede wszystkim z produkcji opartej na węglu brunatnym i kamiennym w elektrowniach zawodowych, elektrociepłowniach zawodowych oraz w elektrociepłowniach przemysłowych.

Przewidywany jest znaczący wzrost produkcji energii elektrycznej w małych rozproszonych źródłach zużywających jako paliwa głównie gaz ziemny. Ich udział w produkcji energii elektrycznej ma wynieść w 2020 roku ok. 16-18 % i one mają w znacznej części pokryć wzrastające zapotrzebowanie na energię elektryczną. Zapotrzebowanie na węgiel brunatny do produkcji energii elektrycznej kształtować się będzie na poziomie wynikającym z możliwości wydobywczych istniejących kopalń i nowej odkrywki Szczerców, i będzie się powoli zmniejszało z 68,3 mln ton w 2010 roku do około 60,0 mln ton rocznie w 2020 roku. Tabela 10 przedstawia przewidywaną strukturę produkcji energii elektrycznej według rodzajów źródeł.

Tabela 10 . Struktura produkcji energii elektrycznej wg rodzajów źródeł. [4]

Scenariusz

Wyszczególnienie

%

1997

Elektrownie zawodowe

81,0

EC zawodowe

13,4

EC przemysłowe

5,8

Źródła rozproszone

0,0

2020

PRZETRWANIA

Elektrownie zawodowe

63,7

EC zawodowe

22,0

EC przemysłowe

5,0

Źródła rozproszone

9,7

2020

ODNIESIENIA

Elektrownie zawodowe

58,6

EC zawodowe

20,6

EC przemysłowe

4,3

Źródła rozproszone

16,5

2020

POSTĘPU

Elektrownie zawodowe

65,2

EC zawodowe

14,0

EC przemysłowe

4,7

Źródła rozproszone

16,1

Z tabeli 10 wynika, że w roku 1997 produkcja była oparta praktycznie wyłącznie na elektrowniach zawodowych dużej mocy.


[4] www.awea.org

[13] Ministerstwo Gospodarki: Założenia polityki energetycznej Polski do 2020 roku z dnia 22 lutego 2000 r.

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.



Opis procesu technologicznego usuwania rtęci

Kontenery z lampami zawierającymi rtęć są rozładowywane z samochodów i bez składowania pośredniego, podawane bezpośrednio na stelaż urządzenia. Jego operator, po uprzednim otwarciu hermetycznego zaworu na śluzie rurowej, wrzuca przezeń pojedyncze lampy bezpośrednio po ich wyjęciu z kontenera.

Lampa po prostym przewodzie rurowym przedostaje się do urządzenia demerkalizującego. Hermetyczny zawór, bezpośrednio po przejściu przezeń lampy, ulega automatycznemu zamknięciu. Lampa ulega rozdrobnieniu i stłuczki szklane o wymiarach 10-4 mm po pochyłej rynnie przemieszczają się ku otworowi wyjściowemu. W trakcie ruchu stłuczki ulegają wtórnemu rozdrabnianiu do wymiarów 2-1 mm i wpadają do zbiornika dla stłuczki. Z górnej części urządzenia kruszącego do oddzielonego zbiornika są kierowa-ne aluminiowe oprawki. Jednocześnie, dzięki podciśnieniu wytwarzanemu przez pompę, oddzielony luminofor z adsorbowaną rtęcią przedostaje się wraz ze strumieniem powietrza do filtra mechanicznego dokładnego oczyszczania. Oczyszczone powietrze, po jego doczyszczeniu przez adsorbent węglowy, wydostaje się do atmosfery. Luminofor, okresowo przy wzroście oporu filtrów mechanicznych jest zrzucany z filtrów podczas oddmuchu sprężonym powietrzem do odbiorczego pojemnika hermetycznego, w którym jest poddawany hydrochemicznej neutralizacji – procesowi oddzielania rtęci:

Niebezpieczne i szkodliwe czynniki produkcji

  1. Możliwość kontaktu z parami rtęci zawartymi w lampach.
  2. Obecność ruchomych części w pompie próżniowej.
  3. Obecność hałasu, który towarzyszy pracy pompy próżniowej.
  4. Występowanie połączeń kołnierzowych w przewodzie powietrznym, który zawiera pary rtęci.

Schemat ideowy procesu neutralizacji lamp luminescencyjnych z zawartością rtęci, przedstawiono na rys. 3.

  1. Pompa próżniowa
  2. Adsorber z węglem aktywowanym
  3. Manowakuometr
  4. Filtr dokładnego oczyszczania
  5. Zbiornik powietrza
  6. Manometr
  7. Element filtrujący
  8. Zawór pyłowy
  9. Kurek przyłączeniowy
  10. Transport próżniowy
  11. Zbiornik dla stłuczki szklanej
  12. Kurek wypustowy
  13. Silnik elektryczny z nasadą drobiącą
  14. Drobiarka (kruszarka)
  15. Sprężyny
  16. Wibrator
  17. Zbiornik pośredni do stłuczki szklanej
  18. Zbiornik do oprawek aluminiowych

Schemat filtra pyłowego:

1. Filtr dokładnego oczyszczania

2. Element filtrujący

3. Adsorber z węglem aktywowanym

4. Zbiornik powietrza

5. Manometr

6. Zawór pyłowy

prace

Rys. 2. Schemat ideowy procesu przetwarzania i usuwania rtęci z lamp luminescencyjnych w urządzeniu „ELEKTROM”

Opis procesu technologicznego usuwania rtęci

Usuwanie rtęci ze strumieni gazowych, ścieków i odpadów stałych stanowi jedno z kluczowych wyzwań współczesnych technologii ochrony środowiska, zwłaszcza w kontekście funkcjonowania dużych instalacji przemysłowych, takich jak elektrownie węglowe, spalarnie odpadów, hutnictwo metali oraz zakłady chemiczne. Rtęć jest jednym z najbardziej toksycznych pierwiastków występujących w środowisku, wykazuje zdolność do bioakumulacji i biomagnifikacji, a jej związki organiczne – takie jak metylortęć – stanowią poważne zagrożenie biologiczne dla organizmów żywych. Dlatego też procesy redukcji jej emisji podlegają ścisłej kontroli legislacyjnej, a rozwój technologii jej usuwania jest przedmiotem intensywnych badań naukowych oraz inwestycji sektorowych w wielu krajach. Współczesne procesy usuwania rtęci obejmują szeroki zakres metod fizycznych, chemicznych i biologicznych, a ich dobór zależy od rodzaju medium, stężenia zanieczyszczeń oraz specyfiki instalacji przemysłowej.

W przypadku gazów odlotowych, typowych dla przemysłu energetycznego spalającego paliwa kopalne, największą efektywność uzyskuje się dzięki kombinacji kilku mechanizmów wychwytu. Podstawowym etapem jest transformacja rtęci w postać łatwiej absorbującą się na sorbentach, gdzie rtęć elementarna (Hg⁰) utleniana jest do postaci dwuwartościowej (Hg²⁺). Proces ten może zachodzić poprzez zastosowanie odpowiednich reagentów chemicznych, takich jak halogenki (chlor, brom) oraz katalizatorów wykorzystywanych w instalacjach odsiarczania spalin. Po procesie utlenienia rtęć jest absorbowana w mokrych instalacjach odsiarczania spalin (FGD), bądź adsorbowana w układach suchych przy zastosowaniu sorbentów aktywnych, najczęściej węgla aktywowanego impregnowanego halogenami lub siarką. Zasadniczy proces ma charakter chemiczno-fizyczny i polega na przechwyceniu związków rtęciowych na powierzchni aktywnych cząsteczek, skąd następnie usuwane są one w postaci odpadu stałego poddawanego dalszemu unieszkodliwieniu.

Innym istotnym sposobem redukcji emisji rtęci jest wykorzystanie filtrów tkaninowych oraz elektrofiltrów, które choć pierwotnie projektowane do redukcji pyłów, pełnią również funkcję pomocniczą w absorpcji związków rtęci. Produktem końcowym tych systemów jest popiół lotny, w którym zakumulowane są związki rtęciowe. Z punktu widzenia bezpieczeństwa środowiskowego wymaga on dalszego stabilizowania, najczęściej poprzez procesy chemicznej immobilizacji. Powszechne jest tu zastosowanie cementowania lub mineralizacji, co zapobiega wtórnemu uwalnianiu rtęci do środowiska, zwłaszcza podczas składowania odpadów. W przypadku ścieków przemysłowych zawierających rtęć stosuje się procesy koagulacji, strącania chemicznego oraz wymiany jonowej. Często wykorzystuje się sole siarczkowe, które przekształcają rtęć w trudno rozpuszczalny siarczek rtęci (HgS), stabilny w warunkach środowiskowych. Następnie osad podlega filtracji i unieszkodliwianiu, co stanowi analogiczny etap do zagospodarowania odpadów stałych pochodzenia gazowego.

W ostatnich latach coraz większą rolę odgrywają metody biologiczne, w tym wykorzystanie mikroorganizmów zdolnych do biotransformacji i bioakumulacji rtęci. Choć są one w fazie intensywnych badań i rozwoju technologicznego, mają istotny potencjał aplikacyjny, zwłaszcza w oczyszczaniu wód i gleb zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Wykorzystuje się w tym celu bakterie zdolne do metylacji i demetylacji rtęci, a także rośliny hiperakumulatorowe prowadzące fitoekstrakcję. Jednakże technologie te stosowane są głównie w skali pilotażowej ze względu na ograniczenia środowiskowe oraz konieczność pełnej kontroli bioaktywnego procesu w celu zapobieżenia wtórnemu uwalnianiu toksycznych form związku.

Szczególne znaczenie w procesach ograniczania emisji rtęci przypisuje się także zintegrowanym systemom monitorowania i kontroli. Współczesne instalacje przemysłowe wyposażane są w czujniki kontrolujące poziom rtęci w czasie rzeczywistym, co pozwala na bieżące reagowanie na zmiany parametrów spalania, jakości paliwa oraz efektywności sorbentów. Monitorowanie jest istotne również z punktu widzenia zgodności z przepisami międzynarodowymi, takimi jak Konwencja z Minamaty, których celem jest sukcesywne ograniczenie emisji i produkcji rtęci w skali globalnej. Z perspektywy przyszłych kierunków rozwoju technologicznego, przewiduje się dalszą optymalizację sorbentów o zwiększonej powierzchni aktywnej oraz większej selektywności wychwytu, rozwój instalacji katalitycznych przystosowanych do jednoczesnego usuwania wielu zanieczyszczeń oraz zwiększenie roli metod biologicznych w rekultywacji środowisk zdegradowanych.

Proces technologiczny usuwania rtęci jest wieloetapowy i interdyscyplinarny, obejmując zaawansowane procesy chemiczne, fizyczne oraz biologiczne. Efektywność systemu zależy od właściwego doboru metod, ich integracji oraz kontroli procesowej. Znaczenie tych działań nieustannie rośnie w obliczu globalnych regulacji środowiskowych i rosnącej świadomości wpływu rtęci na zdrowie człowieka i ekosystemy. Ciągły rozwój technologiczny w tym obszarze stanowi fundament zrównoważonego funkcjonowania sektora energetycznego i przemysłu chemicznego w XXI wieku, a wdrażanie nowoczesnych technologii usuwania rtęci staje się jednym z kluczowych elementów strategii ochrony środowiska w skali światowej.

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.



Zagrożenia dla środowiska

1. Zagrożenia dla środowiska występują praktycznie we wszystkich fazach gospodarki odpadami, począwszy od ich powstawania i gromadzenia, poprzez transport, ponowne wykorzystanie i unieszkodliwianie, na ostatecznym składowaniu odpadów kończąc.

2. Odpady przemysłowe stanowią ponad 90% całkowitej ilości odpadów powstających w Polsce. Głównymi źródłami odpadów przemysłowych są górnictwo węgla, wydobycie surowców mineralnych oraz przemysł energetycznych i hutnictwo. Od 1992 r. ilość powstających odpadów przemysłowych rejestrowana w systemie sprawozdawczości statystycznej utrzymuje się na względnie stałym poziomie i wynosi ok. 120 – 125 mln ton rocznie.

3. Odpady niebezpiecznie są to szczególnego rodzaju odpady przemysłowe powstające w trakcie zwalczania skutków nadzwyczajnych zagrożeń środowiska, które zawierają w swoim składzie substancje mogące powodować poważne zagrożenie środowiska. Według danych statystycznych odpady niebezpieczne stanowią obecnie ok. 3,5% masy odpadów przemysłowych ogółem. W latach 1991-1995 zarejestrowano spadek ilości odpadów niebezpiecznych od prawie 8 mln ton do ponad 3 mln ton. Z ogólnej masy wytworzonych odpadów przemysłowych w 1996 r. unieszkodliwiono jedynie 0,3 mln ton (0,2%), wskaźnik ten utrzymuje się na podobnym poziomie od kilku lat. Natomiast w grupie odpadów niebezpiecznych unieszkodliwia się nieco ponad 0,2 mln ton, co stanowi ok. 4,1% tych odpadów wytworzonych w 1996 roku (124,5 mln ton).

4. Najbardziej niebezpieczne odpady ze względu na zawartość rtęci stanowią zużyte lampy wyładowcze, urządzenia elektryczne, termometry, katalizatory rtęciowe, chemiczne źródła prądu (baterie) oraz chemiczne środki ochrony roślin (pestycydy).

5. Utylizacja odpadów zawierających rtęć polega na odzyskaniu z nich maksymalnej ilości rtęci, co w rezultacie zapobiega jej przenikaniu do środowiska. Metody utylizacji odpadów zawierających rtęć i jej związki są oparte na właściwościach fizycznych i chemicznych rtęci. Stosuje się dwie grupy technologii utylizacji odpadów zawierających rtęć i jej związki – tzw. technologie suche i technologie mokre. Większość technologii suchych polega na oddestylowaniu rtęci w próżni, w podwyższonej temperaturze, a następnie odzyskiwaniu rtęci z gazów odlotowych. Technologie mokre oparte są na reakcji chemicznej prowadzącej do związania rtęci znajdującej się w odpadach w siarczek rtęci (HgS) przez dodanie związków chemicznych, np.: siarczek sodu, tiosiarczanu potasu.

6. Unieszkodliwianie odpadów niebezpiecznych w Polsce z wyłączeniem składowania prowadzone jest obecnie na stosunkowo małą skalę i odbywa się przede wszystkim w instalacjach przemysłowych pracujących na potrzeby zakładów – właścicieli tych instalacji. Wolny rynek usług w tym zakresie dopiero powstaje. W Polsce funkcjonuje już szereg koncesjonowanych, wyspecjalizowanych firm, które odbierają oraz utylizują odpady. Firmy utylizujące najczęściej posługują się urządzeniami szwedzkimi M.R.T. Systemu AB typu Photon 4000S. Kompletna, niezbędna instalacja składa się z trzech podstawowych urządzeń. Podstawowe urządzenie Photon 4000S (modułowe) dostarczone jest w postaci kontenera.

7. Składowanie odpadów jest jednym ze sposobów unieszkodliwiania odpadów. Niestety nadal, pozostaje najbardziej rozpowszechnioną metodą. Deponowane na składowiskach odpady ulegają niekontrolowanym procesom fizycznym, chemicznym i biologicznym, które mogą być źródłem uciążliwości dla otoczenia oraz przyczyną pogarszania jakości środowiska. Stopień zabezpieczenia składowisk odpadów niebezpiecznych pod względem ograniczania wpływu na środowisko jest w większości przypadków niewystarczający. Niewiele obiektów posiada zabezpieczenia techniczne (między innymi uszczelnienie czaszy składowiska) ograniczające ujemny wpływ nagromadzonych odpadów na środowisko. Poważny problem stanowią również przeterminowane środki ochrony roślin składowane w mogilnikach, zawierające związki rtęci. Na terenie kraju znajduje się ponad 320 mogilników.

8. W badaniach doświadczalnych wykorzystano sorbenty węglowe granulowane zawierające rtęć pochodzące z dwóch instalacji usuwania zużytych lamp rtęciowych z wykorzystaniem urządzenia „ELEKTROM”. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, że w badanych sorbentach węglowych rtęć występuje w postaci trudno rozpuszczalnej co oznacza, że odpady te można bezpiecznie poddać zestaleniu np.: na drodze cementacji, a następnie zdeponować na składowisku odpadów niebezpiecznych. Ponieważ jednak zawartość rtęci w tych układach jest stosunkowo wysoka należałoby rozważyć możliwość odzysku metalu.

9. Wyniki badań wskazują, że prostym i skutecznym sposobem praktycznie całkowitego usunięcia rtęci z tych odpadów jest wielokrotna ekstrakcja wodą królewską na zimno. W dalszym etapie utylizacji metal można z roztworu ekstrakcyjnego wydzielić ilościowo (na drodze strącania), a materiał węglowy zawierający śladowe ilości rtęci poddać stabilizacji i zestaleniu.

Szkody dla środowiska

Prace pomiarowe i inwentaryzacyjne przeprowadzone na terenie Zakładów i w ich otoczeniu w latach 1988-1994 przez różne laboratoria oraz zespoły badawcze pozwalają obecnie na ocenę aktualnego stanu zanieczyszczenia rtęcią poszczególnych komponentów środowiska oraz obiektów budowlanych narażonych na emisje związane z działalnością RZLW, a także na ocenę skutków zdrowotnych [31]:

  • wody gruntowe nie wykazują przekroczeń dopuszczalnego stężenia dla wody do picia, podobnie jak wody powierzchniowe rzeki Czarna,
  • osady denne rzeki Czarna wykazują podwyższone zawartości rtęci poniżej wylotu kolektora „Polamu”,
  • gleby charakteryzują się wysoką zawartością rtęci tam, gdzie są zmieszane z luminoforem, wzdłuż dróg utwardzonych stłuczką oraz wokół „dzikich” składowisk,
  • powietrze atmosferyczne z chwilą zaprzestania działalności Zakładów nie stwierdza się przekroczeń dopuszczalnych stężeń rtęci,
  • poza terenem RZLW zinwentaryzowano około 30 miejsc nie kontrolowanego składania stłuczki, wymagają one sanitacji w pierwszej kolejności,
  • tynki budynków mieszkalnych nie wykazują podwyższonych zawartości rtęci,
  •  tynki hal produkcyjnych wymagają sanitacji przed wprowadzeniem tam nowej działalności gospodarczej,
  • skutki zdrowotne działalności RZLW – stwierdzono 15 przypadków przewlekłego markurializmu w tym 10 wśród pracowników Zakładów. W lipcu 1993 roku rozpoznanych było 30 przypadków chorób zawodowych spowodowanych ekspozycją na rtęć [31].

[31] Sucha M., Zanieczyszczenie środowiska naturalnego rtęcią, Aura, 1995, 9, 15

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.