Задание 23, страница 311 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 65. Атомная энергетика. Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер - страница 311.

Задание 23. Подготовьте коллективный доклад-дискуссию на тему «Экологические последствия использования тепловых, атомных и гидроэлектростанций». При подготовке докладов допустимо взять за основу соответствующий материал, имеющийся в учебнике, дополнив его материалами, самостоятельно найденными содокладчиками.

Решение

Современная цивилизация немыслима без электроэнергии, однако ее производство сопряжено со значительным воздействием на окружающую среду. В данном докладе рассматриваются экологические последствия работы трех основных типов электростанций: тепловых, атомных и гидроэлектростанций. Целью является анализ и сравнение их влияния на природу для формирования основы для дискуссии о будущем энергетики.

Экологические последствия использования тепловых электростанций (ТЭС)

Тепловые электростанции производят энергию за счет сжигания органического топлива, такого как уголь, мазут или природный газ. Это самый распространенный тип электростанций в мире.

• Загрязнение атмосферы: При сжигании топлива в атмосферу выбрасывается большое количество вредных веществ. Среди них — углекислый газ ($CO_2$), являющийся основной причиной парникового эффекта и глобального изменения климата. Также в атмосферу поступают оксиды серы ($SO_x$) и азота ($NO_x$), которые, соединяясь с водяным паром, выпадают в виде кислотных дождей. Кислотные дожди наносят ущерб лесам, водоемам, почве и даже разрушают здания и памятники.
• Твердые отходы: Работа ТЭС, особенно угольных, приводит к образованию огромного количества золы и шлаков. Для их хранения требуются большие площади (золоотвалы), которые загрязняют почву и грунтовые воды тяжелыми металлами и токсичными элементами.
• Тепловое загрязнение: Для охлаждения турбин ТЭС используют большие объемы воды из близлежащих рек или озер. Нагретая вода, сбрасываемая обратно в водоем, повышает его температуру, что приводит к снижению содержания кислорода в воде, гибели рыбы и нарушению баланса водной экосистемы.

Ответ: Тепловые электростанции являются ключевым источником загрязнения атмосферы, основной причиной кислотных дождей и глобального потепления, а также создают проблемы, связанные с утилизацией отходов и тепловым загрязнением водоемов.

Экологические последствия использования атомных электростанций (АЭС)

Атомные электростанции используют энергию, выделяющуюся при управляемой цепной реакции деления ядер тяжелых элементов, чаще всего урана-235. Процесс высвобождает колоссальное количество тепла, которое используется для производства электроэнергии.

• Проблема радиоактивных отходов: Главный экологический недостаток АЭС — образование отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Эти отходы остаются чрезвычайно радиоактивными на протяжении тысяч лет и требуют надежной и долговременной изоляции от биосферы. На сегодняшний день не существует окончательного и общепринятого решения проблемы захоронения ОЯТ.
• Риск аварий: Несмотря на высочайшие стандарты безопасности, существует теоретическая вероятность тяжелых аварий с выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду. Катастрофы на Чернобыльской АЭС (1986) и АЭС Фукусима-1 (2011) продемонстрировали, какими разрушительными и долгосрочными могут быть последствия таких инцидентов для здоровья людей и экологии целых регионов.
• Тепловое загрязнение: Как и ТЭС, атомные станции требуют большого количества воды для охлаждения и оказывают аналогичное тепловое воздействие на водные экосистемы.

С другой стороны, при штатной работе АЭС практически не производят выбросов парниковых газов, что делает их важным инструментом в борьбе с изменением климата.

Ответ: Атомные электростанции являются экологически чистыми с точки зрения выбросов в атмосферу, но создают серьезнейшие проблемы, связанные с обращением с радиоактивными отходами и риском катастрофических аварий.

Экологические последствия использования гидроэлектростанций (ГЭС)

Гидроэлектростанции преобразуют потенциальную энергию воды в электрическую. Для этого реки перекрывают плотинами, создавая водохранилища.

• Изменение ландшафта и экосистем: Строительство ГЭС приводит к затоплению огромных территорий, включая сельскохозяйственные угодья, леса и населенные пункты. Это полностью и необратимо уничтожает наземные экосистемы в зоне водохранилища.
• Влияние на гидрологический режим рек: Плотина кардинально меняет жизнь реки. Она замедляет течение, изменяет температурный и ледовый режим, задерживает речные наносы (ил), что приводит к эрозии русла ниже по течению и деградации дельт.
• Ущерб для биоразнообразия: Плотины становятся непреодолимым препятствием для мигрирующих видов рыб (например, осетровых, лососевых), что приводит к резкому сокращению их популяций. Изменение экосистемы реки влияет на всех ее обитателей.
• Выбросы парниковых газов: Затопленная растительность на дне водохранилища начинает разлагаться без доступа кислорода, что приводит к выделению метана ($CH_4$) — парникового газа, который в десятки раз активнее $CO_2$.

Несмотря на это, ГЭС являются источником возобновляемой энергии, не загрязняют воздух продуктами сгорания и имеют низкую стоимость произведенной электроэнергии.

Ответ: Гидроэлектростанции, будучи источником чистой возобновляемой энергии, наносят масштабный и часто необратимый ущерб речным экосистемам, приводят к затоплению больших территорий и нарушают естественный гидрологический режим рек.

Материал для дискуссии:

Очевидно, что идеального способа производства энергии не существует. Каждый из рассмотренных видов генерации имеет свои достоинства и серьезные экологические недостатки. Дискуссия может быть построена вокруг следующих вопросов:

1. Какой вид вреда для окружающей среды является "меньшим злом": глобальное изменение климата (ТЭС), риск радиационной катастрофы (АЭС) или необратимое разрушение речных экосистем (ГЭС)?
2. Какова роль энергосбережения и повышения эффективности использования энергии в снижении общей нагрузки на природу?
3. Каковы перспективы и экологические риски альтернативных источников энергии (солнечной, ветровой) в сравнении с традиционными?
4. Какой должна быть сбалансированная энергетическая стратегия для устойчивого развития в будущем, учитывающая экологические, экономические и социальные факторы?