علاقة البيئة بالكهرباء
الأثر البيئي لتوليد الكهرباء هو التأثير الناجم عن توليد الطاقة الكهربائية. تساهم محطات توليد الكهرباء في إحداث ضرر شديد للبيئة وذلك بسبب حرق مواد الخام مثل الفحم الحجري، والوقود، والنفط. … بعض هذه الغازات الناتجة عن احتراق المواد الخام التي تسبب ارتفاعًا بدرجة حرارة الأرض مما يساهم بشكل مباشر بزيادة الاحتباس الحراري.
أهمية الكهرباء في البيئة
الأثر البيئي لتوليد الكهرباء هو التأثير الناجم عن توليد الطاقة الكهربائية. تساهم محطات توليد الكهرباء في إحداث ضرر شديد للبيئة وذلك بسبب حرق مواد الخام مثل الفحم الحجري، والوقود، والنفط. تستخرج هذه المواد من باطن الأرض بشكل عام، وهذا يحصل عندما تحترق المواد فينتج غاز يحتوي على مواد سامة مثل ثاني أكسيد الكربون.
بعض هذه الغازات الناتجة عن احتراق المواد الخام التي تسبب ارتفاعًا بدرجة حرارة الأرض مما يساهم بشكل مباشر بزيادة الاحتباس الحراري. يسبب هذا الاحتراق أيضًا تلوثًّا كبيرًا للهواء الذي يستنشقه البشر والكائنات الأخرى مما يعرض صحتهم للخطر، كما ان هذا الهواء الموجود في الجو لسنا وحدنا من نستنشقه فهنالك النباتات والحيوانات فهي جميعها تتضرر بشكل مباشر.
يتم حرق الوقود واستغلال الكهرباء بشكل كبير جدا في الدول المتطورة نسبة للدول النامية، ولكن كون الضرر البيئي لا يؤذينا فقط بل يؤذي الجميع فان على المجتمع التعاون معا والمحافظة على بيئة نظيفة.
الأثر البيئي لمحطات الكهرباء
يرتكز التخطيط الكهربائي على التنبؤ بالأحمال المستقبلية وكل ما يضمن أداء المنظومة بدرجة مرضية ، إلا أنه لم يؤخذ بعين الاعتبار في التخطيط الكهربائي التلوث البيئي الناجم عن وجود المنظومة الكهربائية ، بالرغم من البحث الدقيق الذي تم بخصوص أثار التلوث البيئي – الناتج عن الاتربة والاملاح العالقة بالجو على المنظومة الكهربائية . فنجد في هذا الخصوص أن الدراسات انطلقت بدءاً من أثر التلوث البيئي على خطوط النقل عموماً ، ودخلت في التفصيلات بدءاً من أثر التلوث على أداء العوازل إلى أثر التلوث على الموصلات وكذلك الأبراج ، ولذلك كان هناك اهتمام واضح في هذا الخصوص .
وبناءً عليه تم إنشاء محطات لاختبار شدة التلوث ومعرفة ما قد يسببه من أثر سلبي على إداء خطوط النقل والعوازل والأبراج . وأن كان هناك من دراسة لتأثير المنظومة الكهربائية على البيئة فتكاد تنحصر فيما تحدثه محطات التوليد من تلويث للجو بسبب ما تنفسه من دخان ورماد متطاير .أضف إلى ذلك ما تسببه أبراج التبريد بمحطات التوليد من ارتفاع في درجة حرارة مياه البحر ، وما ينعكس سلباً على البيئة البحرية . في مقالتي هذه نحن بصدد الكشف عن بعض الجوانب التي تمثل الصورة غير المرضي عنها في مجال الهندسة الكهربائية ودائماً تأتي وجهت نظر الباحث على أنه من المهم جداً طرح مسألة الأثر السلبي البيئي باستخدام الكهرباء ومناقشتها واقتراح الحلول الناجحة والمناسبة لها . كم ان مراجعة المقاييس والمعاير لكل ما يرتبط بتوليد الكهرباء ونقلها وتوزيعها سيكون من الخطوات المهمة في طريق التخفيف من الأثر السلبي للكهرباء ، ومن هنا نستطيع أن نضمن إلى حد ما تخطيطاً كهربائياً ينطلق من أرضية صلبة وبأقل الأضرار البيئية .
هناك العديد من المواضيع البيئية التي من الممكن أن تكون جديرة بالدراسة كنتيجة وانعكاس لوجود محطات توليد ومحطات التحويل الكهربائية :
1 – الأثار الصحية على الأنسان .
2 – الانعكاسات الاقتصادية والاجتماعية .
3 – منظر الأرض .
4 – الانعكاسات على البيئة النباتية والحيوانية .
5 – المياه والتربة والهواء .
6 – الطقس .
7 – الأثار القديمة .
8 – التقاليد الثقافية .
الضجيج والاهتزاز :
من مصادر الضجيج بمحطات التحويل ، القواطع والفواصل وأجهزة التنبيه ، وتكون في العادة بفترة قصيرة ، ولا تشكل مصدراً للانزعاج واللوم ؛ أما بالنسبة إلى المولدات الكهربائية ، فأينما وجدت فهي مصدر ازعاج ، وخاصتاً بمحطات التوليد ؛ بل أن التعامل معها عن قرب سواء بالتوربينات أو المولدات سيعكس على الجسم اهتزازات ، اذ تعدت حدوداً معينة كان لها أثر سلبي مباشر على صحة الأنسان . وقد قدر مستوى حدة الضجيج الصادر عن حركة بعض الآليات والمواقع الكهربائية وعلى بعد ثلاثة أقدام كالآتي :
– حجرة مولد ديزل 125 ( ديسبل ) .
– محطة تحويل كهربائية 120 ( ديسبل ) .
– محطة توليد كهربائية بخارية 95 ( ديسبل ) .
– آلات دوارة 87-84 (ديسبل ) .
باختلاف مستوى الضجيج تتغير المدة المسموح بها للتعرض لهذا الوسط ؛ فعدد الساعات المسموح بها في وسط ضجيجي في اليوم يقل بزيادة مستوى الضجيج ببيئة العمل ، وحسب ما حددته المقاييس والمعاير العالمية بالساعات المسموح بها تحت ظروف ضجيج مختلفة .
التشويش اللاسلكي :
يحدث التشويش اللاسلكي نتيجة التفريغ الجزئي Partial Discharges P.D أو الهالة Corona . كذلك يكون نتيجة التفريغ الكامل بين التجوال التيار الذي يسير في التفريغ العالة يحتوي على مركبات ذرات القدرة ، وقد يحدث هذا التداخل بواسطة الحث المغناطيسي Electromagnetic induction أو الحث الكهروستاتيكي Electrostatic . نظراً لوجود المحادثة المتبادلة inductance mutual بين مواصلات خط القدرة وخطوط الهاتف ، فينتج عن ذلك سريا تيارات تتداخل مع التيارات الاصلية السارية في خطوط الهاتف ، قد يصل إلى درجة يصبح معها استعمال أجهزة الهاتف خطراً ، التشويش اللاسلكي ومحطات التحويل الكهربائية يتضمن أيضاً التالي :
1 – عمليات الفصل والوصل بقواطع التوتر المتوسط والعالي .
2 – شرارة بالأجزاء المعطوبة مثل ، عطب بمغير اللفائف Tap changer بالمحولات
التلوث بالمجالات الكهرومغناطيسية :
المجالات الكهرومغناطيسية EMF مرتبطة بمعدات نقل الجهد العالي ، ومحطات التحويل الكهربائية ، وكذلك خطوط الجهد العالي ، فتنتج هذه الموجات من ترددات منخفضة جداً وترددات غير مؤينة . فمصادر المجالات الكهربائية والمغناطيسية بمحطات التحويل الكهربائية ممكن أن تعدد على النحو التالي :
1 – خطوط الجهد العالي .
2- حاسبات آلية .
3 – شواحن البطاريات .
4 – شبكة التأريض .
5 – المحولات .
6 – قطبان التوصيل .
7 – قواطع .
8 – مصائد الخطوط .
9 – المكثفات .
تجنباً للمخاطر الناتجة عن الموجات الكهرومغناطيسية علينا أن نغير أحياناً في مسارات خطوط النقل المارة بالمناطق الأمنة بالسكان ، بالطبع التغير في مسار خط نقل ما سيزيد من تكلفة بناءه إلا أن نلك سيضمن تجنب أثار سلبية قد تؤثر على صحة الأنسان .
حالات الإصابة بالسرطان المتوقع حدوثها خلال مدة افتراضية عند مرور خط نقل بمنطقة أهلة بالسكان .
لقد قامت العديد من الهيئات العلمية الأمريكية مثل :
EPRI : Electric power Research
IITRI : Illinois institute of Technology Research institute .
EPA : Environmental protection agency
بأعداد مقاييس بخصوص قيم شدة المجالات الكهرومغناطيسية الناتجة عن الأجهزة الكهربائية المنزلية وغيرها.
وكنتيجة لمستويات شدة المجالات الكهرومغناطيسية الناتجة عن الانظمة الكهربائية او عن استخدام الطاقة الكهربائية لتشغيل الاجهزة الكهربائية تم اقتراح مواصفات عالمية للحدود الزمنية المسموح بها حتى لا يسبب التعرض لها مشاكل صحية
اخذ التلوث صورا واشكالا مختلفة ووصل الى حد تلويث منابع التغذية عند المستهلك فدلا من ان تصل جهود الكهرباء بتردداتها المطلوبة و بالشكل الجيبي الذي هي عليه صارت تصل مشوهة بتوافقيات متعددة ترجع مشكلة تلو النظام الكهربائي الى التشويه الزائد للتيار او الجهد للقدرة التي يقدمها نظام توزيع القدرة للمستهلك فينتج عن هذا التشويه زيادة في تسخين معدات نظام التوزيع والاهتزازات الميكانيكية في المحركات والمولدات الكهربائية و تلف العزل والمكثفات الناتج عن التناغم الكهربائي اضف الى ذلك زيادة الضجيج في موجات الراديوي والترددي في انظمة الاتصالات المستخدمة في خطوط القوى الكهربائية وان كان المقياس الامريكي الحد من مشكلة التلوث بالتوافقيات مسؤولية المستهلك وشركة الكهرباء معا فنحن نرى بان لا يمكن ان يكون ذلك على اطلاقه فالمستهلكون لأحمال كبيرة جدا يجدر بهم ان يشتركوا في المسؤولية فمصنع الحديد الصلب كجهة مستهلكة ومنتجة للكهرباء لابد ان يكون لها مسؤولية في التخلص او الحد من التوافقيات التي تتولد من محولات افران الكهرباء اثناء صهر المعدن .
التلوث بغاز سادس كلوريد الكبريت sf6 :
التقديرات المسجلة حتى سنة 1996 للمنتج العالمي لغاز sf6 تفيد بان القدرة الانتاجية تصل الى حوالي 8000 طن متري ونتيجة لثقله بالنسبة للهواء فيجب على العاملين بمحطات التحويل ان يكونوا على المام تام بهذه الخاصية ليأخذوا حذرهم عند تواجدهم بخنادق المواصلات الارضية والانفاق والسلالم حيث تسنح فرصة تجمع الغاز وطرده للهواء مما يسبب الاختناق
التلوث بالزيوت :
من السهل جدا حدوث تلوث بيئي بالزيوت نتيجة انشرخ في احد جدران صفيحة محولات القدرة فنجد انسكاب الزيت من المحولات كمكلة بيئية وعادة ما يحدث المحولات الكبيرة تحتوي على كمية هائلة تصل الى حوالي 50000 لتر من الزيت العازل .
الخلاصة والتوصيات :
نستخلص من دراستنا ان هنالك العديد من الامور البيئية التي نحتاج الى الوقوف عندها ونحن نخطط لمستقبل الكهرباء فلا يكفي ان نقتصر في تخطيطنا على تلبية متطلبات المستهلك للطاقة الكهربائية بل يجب ان يكون الحرص على ان يكون التخفيض من الضرر البيئي من اولويات بنود جدول اعمالنا في التخطيط الكهربائي بالرغم من ان الكثير من المواصفات السابقة قد تمت اعادة النظر فيها بحكم الوعي بالمشاكل البيئية الا ان مع ذلك تبقى مشكلة التلوث الناجمة عن الانظمة الكهربائية مسؤوليتنا وهذه المسؤولية بعاتقنا لضمان تنفيذ هذه الضوابط والحرص على ان يتم تنفيذ المشاريع المخطط لها في اطارها .
أخطار الكهرباء على البيئة
تُعدّ الكهرباء أحد أشكال الطاقة النظيفة وآمنة الاستخدام نسبياً، وعلى الرغم من ذلك فإنّ لها تأثيرات سلبيّة عديدة على البيئة في عمليات نقلها وتوليدها، ومن هذه الآثار السلبية ما هو واضح للعيان كالضباب الدخاني، هناك آثار أخرى لا يُمكن ملاحظتها بالعين المجردة، لكنها تضرّ بالبشر، والحيوانات، والنباتات المختلفة، ويبدأ ظهور هذه الآثار السلبية قبل بناء محطّات توليد الطاقة الكهربائية وتمتد لوقت طويل، وقد لا تزول آثارها حتّى ولو توقّف عمل هذه المحطات. يؤدي توليد الطاقة الكهربائية في محطات التوليد إلى انطلاق انبعاثات عديدة ضارّة على البيئة، وتقسم إلى انبعاثات صلبة، وسائلة، وغازية، وأخرى مشعّة، لها آثار بصرية سلبية، حيث يشوّه وجود محطات التوليد وخطوط النقل المنظر العام، وقد يؤدي إلى حدوث الضوضاء، ويوجد أنواع عديدة من محطات توليد الطاقة تتفاوت في حجم آثارها وأضرارها على البيئة، فمثلاً، تطلق محطات الكهرباء التي تعمل بالوقود الأحفوري العديد من الانبعاثات الغازية السامة كأكاسيد الكبريت والنيتروجين، وأول وثاني أكسيد الكربون، والهيدروكربونات، وانبعاثات صلبة كالأغبرة والرماد التي تبقى عالقة في الهواء، أمّا محطات الطاقة التي تعمل باستخدام الطاقة النووية فإنّ جميع انبعاثاتها الصلبة والسائلة والغازية هي انبعاثات مشعّة شديدة الضرر على البيئة. تؤثّر أيضاً خطوط نقل الكهرباء والبنية التحتية المستخدمة في توزيع الكهرباء على البيئة المحيطة بها، فأبراج الكهرباء وخطوطها الممتدة تشوّه المشهد البصري، كما تؤثّر في الغطاء النباتي والحياة البريّة إذا كانت هذه الأبراج على مقربة منها، لهذا تعمد بعض المناطق الحضرية إلى مدّ خطوط الكهرباء تحت الأرض، الأمر الذي يزيد من التكلفة المادية بالتأكيد.
تأثير المولدات الكهربائية على البيئة
تم تناول جانبين من التلوث البيئي لتأثير المولدات الكهربائية على البيئة المحيطة (المولدات المنزلية) وتشمل : التلوث الهوائي والتلوث الضوضائي. ففي جانب تلوث الهواء لوحظ اختلاف تراكيز الملوثات التي تسببها مولدات البنزين والديزل حيث تزداد تراكيز الملوثات وهي Soot,Pb, SO2,NO,CO) ) الناتجة من مولدات البنزين بنسبة اكبر من تلك الناتجة من مولدات الديزل واكثر من المحدد الوطني المقترح في بعض الاحيان.حيث ان المولدات العاملة بالديزل تنتج تقريبا (%10) مما تنتجه مولدات البنزين من اول اوكسيد الكربون واعلى من المحدد الوطني((35 ppm في حالة مولدات البنزين وتكون مركبات الرصاص منعدمة في الديزل ولكن نلاحظ ازدياد مقدار الرصاص الى اكثر من المحدد الوطني المقترح(1.5µg/m3) في حالة استخدام مولدة البنزين وان تراكيز الملوث SO2 الناتج من مولدات البنزين قليل جدا مقارنة بتراكيز الملوث SO2 الناتج من مولدات الديزل واعلى من المحدد الوطني (0.1ppm) في حالة مولد الديزل. اما الملوث NO الناتج من مولدات البنزين فهو اكبر بقليل من الملوثNO الناتج من مولدات الديزل. اما مجموعة الدقائق العالقة فنلاحظ بان مقدارها في مولدة البنزين اقل مما عليه في مولدة الديزل حيث ان مشكلة محركات الديزل الرئيسية هي الرائحة والدخان.اما التلوث الضوضائي فلوحظ نقصان بمستوي ضغط الصوت بحدود (7-6 dBA) عند تضاعف المسافة مابين المصدر والمستمع وهذا يعني ان مستوى ضغط الصوت الذي يتناسب لوغارتميا وبشكل نسبي يقل بمعدل(7-6 dBA) تقريبا عند مضاعفة المسافة عن المصدر وبالمقارنة مع محددات منظمة الصحة العالمية للضوضاء البيئية (50-55dBA) (فترة تعرض 16ساعة) ولل( (EPA ( (80 dBA للمناطق السكنية في العراق تم توفير المسافات المطلوبة.
إن استخدام المولدات الكهربائية بمختلف أنواعها حالة مفروضة على مدن العراق وأهله بسبب النقص الكبير في تجهيز التيار الكهربائي المنتج في محطات توليد الكهرباء في عموم البلاد وذلك بسبب الآثار المدمرة للحروب وما سببته من تدمير لمنظومة الكهرباء الوطنية. وان تشغيل المولدات الكهربائية يسبب نوعين من التلوث المباشر إضافة إلى أنواع أخرى غير مباشرة.
التلوث الأول .. تلوث الهواء الناجم عن استخدام نوعي الوقود المستخدم لتشغيل المولدات (البنزين والديزل) ونواتج احتراق هذا الوقود المتعددة .. مركبات الهيدروكاربونات ، اكاسيد الكبريت ، اكاسيد النيتروجين ، اكاسيد الكربون ، الدقائق المادية والعناصر الثقيلة خصوصا الرصاص وجميعها لها اضرار متنوعة على الصحة العامة وحياة الحيوان والنبات والممتلكات والبيئة ومن ابرز الاضرار على الصحة هي .. تخديش الجهاز التنفسي ، تفاقم امراض القلب ، الحساسية ، بعض امراض العيون ، التأثير على النمو الجسماني والذهني للأطفال أما التلوث الثاني فهو التلوث الضوضائي والذي يؤثر سلبا على صحة الانسان من النواحي البدنية والنفسية والعصبية ويتسبب في ضعف السمع وامراض القلب وتصلب الشرايين والاورام ونقص المناعة وسكر الدم وغيرها . اما الأضرار غير المباشرة فتشمل تلوث المياه بالزيوت والمشتقات النفطية المتسربة جراء التشغيل وتلوث التربة والغطاء النباتي من جراء تسربات الوقود والزيوت ورمي فضلات ادامة المولد (انترنيت ,2012).
1- الملوثات الرئيسية للهواء
يتميز التلوث الهوائي عن غيره من أشكال التلوث بسرعة الانتشار حيث إن تأثيره لايقتصر على منطقة المصدر وانما يمتد الى المناطق المجاورة والبعيدة،كما إن التلوث الهوائي لايمكن السيطرة عليه بعد خروجه من المصدر لذا يجب التحكم به ومعالجته قبل انتشاره,كذلك غالبا ما يصعب ملاحظة التلوث الهوائي بالعين المجردة والتعرف على مكوناته فهو متعدد المصادر ومعقد التركيب والتكوين، لذا يشكل هذا النوع من التلوث القضية البيئية الكبرى.وفيما يلي عرض لبعض الملوثات الرئيسية للهواء وأثرها على الصحة العامة(ابو عبدون ، 2009),(بارود,2006):
1-أكاسيد الكبريت (أكسيد الكبريت) (SOx) – وبخاصة ثاني أكسيد الكبريت وهو أحد المركبات الكيميائية المعروفة بالصيغة SO2. ينبعث ثاني أكسيد الكبريت SO2 من البراكين والعمليات الصناعية المختلفة، وحيث إن الفحم والبترول يحتويان على مركبات الكبريت، فإن احتراقها ينتج عنه أكاسيد الكبريت. كما أن التأكسد الزائد لمادة ثاني أكسيد الكبريت SO2 والذي عادة ما يحدث في وجود مادة محفزة مثل ثاني أكسيد النيتروجين NO2، يعمل على تكوين حمض الكبريتيك H2SO4، ومن ثم تكوين الأمطار الحمضية. ويعد ذلك أحد الأسباب الداعية للقلق بشأن تأثير استخدام هذه الأنواع من الوقود كمصادر للطاقة على البيئة.
2-أكاسيد النيتروجين-عديدة أشهرها غاز ثاني أكسيد النيتروجين (NO2) ، وغاز أول أكسيد النيتروجين (NO) ، وتتكون هذه الأكاسيد عند اتحاد الأكسجين والنيتروجين ، تحت درجات حرارة عالية ، كاحتراق البنزين ، والسولار في المركبات، وهذه الغازات تعتبر سامة، أما إذا وصلت نسبتها في الهواء إلى (0.07%) فإنها تؤدي إلى الموت خلال نصف ساعة .
ويعتبر عادم المركبات ،ومصانع حامض النيتريك ، ومحطات توليد الطاقة الكهربائية من أهم مصادر أكاسيد النيتروجين . وتساهم غازات أكسيد النيتروجين مع المركبات الهيدروكربونية في تكوين الغيوم السوداء التي نشاهدها في سماء المدن الصناعية.
3-أول أكسيد الكربون – غاز عديم اللون والرائحة ولا يسبب أي تهيج للكائن الذي يقوم باستنشاقه إلا أنه غاز سام للغاية.وينبعث أول أكسيد الكربون من خلال عملية الاحتراق غير الكامل للوقود مثل الغاز الطبيعي أو الفحم أو الخشب. لذا، تعد عوادم السيارات والمولدات أحد المصادر الرئيسية لتكون غاز أول أكسيد الكربون.
4-ثاني أكسيد الكربون (CO2) – هو أحد غازات الصوبة الزجاجية (غاز الصوبة الزجاجية) والمعروفة أيضًا بالدفيئة، وينبعث أيضًا هذا الغاز من عملية الاحتراق، إلا أنه يعد من الغازات الضرورية لـلكائنات الحية. فهو من الغازات الطبيعية الموجودة في الغلاف الجوي.
5-الجسيمات المادية – يُشار إليها باسم الدقائق المادية(Particulate Matter) (PM) أو الجسيمات المادية الناعمة. وهذه المواد عبارة عن جسيمات بالغة الصغر قد تكون صلبة أو سائلة أو عالقة في الغاز. وفي المقابل، نجد أن مصطلح الأيروسول (دقائق فوق مجهرية من سائل أو صلب معلقة في الغاز) يشير إلى الجسيمات المادية والغاز معًا. ومصادر هذه الجسيمات قد تكون ناتجة عن النشاط البشري أو طبيعية. فبعض الجسيمات المادية توجد بشكل طبيعي، حيث تنشأ من البراكين أو العواصف الترابية أو حرائق الغابات والمراعي أو الحياة النباتية أو رذاذ البحر. أما الأنشطة البشرية مثل حرق الوقود الحفري في السيارات ومحطات توليد الطاقة الكهربائية والعمليات الصناعية المختلفة، فقد تساعد أيضًا في تكوين كميات كبيرة من الرذاذ المحتوي على الجسيمات المادية. وعلى مستوى الكرة الأرضية، نجد أن كميات الأيروسول الناتج عن الأنشطة البشرية يمثل حاليًا ما يقرب من 10 في المائة من الكمية الكلية للأيروسول الموجود في غلافنا الجوي. وجدير بالذكر، أن زيادة نسبة الجسيمات المادية الناعمة العالقة في الهواء عادة ما تكون مصحوبة بمخاطر صحية مثل الإصابة بأمراض القلب وتعطيل وظائف الرئة، بالإضافة إلى سرطان الرئة.
6-الأوزون (O3)- يتواجد هذا الغاز بصورة طبيعية في المستويات المنخفضة في الجو ، وتتزايد درجة تركيزه نتيجة الملوثات المتزايدة المنطلقة من عوادم السيارات ، يتواجد في الهواء الطبيعي بنسبة 0.02 جزءاً في المليون، أما إذا بلغت درجة تركيزه 1.5-2.0 جزءاً في المليون ، فإنه سيترك آثاراً مرضية متمثلة في التهاب العيون، والحنجرة ، والرئتين ، ويلعب هذا الغاز في طبقات الجو العليا دوراً هاماً في حماية الكرة الأرضية من الأشعة فوق البنفسجية، ويتفاوت تركيزه في الطبقات السفلى تبعا ًلساعات اليوم، حيث يرتفع عند الظهر في المدن والضواحي السكنية . كما يؤثر الأوزون في النباتات ، فيسبب تبقع الأوراق ، ويظهر التأثير جلياً في نباتات البرسيم ، والقمح ، والبطاطا ، وغيرها
7-الرصاص – يعد الرصاص من أكثر المعادن السامة انتشاراً في الهواء ، وهو أخطرها على الإطلاق ، لذا فإن هذا المعدن جدير بأن يهتم به أكثر من غيره ، لما له من أضرار بالغة ، والسبب في ذلك أن المعادن لا توجد بنسب عالية إلا في بعض المناطق ، أي أن انتشارها محدودٌ ، بينما الرصاص يعتبر معدناً واسع الانتشار ، ويعتبر ملوثاً عالمياً ، وللسيارات الدور الأساسي في ذلك .
ويستخدم الرصاص ومركباته كمواد خام ، كما هو الحال في صناعة مبيدات الحشرات ، والدهانات ، وصناعة البطاريات ، إذ إن هذه المصانع (مصانع البطاريات) تقذف إلى الهواء معدلات عالية جداً ، فبينما حددت منظمة الصحة العالمية الحدود القصوى لتركيز هذا العنصر في الجو (0.05-1) ميكرو غرام/م3 كمعدل سنوي . وتؤدي زيادة تركيز الرصاص في جسم الإنسان إلى الضعف، وضعف في الاستجابة العقلية، والإجهاض للنساء الحوامل، وفقر الدم،والإخلال بالجهاز العصبي،والكليتين،ويؤثر على الدماغ، وهو يتراكم في الجسم حيث يحل محل الكالسيوم في العظام
8-المعادن (معدن)- السامة مثل الكادميوم والنحاس.
9- مركبات الكلوروفلوركربونات (CFCs) – وهي من المركبات الضارة جدًا بطبقة الأوزون وتنبعث هذه المركبات من بعض المنتجات التي منع استخدامها في الوقت الحالي.
10- الأمونيا (NH3) – وهي من المواد التي تنبعث من العمليات الزراعية. وتمثل الأمونيا مركبًا كيميائيًا يعرف بالصيغة NH3. كما تعرف هذه المادة بأن إحدى خصائصها الطبيعية تتمثل في أن لها رائحة قوية ونفاذة. وتسهم الأمونيا بشكل كبير في سد الاحتياجات الغذائية للكائنات الحية على سطح الأرض؛ وذلك من خلال مساهمتها في تكوين المواد الغذائية والأسمدة. كما أن الأمونيا تعد الأساس الذي تقوم عليه عملية تصنيع العديد من المستحضرات الطبية، وذلك إما بشكل مباشر أو غير مباشر. وعلى الرغم من الاستخدام الواسع لمادة الأمونيا، فإن هذه المادة تعد من المواد الكاوية والخطيرة.
11- الروائح (الرائحة) – وذلك مثل الروائح المنبعثة من القمامة والصرف الصحي والعمليات الصناعية المختلفة.
12-الملوثات المشعة (ملوث مشع) – والتي تنتج عن التفجيرات النووية والمواد المتفجرة المستخدمة في الحروب، بالإضافة إلى بعض العمليات الطبيعية مثل الانحلال الإشعاعي لغاز الرادون.
وقد تم مقارنة هذه الملوثات مع مواصفات نوعية الهواء للحدود الوطنية المقترحة اخذين بنظر الاعتبار العوامل الجوية من درجات الحرارة والرطوبة النسبية
التأثير السلبي للطاقة الحالية على البيئة
تلوث الماء
تلوث الهواء
ثاني أكسيد الكربون
ثاني أكسيد الكبريت
أكاسيد النيتروجين
الإضرار بطبقة الأوزون
التأثير السلبي للطاقة الحالية على البيئة
تأثير تلوث الهواء
آثار ثاني أكسيد الكربون
آثار ثاني أكسيد الكبريت
آثار أكاسيد النيتروجين
تأثيرها على النبات
تأثيرها على الحيوان
تأثيرها على الإنسان
تلوث الماء
– يساهم في تلوث الماء النفط، ومخلفات البترول و العناصر الثقيلة مثل الزئبق، والرصاص، الكادميوم.
– الرياح وحركة الأمواج بدفع أجزاء من بقعة الزيت نحو الشواطئ المقابلة لمنطقة الحادث فتلوث رمالها وتحيلها لمنطقة عديمة النفع والفائدة.
تلوث الهواء
– أكبر مصادر التلوث البيئي الصناعات التي تعتمد على الوقود الأحفوري، الفحم ـ النفط ـ الغاز الطبيعي.
– حيث ينطلق منها عند الاحتراق كميات كبيرة جداً من الغازات والجسيمات التي تعمل من خلال تراكمها.
– مثل تلوث الهواء بثاني أكسيد الكربون، تلوث الهواء بثاني أكسد الكبريت، وأكاسيد النيتروجين، وأول أكسيد الكربون، تلوث الهواء بعادم السيارات والرصاص لغلاف الجوي.
ثاني أكسيد الكربون
– يتكون عند احتراق أي مادة عضوية في الهواء، وينتج عن المنشآت الصناعية ومحطات الوقود والمحركات الداخلية في وسائل النقل والمواصلات.
وتمثل نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون الملوثة للهواء ما يقرب من 7% من كمية الغاز الموجود طبيعياً في الهواء.
ثاني أكسيد الكبريت
– يعد أخطر عناصر التلوث للهواء فوق المدن وحول محطات القوي والمنشآت الصناعية.
– تحتوى أغلب أنواع الوقود مثل زيت البترول على نسبة ما من مركبات الكبريت في تكوينها.
– عن طريق تأكسد ما بالوقود من كبريت إلى ثاني أكسيد الكبريت الذي ينطلق في الهواء مصاحباً غاز ثاني أكسيد الكربون.
أكاسيد النيتروجين
– تحتوي أغلب أنواع الوقود على نسبة صغيرة من المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين، وعندما يتم إحراق هذه الأنواع مثل الفحم ينتج بعض هذه الأكاسيد.
الإضرار بطبقة الأوزون
– ينتج عن الأكاسيد الخاصة باحتراق الوقود أو الطاقة الغير متجددة.
التأثير السلبي للطاقة الحالية على البيئة
تأثير تلوث الهواء
– هناك العديد من الصور للتلوث، ولكل صورة تأثير خاص بها مثل غاز ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون.
آثار ثاني أكسيد الكربون
– التأثير على درجة الغلاف الجوي، حيث تقوم جزيئات الكربون بامتصاص الغازات السامة.
– يؤثر ثاني أكسيد الكربون على التغيرات المناخية، حيث أن زيادة نسبته في الجو ستؤدي لامتصاص زيادة من الإشعاعات الحرارية المنعكسة من سطح الأرض والاحتفاظ بها.
– وترتفع درجات الحرارة بالجو وطبقات الغلاف وهو ما يعرف بالاحتباس الحراري.
– ويؤدي الاحتباس الحراري مستقبلا إلى ضعف في توزيع سقوط الأمطار،حيث تعاني بعض المناطق من الجفاف بينما تعاني مناطق أخري من السيول.
– و يتأثر أيضاً الإنتاج العالمي للمحاصيل الزراعية وتحدث المجاعات، أما الثروة السمكية ستتأثر لدرجة أنها تغمر الشواطئ، بل أن النظام البحري سوف يضطرب بأكمله.
آثار ثاني أكسيد الكبريت
– يسبب الأمطار الحمضية التي تتساقط أحياناً في بعض المناطق في كثير من الدول، نتيجة اتحاده مع الأكسجين في الهواء لتكوين ثالث أكسيد الكبريت.
– على هيئة رزاز دقيق يشبه الأيروسول يتواجد في الهواء، ثم يسقط بعد ذلك على سطح الأرض مع مياه الأمطار.
– ينتج عنه تلوث التربة، وتتأثر الأنهار والمحيطات، وجميع الكائنات الحية على رأسهم الإنسان.
– في حالة اختلاطه بدخان الضباب ويؤدي لوفاة المصابين بأمراض الجهاز التنفسي.
آثار أكاسيد النيتروجين
– تشترك أكاسيد النيتروجين مع غاز ثاني أكسيد الكبريت في تكوين الأمطار الحمضية.
– عند وصول تلك الأكاسيد لطبقة الأوزون الموجودة في طبقات الجو العليا، والتي تحمي الأرض من أضرار الأشعة فوق البنفسجية الآتية من الشمس، فإنها تحدث كثيراً من الضرر لهذه الطبقة وتؤدي لحدوث ثقب بطبقة الأوزون.
– طبقة الأوزون يؤدي الإضرار بها إلى التأثير على النبات والحيوان والإنسان أيضا.
تأثيرها على النبات
– نقص المحاصيل الزراعية من النباتات الحساسة لأشعة الشمس.
– توقف بعض النباتات عن عمليات بناء الأنسجة.
– يضر بالمحاصيل، حيث يقلل غلتها وإنتاجها، ويلحق الضرر بكثير منها.
تأثيرها على الحيوان
– يؤدي إلى الإضرار بالحيوان عن طريق انتشار المجاعات حيث أن معظم الحيوانات تعتمد على الغذاء النباتي، والآخرون يعتمدون على الحيوانات التي تعتمد على الغذاء النباتي فهي أقرب لسلسلة غذائية.
تأثيرها على الإنسان
– انتشار الكثير من الأمراض مثل سرطان الجلد، المياه البيضاء للعين.
– ضعف الجهاز المناعي، أمراض القلب والصدر، السرطان، والإضرار بالجهاز التنفسي.
– تلف بالحمض النووي DNA
تقييم الأثر البيئي لمحطات الكهرباء
أعلن جهاز شئون البيئة، من خلال الإدارة المركزية لتقييم الأثر البيئى، موافقته على دراسة بيئية لمشروع إنشاء محطة توليد كهرباء باستخدام الخلايا الشمسية “الفوتوفولتية” بقرية فارس مركز كوم أمبو بمحافظة أسوان، والتى قدمتها هيئة تنمية واستخدام الطاقة الجديدة والمتجددة .
ومن جانبه قال المهندس أحمد أبو السعود رئيس جهاز شئون البيئة فى تصريحات صحفية اليوم، إن الجهاز اشترط للموافقة على الدراسة، ضرورة الالتزام بجميع الأسس والاشتراطات التى نص عليها القانون رقم 4 لسنة 1994 بشأن حماية البيئة والمعدل بالقانون رقم 9 لسنة 2009 ولائحته التنفيذية المعدلة، حيث شملت الاشترطات أن يقتصر توليد الكهرباء على استخدام الخلايا الشمسية الفوتوفولتية فقط طبقا لما ورد بالدراسة وتقديم دراسة تقييم أثر بيئى لخطوط نقل الكهرباء المولدة من المحطة الشمسية وموافقة الجهاز عليها قبل البدء فى إنشائها .
وأشار أبو السعود، إلى أنه شملت الموافقة ضرورة التنسيق مع الشركة القابضة لكهرباء مصر لربط خرج المحطة الشمسية بالشبكة القومية الكهربية والالتزام بتحقيق التوافق المجتمعى وتفعيل المشاركة المجتمعية خلال فترتى الإنشاء والتشغيل والصيانة والتنظيف الدورى المستمر مرة شهريا للخلايا الشمسية ولوحات التوزيع وعلب المفاتيح مع استخدام رذاذ المياه لترشيد الاستهلاك.
وأوضح أبو السعود، أنه اشترط الجهاز أيضا فى موافقته على الدراسة مراعاة الحدود المسموح بها لملوثات الهواء أثناء مراحل الإنشاء والتشييد، وكذا مراعاة الحدود القصوى لكل من مستويات الضوضاء والتعرض للمجالات الكهرومغناطيسية بما يتوافق مع الاشتراطات الصادرة عن المفوضية الدولية، وكذا التخلص السليم والآمن من المخلفات الخطرة الناتجة عن النشاط والتخزين والتداول الآمن بيئيا للخامات والمواد الكيميائية المستخدمة مع الاحتفاظ بصحيفة بيانات الأمان المصاحبة لكل مادة مع الالتزام بخطة الرصد الدورى وإعداد السجل البيئى وجعله متاحا للتفتيش.
أضرار محطات تحويل الكهرباء
تتكون منظومة القوي الكهربية بصفة عامة من محطة توليد القدرة الكهربية، محطة محولات فرعية لرفع الجهد، شبكات نقل القدرة الكهربية، محطة محولات فرعية لخفض الجهد، وشبكات توزيع القدرة الكهربية، هذا بالإضافة إلى منظومة الوقاية التى تتكون من أجهزة الوقاية (المتممات)، قواطع التيار ومحولات الجهد والتيار المصاحبة لها
يؤثر كل مكون من منظومة القوى الكهربية تأثيرا واضحا على الإنسان وعلى البيئة، وأيضا للبيئة المحيطة تأثير على وأداء منظومة القوى الكهربية، ومن المتعارف عليه أن التخطيط الكهربي يرتكز على التنبؤ بالأحمال المستقبلية وكل ما يضمن أداء المنظومة بدرية مرضية، إلا أنه لم يؤخذ بعين الاعتبار في التخطيط الكهربائي التلوث البيئي الناجم عن وجود المنظومة الكهربائية بالرغم من البحث الدقيق الذى تم بخصوص أثر التلوث البيئي الناتج عن الأتربة والأملاح العالقة بالجو على المنظومة الكهربائية، فنجد في هذا الخصوص أن الدراسات انطلقت بدءا من أثر التلوث البيئي على خطوط النقل عموما ودخلت في التفصيلات بدءا من أثر التلوث على العوازل الى أثر التلوث على الموصلات وكذلك الأبراج.
وان كان هناك من دراسات لتأثير المنظومة الكهربائية على البيئة فتكاد تنحصر فيما تحدثه محطات التوليد من تلويث للجو بسبب ما تنفثه من دخان ورماد متطاير، أضف إلى ذلك ما تسببه أبراج التبريد بمحطات التوليد من ارتفاع في درجة حرارة مياه البحر وما ينعكس سلبا على البيئة البحرية، هذا علاوة على الآثار التى تضر بالإنسان والبيئة الناتجة من المجالات والإشعاعات الكهرومغناطيسية المنبعثة من خطوط نقل القدرة الكهربائية ذات الجهد العالي، وشبكات التوزيع فى المدن والقرى، والأجهزة الكهربائية المنزلية والتليفون المحمول.
وتقدم هذه المقالة دراسة عن بعض الجوانب التي تمثل الصورة غير المرضي عنها في مجال الهندسة الكهربائية، ودراسة للأثر السلبي البيئي لاستخدام الكهرباء ومناقشتها واقتراح الحلول الملائمة والمناسبة لها، وتتعرض الدراسة لمراجعة المقاييس والمعايير لكل ما يرتبط بتوليد ونقل وتوزيع القدرة الكهربائية، وتهدف الدراسة إلى تحقيق تخطيط كهربائي ينطلق من أرضية صلبة وبأقل الأضرار البيئية.
ما هي مخاطر الكهرباء على البيئة
أخطار الكهرباء في المنزل والوقاية منها أخطار الكهرباء في المنزل تكمن أهمية التعرّف إلى مخاطر الكهرباء في المنزل بأنَّها إحدى أفضل الطرق التي تُساهم في منع وقوع الحوادث الناجمة عن الكهرباء كالصدمة، والصعقات الكهربائية، وفيما يأتي بعض مخاطر الكهرباء الموجودة في المنزل: استخدام أسلاك توصيل قديمة وضعيفة، إذ تُعدّ الأسلاك الخَرِبة والمُعطلة السبب الرئيسي للحرائق الناجمة عن الكهرباء داخل المنازل، ومن الدلائل على وجود تلف في أسلاك التوصيل: إضاءة خافتة للمصابيح داخل المنزل، أو ظهور وميض أثناء التشغيل، أو ارتفاع درجة حرارة مقبس الكهرباء، أو وجود شرارة خارجة منه، بالإضافة إلى حدوث إنزال للقاطع الكهربائي بشكل مُستمر. توصيل الأجهزة الكهربائية بالقرب من مصدر للمياه، حيث يؤدي ذلك إلى وصول المياه إلى الأجهزة الكهربائية خاصة في حال كانت مقابس الكهرباء قريبة من المياه. زيادة الأحمال الكهربائية على المقابس والوصلات الكهربائية، فعادةً ما يتمّ تصميم وتصنيع مقابس الكهرباء للتعامل مع كمية مُعيّنة من التيار الكهربائي، وبالتالي فإنّ توصيل العديد من الأجهزة ذوات الجهد الكهربائي المرتفع في مقابس الكهرباء يؤدي إلى زيادة الأحمال الكهربائية على المقبس وحدوث الحرائق، وينطبق ذلك أيضاً على توصيل الوصلات الكهربائية، أو المحولات الكهربائية. تشغيل الأجهزة غير الآمنة، حيث إنّ استخدام الأجهزة المُعطلة أو التي تُظهِر أخطاء عند تشغيلها يؤدي إلى أخطار كثيرة، مثل: الصدمات الكهربائية، والحروق، والإصابات الأخرى، ومن الأمثلة على ذلك خروج دُخان من آلة تحميص الخبز عند تشغيلها، أو انقطاع التيار الكهربائي عن مُجفف الشعر باستمرار أثناء التشغيل. الاستخدام غير السليم لأسلاك وكابلات التمديد، كتوصيلها من تحت السجاد أو أي أسطح أخرى، إذ يؤدي ذلك إلى جعلها في مُتناول الأيدي. تشغيل المصابيح بقدرة كهربائية غير مُناسبة لها، ويتمثّل ذلك في شراء مصابيح الطاقة التي تعمل على قدرة كهربائية أعلى من الحد الأقصى للقدرة الكهربائية لحامل المصابيح. التعامل مع الأجهزة الكهربائية بأيدي مُبللة، كاستخدام مُجفف الشعر وغيرها من الأجهزة في أحواض المياه أو أثناء الاستحمام، إذ يزيد هذا الأمر من احتمالية حدوث الصدمات الكهربائية. إطفاء الحرائق الناجمة عن الكهرباء بالماء، ويُعدّ ذلك من الأخطاء الشائعة في التعامل مع حرائق الكهرباء؛ لأنّ سكب الماء فوق اللهب سيزيد من اشتعال النار، ومن المُمكن أيضاً أن يتسبب ذلك في حدوث صعقات كهربائية. عبث الأطفال الصغار بمقابس الكهرباء، حيث يميل الأطفال عادةً إلى اسكتشاف ما حولهم، مما قد يدفعهم إلى إدخال بعض الأدوات الحادة أو حتى أصابعهم في مقابس الكهرباء، الأمر الذي يسبب لهم إصابات خطيرة. وضع المصابيح الكهربائية بالقرب من المواد القابلة للاشتعال، ومن الأمثلة على ذلك الأَسِّرة، والستائر، والمواد البلاستيكة، والمفروشات، وهذا من شأنه أن يزيد احتمالية نشوب حريق كهربائي عندما يتمّ إبقاء المصابيح بالقرب منها. تغطية الأسلاك والكابلات بمواد ثقيلة، ويؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة حرارة الأسلاك، مما قد يُسبب حريقاً كهربائياً. الوقاية من أخطار الكهرباء في المنزل هناك العديد من الطرق لتجنُّب أخطار الكهرباء في المنزل، والتي من شأنها أن تساعد الأفراد على حماية أُسرِهم، وفيما يأتي مجموعة من طرق الوقاية: إجراء صيانة للأجهزة الكهربائية التي تُظهِر أعطالاً عند تشغليها، بالإضافة إلى إيقاف استخدامها لحين إجراء الصيانة المطلوبة. تثبيت قواطع دائرة خطأ الأرض (بالإنجليزية: Ground Fault Circuit Interrupters) في مقابس الكهرباء في الحمامات والمطابخ عند بناء المنازل الجديدة، حيث تقطع هذه الدوائر الكهرباء على الفور في حال وصول الماء للأجهزة الكهربائية، كما تكشف عن التيارات المتسرّبة في الدوائر الكهربائية (بالإنجليزية: Leakage Current)، وتمتاز هذه الطريقة بأنّها سهلة لمنع الإصابات كالصدمات الكهربائية، والحروق، وغيرها، بالإضافة إلى تكلفتها المتدنية. تجنُّب استخدام الوصلات الكهربائية مثل وصلة المُكعب الكهربائية ذات الثلاثة منافذ (بالإنجليزية: Cube Tap) أو أيّ أجهزة تُسخدَم لتوصيل الأجهزة الكهربائية بمقبس واحد، وفي حال الحاجة إلى استخدامها فإنّه يتوجب التعرُّف على الحد الأقصى للطاقة المطلوبة التي بإمكان الوصلة الكهربائية استعيابها والتعامل معها، إلى جانب التأكد من أنّ الطاقة التي تحتاجها الأجهزة التي تُوصَل بهذه الوصلة ضمن الطاقة القصوى لها. إجراء فحص دوري للأجهزة الكهربائية والأسلاك، حيث يُساعد الفحص على تحديد الأسلاك الكهربائية المُعطلة؛ للحماية من دوائر القصر (بالإنجليزية: Short Circuits) وحروق الكهرباء، كما يتضمن الفحص إجراء اختبار لجودة عزل الأسلاك والتآكل الميكانيكي للأسلاك من خلال قياس مُقاومتها الكهربائية. الحفاظ على الأجهزة الكهربائية في أماكن بعيدة عن المياه والأماكن الرطبة، وفي حال وصول الماء للأجهزة الكهربائية أو سقوطها في الماء، يتوجب على الفور فصل مصدر الطاقة في اللوحة الكهربائية في المنزل قبل فصل سلك الجهاز من مقبس الكهرباء، إضافة إلى ذلك يتوجب إجراء الصيانة اللازمة من قِبَل فني مُختص بعد جفافه للتأكد من أنّ هناك إمكانية لاستخدامه أم لا. التأكد عند شراء لمبات الإضاءة والمصابيح بأنّها تعمل على القدرة الكهربائية المُناسبة، فعلى سبيل المثال إذا كانت القدرة الكهربائية القصوى لحامل مصباح تساوي 100 واط، إذن يُمكن شراء مصباح قُدرته الكهربائية القصوى تساوي 60 واط مثلاً؛ لأنّ حامل المصباح سيسحب طاقة أقل من الطاقة المطلوبة لتشغيل المصباح مما يُمكِّنه من التعامل معها بأمان. تغطية مقابس الكهرباء بلوحات مُخصصة لذلك، حيث تُعدّ هذه الطريقة مناسبة جداً لمنع الأخطار الكهربائية في المنزل؛ لأنّها تمنع الأطفال من إدخال أصابعهم في المقابس الكهربائية أو أيّ مواد أخرى. تغيير لوحة مفتاح الكهرباء في حال تعرضت للكسر أو التلف؛ لأنّها تحمي أصابع الأيدي من لمس الأسلاك الكهربائية خلفها، خاصة عند حركة الأشخاص في الظلام ومحاولة تحديد مكان المفتاح الكهربائي. إيقاف تشغيل الأجهزة الكهربائية عند عدم استخدامها؛ لتنجنّب احتمالية تعرُّض الجهاز للتلف أو الانفجار في حال حدثت زيادة مفاجئة في التيار الكهربائي أو ارتفاع درجة حرارة الأسلاك.
