Современные технологии оказывают существенное отрицательное влияние на окружающую среду, способствуя загрязнению и истощению природных ресурсов. Производство электронных устройств требует значительных объемов сырья, а их утилизация зачастую приводит к образованию опасных отходов, которые загрязняют почву и водоемы.
Кроме того, увеличение использования электричества приводит к росту выбросов углекислого газа, что усугубляет проблему глобального потепления. Таким образом, необходимо находить баланс между технологическим прогрессом и заботой о природе, чтобы минимизировать ущерб, наносимый окружающей среде.
По последним исследованиям выяснилось, что оборудование, связанное с интернет-технологиями, оказывает крайне негативное воздействие на окружающую среду, загрязняя атмосферу углекислым газом в больших количествах, превышающих выбросы других отраслей промышленности.
Информация, опубликованная сегодня ISAID из Сингапура и Университетом Райса в США, свидетельствует о том, что устройства, выполняющие сложнейшие вычисления, являются наиболее вредоносными для окружающей среды. Вычислительные центры, персональные компьютеры, мобильные телефоны и игровые приставки потребляют огромные объемы электричества, которое производится на энергетических станциях с высокими выбросами углекислого газа.
Согласно исследованиям, в период с 2009 по 2020 год потребление электроэнергии в индустрии информационных и коммуникационных технологий в США может увеличиться в четыре раза. Если не произойдет существенных изменений в энергетике и мир не перейдет на более энергосберегающие технологии, то объем выбросов углекислого газа в атмосферу также заметно вырастет, как указано в отчете. Согласно текущим прогнозам, к 2020 году объем углеродных выбросов от технологических объектов в США возрастет до 195,06 мегатонн, по сравнению с 72,95 мегатонн в 2009 году.
Данные исследования компании SBI Energy показывают, что примерно 6% всей потребляемой в мире электроэнергии используется для питания сотовых телефонов, компьютеров, серверных центров и других информационных технологий. При этом уровень выбросов углекислого газа, связанный с этим потреблением, составляет 2%.
"Проблема электроэнергии станет критической для всех", — отмечает вице-президент по deep computing в IBM Дейв Турек. Компания IBM уже активно занимается снижением негативного воздействия на окружающую среду и уменьшением потребления электроэнергии. Например, суперкомпьютеры потребляют большое количество энергии — исследовательские центры могут тратить миллионы долларов на питание таких машин ежегодно. В июле был представлен список самых энергоэффективных компьютеров, и 17 из первой двадцатки принадлежали компаниям IBM.
Согласно информации Green500.org, суперкомпьютеры IBM в среднем выполняют 201 миллион вычислений в секунду на один ватт, в то время как другие суперкомпьютеры демонстрируют результат в 102 миллиона вычислений в секунду на 1 ватт.
Несмотря на усилия IBM и других компаний по сокращению потребления электроэнергии, как сообщает BusinessWeek, это может быть недостаточно для предотвращения превращения IT-индустрии в крупнейшего производителя вредных выбросов углекислого газа.
Исследование ученых ISAID, продолжавшееся полтора года, показало, что "зеленые" технологии будут ключевыми для обеспечения прибыльности IT-индустрии в ближайшие 10 лет.
Дополнительные материалы с полным текстом отчета о результатах исследования доступны на английском языке.
Перевозка нефти по морю
В 1877 году в Швеции был создан первый в мире паровой танкер, специально заказанный братьями Нобель. На сегодняшний день по морям и океанам плавает более 4 тысяч таких судов, перевозящих свыше 2 миллиардов тонн нефти ежегодно. Однако за это время произошло множество экологических катастроф, вызванных именно этими танкерами. Одним из самых крупных случаев был разлив 220 тысяч тонн нефти с американского танкера Amoco Cadiz в 1978 году, из-за которого загрязнилось 360 км побережья Франции. Экологическое равновесие в этом регионе остается нарушенным до сих пор.
В 1886 году американец Чарльз Холл и француз Поль Эру разработали метод получения алюминия путем электролиза, однако из-за высоких энергозатрат технология стала применяться только в XX веке. Экологи утверждают, что при производстве одной тонны алюминия выбрасывается до 40 кг высокотоксичного фтора, а также диоксид серы, оксиды углерода и азота, тяжелые металлы. Воздействие этих веществ на организм может привести к гнойным бронхитам, пневмониям и другим заболеваниям. Кроме того, растительность исчезает в зоне выбросов из-за действия фтора.
Проблема отрицательного влияния электрических устройств на окружающую среду
Электроника стала неотъемлемой частью нашей жизни, и с ее развитием возникли экологические проблемы. Влияние электронных устройств на окружающую среду проявляется в различных аспектах.
Аннотация статьи
электрические устройства
окружающая среда
проблемы
влияние
решения
Ключевые слова
Жданов Сергей Вячеславович
Супрун Тимофей Игоревич
Санеев Максим Игоревич
Дата публикации
Рубрика
Физика
Журнал
«Актуальные исследования» #22 (152), июнь ’23
Цитировать
Скачать
Актуальные исследования
# 22 ( 152 ), июнь ‘ 23
Проблемы переработки отходов электроники. Со временем электроника становится устаревшей и неработоспособной, что приводит к образованию больших объемов отходов. Многие компоненты электроники содержат опасные элементы, которые могут вызвать серьезные последствия, если попадут в почву или воду.
Увеличение энергопотребления и выбросов парниковых газов. С ростом числа электронных устройств увеличивается и энергопотребление, что приводит к увеличению выбросов парниковых газов, оказывающих негативное воздействие на климат и окружающую среду [6].
Проблема использования опасных материалов при производстве электроники. Многие компании применяют токсичные и опасные для окружающей среды материалы в процессе производства, что негативно сказывается на окружающей среде.
Проблема обработки отходов электроники — одна из основных экологических проблем. Они содержат опасные химические вещества, такие как свинец, кадмий, ртуть и бром. Неправильная утилизация или переработка таких отходов может причинить значительный вред окружающей среде и здоровью людей [1].
Использование электроники приводит к большому энергопотреблению, что увеличивает выбросы парниковых газов, негативно влияющих на климат и окружающую среду. Низкая энергоэффективность устройств или использование устаревших моделей также может привести к высокому потреблению электроэнергии.
Проблема употребления вредных для окружающей среды материалов в процессе производства электроники. При изготовлении электронной техники часто применяются материалы, способные нанести вред окружающей среде. Например, для производства кремниевых пластин для процессоров требуется большое количество энергии и использование токсичных реагентов [5].
В общем, все эти проблемы могут привести к ухудшению качества воздуха, воды и почвы, что в свою очередь может вызвать серьезные заболевания у людей и деградацию экологических систем.
С учетом вышеперечисленных проблем, существуют различные способы снижения воздействия электроники на окружающую среду.
Одним из вариантов является бесплатная утилизация электроники.
Бесплатная утилизация старой электронной техники — это один из путей, которым государственные и частные организации могут помочь обществу и окружающей среде. Чаще всего бесплатная утилизация организуется через специальные зоны сбора или на определенные дни и места. Например, муниципалитеты и государственные компании проводят свои программы утилизации, где можно сдать старую электронику бесплатно [2].
Когда электронные устройства перестают быть полезными и уже не могут выполнять свои функции, их следует сдавать на утилизацию. В процессе утилизации устройства разбираются, а их компоненты и материалы, которые нельзя переработать, утилизируются. Алюминий, стекло, пластик, железо, медь и другие материалы могут быть подвергнуты переработке. После утилизации компонентов они могут быть обработаны или переработаны для повторного использования в других изделиях.
Другим примером решения данной проблемы является вторичное использование устаревшей электроники. Это процесс передачи уже использованных устройств другим людям или организациям для их дальнейшего использования, вместо их простой утилизации или выбрасывания [4].
Плюсы повторного использования старой электроники включают в себя
- Сокращение расходов на новые устройства. Это особенно актуально для компаний или людей, которые не могут себе позволить новые, более современные устройства.
- Сохранение природных ресурсов. Восстановление и переработка старых устройств позволяет избежать нового производства, что уменьшает необходимость потребления дополнительных материалов, таких как металлы, пластик и т.д.
- Уменьшение количества отходов. Вторичное использование старой техники может значительно сократить объем отходов, что благоприятно скажется на окружающей среде.
Примеры повторного использования устаревшей электроники включают:
- Подарок устройств. Те устройства, которые больше не нужны вам, могут оказаться полезными для других людей, которые не могут себе позволить новые устройства. Та же самая ситуация возможно и для некоммерческих организаций, таких как школы, библиотеки, музеи, благотворительные организации и другие.
- Восстановление или ремонт устройств. Если есть возможность извлечь детали из устройства или заменить их, прежде чем выбросить его в мусор, это может сделать устройство рабочим и использовать его в будущем.
Таким образом, вторичное использование устаревшей электроники может стать отличной альтернативой утилизации, что помогает экономить деньги, время и природные ресурсы [3].
В заключение вывод таков: при правильном использовании, электроника может быть экологически безопасной. Для этого необходимо соблюдать несколько правил. Прежде всего, нужно относиться к электронной технике ответственно, не злоупотреблять ею и не выбрасывать устаревшие устройства без необходимости.
Кроме того, важно использовать экологически чистые и энергоэффективные технологии. Также следует учитывать возможность повторного использования устаревшей электроники, что поможет сократить количество отходов и сохранить природные ресурсы. В общем, правильное использование электроники не только проявление ответственности перед окружающей средой, но и способ экономии ресурсов и снижения расходов.
Текст статьи
- Антипов В.В, Давыдов Б.И., Тихончук В.С. Воздействие, ограничение и защита от электромагнитных излучений. М.: Энергоатомиздат, 2002. — 177 с.
- Госьков П.И Информационно-энергетическое воздействие токов промышленной частоты на здоровье человека / П.И. Госьков, В.Н. Беккер, Ю.А. Шамов. http://astu.secna.ru/sua/goskov.htm
- Грачев Н.Н. Средства и методы защиты от электромагнитных и ионизирующих излучений. М., Изд-во МИЭМ, 2005. — 215 с.
- Григорьев Ю.Г. Человек в электромагнитном поле (настоящее положение, ожидаемые биоэффекты и оценки опасности) // Радиационная биология. Радиоэкология. 1997. T37. No.4. С.690-702.
- Дубров А.П. Геомагнитное поле и жизнь. — Л.: Гидрометеоиздат, 1989. — 175 с.
- Электромагнитное воздействие на окружающую среду великого промышленного центра / Кленов Г.Е., Ломов О.П., Бубнов В.А., Свядощ Е.А. // Материалы конференции "Электромагнитное загрязнение окружающей среды" (Санкт-Петербург, 21-25 июня 1993 г.). Тезисы докладов. Санкт-Петербург: Ленинградский союз специалистов по безопасности деятельности человека, 1993. С.7-8.
Влияние промышленности на экологию
Основные воздействия промышленности на окружающую среду включают в себя:
- образование твердых и жидких отходов;
- выброс неочищенных промышленных газов, содержащих продукты горения, токсичные вещества, другие элементы;
- сброс стоков в водные объекты;
- изъятие природных ресурсов из окружающей среды;
- увеличение концентрации промышленных объектов на ограниченной территории;
- расширение промышленности в уязвимых природных зонах, подверженных антропогенному воздействию.
Загрязнение воздуха
Повышение уровня загрязненности воздуха — это результат развития промышленности. Масштабы экологических проблем зависят от размеров и количества заводов, а также их специализации.
| Тепловая энергетика | Оксиды углеводорода, азот, сера |
| Химическая | Органические соединения, тяжелые металлы |
| Строительная | Пыль, соединения свинца, окись азота, фтористый водород |
| Металлургия | Диоксид серы, свинец сероуглерод, ксилол |
Промышленное загрязнение атмосферы приводит к кислотным дождям — осадкам с низким уровнем pH, вызванным загрязнением воздуха оксидами.
Загрязнение воды
Одной из основных причин, приводящей к ухудшению экологической ситуации в водоемах, является регулярное сбрасывание промышленных стоков.
| Нефтепереработка | Нефтяные углеводороды, фенолы |
| Целлюлозно-бумажная | Серная кислота, сульфаты |
| Машиностроение | гидроксиды металлов, нефтепродукты, эмульсии, ионы металлов, фенолы, цианиды, др. |
| Атомная энергетика | Радиоактивные вещества, тепловое загрязнение |
Загрязнение почвы
Уровень воздействия промышленной деятельности на окружающую среду, включая почву, определяется степенью концентрации опасных компонентов. Превышение допустимого уровня представляет серьезную угрозу экологическому балансу региона.
Все виды экономической деятельности относятся к отраслям, оказывающим влияние на экологию почвы. Среди химических элементов, которые являются наиболее опасными для почвы, можно выделить:
- тяжёлые металлы;
- фтор;
- мышьяк;
- углеводороды;
- сульфаты.
Изменение климата
Воздействие промышленной деятельности человека на экологическую ситуацию в мировом масштабе имеет серьезные последствия. Одним из наиболее опасных является глобальное потепление климата, которое сопровождается:
- увеличением среднегодовых температур;
- таянием ледников на Антарктиде;
- повышением уровня океанов;
- частым возникновением засух, наводнений и ураганов.
Основной причиной глобального потепления являются выбросы парниковых газов в атмосферу, основной из которых является углекислый газ, или CO2.
Это приводит к ускоренному разрушению озонового слоя, а также к усилению парникового эффекта. Основные источники парниковых газов – это тепловая энергетика и нефтепереработка.
Влияние на живые организмы
Воздействие индустрии на окружающую среду приводит к следующим результатам:
- загрязнение окружающей среды токсичными газами и соединениями, вредными для живых организмов;
- разрушение естественной среды обитания растений и животных;
- снижение разнообразия живых организмов;
- образование кислотных дождей, наносящих вред фауне.
Истощение природных ресурсов, которые служат основным сырьем для промышленности, приводит к нарушению естественного равновесия и истощению окружающей среды. С точки зрения влияния промышленности на экологию, наиболее опасно сокращение следующих ресурсов:
- лесных массивов;
- запасов чистой пресной воды;
- морской и наземной фауны;
- плодородных почв.
Техногенные катастрофы
Первой серьезной проблемой, порожденной развитием промышленного производства, является возникновение экологических катастроф. Они возникают из-за нарушения техники безопасности и сопровождаются:
- необратимыми изменениями в природе и нанесением ущерба,
- разрушением ландшафта на огромных территориях,
- массовым вымиранием растений и животных,
- потерей людских жизней.
Вид на Чернобыльскую АЭС
Самые опасные для экологии события происходят на атомных объектах – они приводят к радиоактивному загрязнению на всей планете и массовой гибели всех живых существ. Примерами таких инцидентов являются аварии на Чернобыльской АЭС (1986 год) и в Фукусиме (2011 год).
IT и устойчивое развитие: Как технологии влияют на экологию
С каждый годом информационные технологии и технический прогресс становятся более важной частью нашей повседневной жизни. От мобильных устройств, планшетов и компьютеров до облачных технологий и интернета вещей — IT-отрасль оказывает значительное воздействие на наше общество и экономику.
Тем не менее, помимо явных преимуществ, IT-индустрия Влияет на окружающую среду и экологию. В данной статье мы обсудим, как технологии влияют на экологию и почему важно стремиться к устойчивому развитию в этой области.
В начале нашего пути мы сталкиваемся с проблемой энергопотребления. Для обработки и хранения данных требуется большая вычислительная мощность, что влечет за собой огромное энергопотребление. Центры обработки данных (ЦОД) – это огромные сооружения, которые работают круглосуточно и потребляют огромное количество электроэнергии. Это приводит к выбросу углекислого газа и негативно влияет на климат.
Однако с развитием технологий появляются новые подходы к уменьшению негативного воздействия на окружающую среду. Одним из таких подходов является виртуализация. Виртуализация позволяет объединить несколько виртуальных машин на одном физическом сервере, что позволяет существенно снизить энергопотребление и использование пространства.
Но также IT-технологии способны помочь в решении проблемы электронного мусора. Современные компании активно занимаются разработкой более устойчивых и долговечных устройств, а также поощряют пользователей к использованию программного обеспечения вместо физических устройств. Облачные технологии, такие как хранение данных в облаке и использование SaaS-сервисов, также способствуют уменьшению количества производимых устройств и, следовательно, уменьшению количества электронного мусора.
Информационные технологии также играют важную роль в устойчивом развитии. Новые технологии позволяют эффективнее использовать ресурсы и рационально управлять энергией. Мониторинг систем и системы "умного дома" помогают снизить энергопотребление и оптимизировать использование энергии, что положительно сказывается на окружающей среде.
Воздействие IT-технологий на окружающую среду двоякое:
С одной стороны, они потребляют огромные объемы энергии и оказывают влияние на выбросы парниковых газов.
С другой стороны, они предлагают решения для уменьшения электронного мусора и оптимизации использования ресурсов.
Важно поощрять устойчивое развитие в IT-секторе и стремиться к использованию технологий, которые будут полезны для нашей планеты.
Разрушение озонового слоя
Озоновый слой служит как защитной барьер, который предотвращает пагубное воздействие ультрафиолетового излучения, главным образом исходящего от солнечной энергии, на все живое на планете.
Озоновым дырам больше всего способствуют запуски космических ракет, выбросы фреонов и соединений хлора и водорода. Сжатие озонового слоя и увеличение дыр в нем приведет к прекращению охлаждения планеты и быстрому увеличению температуры.
При полном разрушении озонового слоя будет нарушена условия для существования жизни на планете в нынешнем виде, из-за изменения климата, таяния льдов и губительного воздействия ультрафиолетовых лучей.
Какие газы образуются и способствуют парниковому эффекту на планете? И какова роль человека по отношению к природе: разрушитель или хранитель?
Убыток полезных ископаемых
Полезные ископаемые — это природный ресурс, который невозможно восстановить. За последние десять лет запасы полезных ископаемых почти на 50% исчерпались из-за потребления. С каждым годом темпы потребления увеличиваются, что может привести к полному истощению запасов руд, угля и жидкого топлива, даже при сохранении текущих темпов добычи. Это приведет к социальным конфликтам и борьбе за ресурсы, а также нанесет серьезный вред окружающей среде в результате поисков новых месторождений.
Добыча ископаемых сама по себе наносит природе серьезный удар. Загрязнение почвы и воды нефтью, шлаковые отложения, выбросы при горении и разрушение озонового слоя приводят к дестабилизации экосистем, потере биологического разнообразия и ухудшению качества жизни людей.
Негативное воздействие на окружающую среду, вызванное выливанием нефти и ее продуктов
Экологические проблемы, связанные с добычей полезных ископаемых
Влияние электронных отходов на воду
Мобильные телефоны и компьютерные батареи содержат такие вредные элементы, как свинец, барий, ртуть и литий. Если эти опасные вещества не правильно утилизировать или избавиться от них на свалке, они могут проникнуть в почву и в конечном счете попасть в грунтовые воды.
Попав в грунтовые воды, тяжелые металлы могут проникнуть в ручьи, пруды, озера и реки. Эти вредные металлы делают грунтовые воды токсичными и непригодными для жизни сообществ, животных и растений, которые зависят от них.
Влияние электронных отходов на почву
Почва играет роль переносчика, через который тяжелые металлы попадают в воду, и поэтому не остается не затронутой этими опасными загрязнениями. Электронные отходы имеют серьезное отрицательное воздействие на систему «почва-культура-пища».
Путь от почвы к пище выглядит следующим образом — культуры растут в почве, а пища поступает из этих культур. Когда почва загрязнена тяжелыми металлами, просачивающимися из электронных отходов, сельскохозяйственные культуры и продукты питания, которые они производят, становятся загрязненными. Это может привести к заболеваниям и снизить возможность использования сельскохозяйственных угодий для производства чистой пищи.
Чем лучше утилизировать электронные отходы, учитывая их вредное воздействие на окружающую среду? В современной рабочей среде, где происходит постоянное обновление технологий, компании должны работать над повышением эффективности своих программ по утилизации электронных отходов.
Исследователи из Института Прогрессивных Технологий указывают на простые способы ответственного отношения предприятий к технологиям, чтобы минимизировать проблему электронного загрязнения. Вот два шага, которые помогут компаниям бороться с переработкой электронных отходов и сокращать их поступление.
1) Принимать обоснованные решения при покупке.
Самым эффективным способом избежать образования электронных отходов является предотвращение этого процесса еще на этапе покупки. Управление электронными отходами начинается с осознанных решений при покупке.
Часто компании совершают массовые приобретения электроники для использования сотрудниками. Вместо того чтобы искать самый дешевый вариант с лучшими отзывами, проведите некоторые предварительные исследования.
Поиск лучших вариантов электроники для компании может быть таким простым, как общение с местным розничным продавцом. Задавая вопросы, такие как "какие бренды имеют самые низкие показатели рентабельности?" и "какие модели нужно ремонтировать меньше всего?", покупатели могут получить ценную информацию для принятия обоснованных и устойчивых решений.
2) Ремонт или модернизация электроники.
Когда речь идет об электронике, старый не всегда означает устаревший. Здесь IT-отдел может оказать помощь, оценив экономическую целесообразность ремонта или модернизации. Таким образом можно определить, стоит ли выводить принтер из строя или он просто нуждается в иборьбых.
Кроме того, дополнительная память, жесткие диски или обновление программного обеспечения могут сделать старую электронику более современной и эффективной. Это также сократит количество электронных отходов, выбрасываемых компанией.
Greenpeace: результаты исследования отрасли высоких технологий
Изучение образцов, полученных из промышленных зон Китая, Мексики, Филиппин и Таиланда, выявило избыточное содержание токсичных веществ в каждом из трех анализируемых направлений:
- производство печатных плат;
- разработка полупроводниковых схем;
- сборка различных компонентов электроники.
Ученые отметили, что близлежащие территории содержат высокие концентрации многобромистого дифенила, а также бромированных химикатов, применяемых в качестве антивоспламенителей и эфиров фталевой кислоты. Как правило, эти вещества используются в различных процессах и материалах при производстве электроники, главным образом в качестве пластификаторов.
Производство электроники является масштабной отраслью, особенно учитывая тот факт, что многие компоненты производятся на специализированных заводах по всему миру. Кроме того, для их изготовления часто требуются интенсивные химические процессы. В результате этого процесса образуется большое количество вредных веществ, которые со временем превращаются в опасные отходы. Особенно страшно, что воздействие этих отходов на окружающую среду фактически не изучено. Поэтому до сих пор не существует надежных методов сохранения экосистемы планеты от негативных последствий, вызываемых токсичными отходами.
Greenpeace: серьезное загрязнение токсинами грунтовых и сточных вод
Также исследование указывает на то, что в определенных районах исследования происходит загрязнение подземных вод, в основном вокруг производственных предприятий полупроводников, с выделением хлористых летучих органических соединений и ядовитых металлов, таких как никель. Загрязнение подземных вод представляет серьезную проблему, поскольку местные жители могут использовать эту воду для питья.
В Cavite Export Processing Zone на Филиппинах в трех образцах воды было обнаружено превышение допустимого содержания хлористых летучих органических соединений для питьевой воды. В одном образце обнаружено содержание тетрахлорэтилена (перхлорэтилена), превышающее предельно допустимый уровень в 9 раз, установленный Всемирной Организацией Здравоохранения.
На некоторых исследуемых участках были обнаружены повышенные концентрации металлов, превышающие максимально допустимые значения для питьевой воды, установленные Агентством по охране окружающей среды США. Это касается преимущественно меди, никеля и цинка. Кроме того, использование подобных химикатов на производстве может негативно сказаться на здоровье сотрудников предприятия, поскольку они могут подвергаться вредным выбросам в процессе производства.
В Гвадалахаре, воды сточных вод содержат опасные элементы, которые не обнаружены в других местах. IBM необходимо принять меры по расследованию и предотвращению выбросов токсичных веществ в этом регионе, чтобы избежать негативных последствий для окружающей среды. Гринпис рекомендует компании принять меры в соответствии с результатами исследований.
Собранные образцы для анализа были взяты из различных регионов, где производятся изделия следующих компаний: IBM, HP (Hewlett-Packard), Intel, Sony, Sanyo, Fortune, Compeq, ElecEltek, CKL Electrnics, KCE, PCTT, On Semicon (или Semiconductor), Kemet, Flextronics, Jabil, Solectron и Sanmina. Важно отметить, что данная проблема также относится к другим производителям, которые не были упомянуты в вышеперечисленном списке. Кроме того, загрязнение окружающей среды вызывается не только крупными, но и небольшими компаниями, занимающимися производством электротехнических устройств и прочей электроники.
