Тепловые электростанции, потребляя около 40% добываемого в мире топлива, оказывают существенное влияние на окружающую среду. Это воздействие ТЭС определяется как тепловыми потерями в атмосферу и водную среду, так и выбросом ряда вредных загрязнений. В газообразных выбросах электростанций безопасными составляющими для человека являются водяные пары, углекислый газ, кислород и азот. Остальные ингредиенты в той или иной мере являются вредными. Тепловые электростанции и районные котельные загрязняют атмосферу за счет выброса окислов азота (N0x=N0+N02), окислов серы (SO2 + SO3), твердых золовых частиц и пятиокиси ванадия V205. Кроме того, при неполном сгорании топлива в дымовых газах могут находиться окись углерода СО, углеводороды типа СН4, С2Н4, бенз(а)пирен C2oHi2, сажа. Время существования газообразных вредных веществ в окружающей среде составляет от нескольких часов до нескольких суток. Многие из них постепенно разрушаются или преобразуются в безвредные под действием солнечной радиации и наличия кислорода в воздухе. Аэрозольные твердые частицы (сажа, пятиокись ванадия, бенз(а)пирен), оседая на поверхности земли, могут накапливаться и участвуют в приземной циркуляции атмосферы. По степени воздействия на организм человека вредные вещества разделяются на несколько классов. К чрезвычайно опасным веществам относятся пятиокись ванадия и бенз(а)пирен. Первое соединение образуется в небольших количествах при сжигании мазута. Бенз(а)пирен может появиться в дымовых газах при сжигании любого топлива с недостатком кислорода. В отличие от газа SO2, выбросы которого из котлов относятся к неуправляемому процессу и зависят только от содержания серы в топливе, концентрация окислов азота в дымовых газах в решающей степени определяется организацией топочного процесса. Окислы азота образуются главным образом за счет азота и кислорода воздуха в высокотемпературной области горения (при температурах более 1600°С) и в результате окисления собственного азота топлива (эта реакция протекает при температурах ниже 1600°С). Таким образом, главными факторами уменьшения образования N0* в топках являются снижение температурного уровня в зоне горения («низкотемпературное» горение) и уменьшение избытка воздуха. При этом следует помнить, что оба эти фактора в условиях неналаженной работы топки и горелок могут привести к образованию других не менее вредных веществ [например, сажи и бенз(а)пирена].
Пока не созданы эффективные промышленные установки для глубокого удаления вредных примесей из топлива (облагораживания топлива) или улавливания вредных веществ из дымовых газов, одним из способов снижения концентрации токсичных веществ в приземной зоне является применение высоких дымовых труб (высотой до 320 м), развеивающих дымовые газы на большие расстояния. При этом с увеличением высоты дымовой трубы концентрация вредных примесей у поверхности земли снижается обратно пропорционально квадрату отношения высот труб. Повышение высоты дымовых труб не является радикальным средством защиты окружающей среды от промышленных выбросов. Эта мера обеспечивает только местное снижение концентраций вредных веществ в приземном слое атмосферы.
