Termiska föroreningar hänvisar till de fenomen där värme släpps ut i vattendrag eller till atmosfärsluften. Samtidigt stiger temperaturen mycket högre än medelnormen. Termisk förorening av naturen är förknippad med mänskliga aktiviteter och utsläpp av växthusgaser, som är huvudorsaken till den globala uppvärmningen.
Källor till termisk förorening av atmosfären
Det finns två grupper av källor:
- naturligt – dessa är skogsbränder, vulkaner, dammstormar, torra vindar, nedbrytningsprocesser av levande organismer och växtorganismer;
- antropogena är olje- och gasbearbetning, industriell verksamhet, termisk kraftteknik, kärnenergi, transport.
Varje år kommer omkring 25 miljarder ton kolmonoxid, 190 miljoner ton svaveloxid, 60 miljoner ton kväveoxid in i jordens atmosfär som ett resultat av mänskliga aktiviteter. Hälften av allt detta avfall tillkommer som ett resultat av aktiviteterna inom energiindustrin, industrin och metallurgin.
Bilavgasutsläppen har ökat de senaste åren.
Konsekvenser
I storstadsstäder med stora industriföretag upplever den atmosfäriska luften den starkaste termiska föroreningen. Den tar emot ämnen som har högre temperatur än luftskiktet på den omgivande ytan. Temperaturen på industriella utsläpp är alltid högre än det genomsnittliga ytskiktet av luft. Till exempel, under skogsbränder, från bilars avgasrör, från industriföretags rör, vid uppvärmning av hus, släpps strömmar av varm luft med olika föroreningar. Temperaturen på en sådan ström är ungefär 50-60 ºС. Detta lager höjer den genomsnittliga årstemperaturen i staden med sex till sju grader. "Öar av värme" bildas i och ovanför städer, vilket leder till en ökning av molnigheten, samtidigt som mängden nederbörd ökar och luftfuktigheten ökar. När förbränningsprodukterna läggs till fuktig luft, bildas fuktig smog (som London-smog). Ekologer säger att under de senaste 20 åren har medeltemperaturen i troposfären ökat med 0,7ºC.
Källor till termisk markförorening
Källor till termisk markförorening i stora städer och industricentra är:
- gasrör från metallurgiska företag, temperaturen når 140-150ºС;
- värme, temperatur runt 60-160ºС;
- kommunikationskranar, temperatur 40-50º C.
Konsekvenser av termisk påverkan på jordtäcket
Gasrör, värmeledningar och kommunikationsuttag ökar marktemperaturen med flera grader, vilket är negativtpåverkar marken. På vintern leder detta till snösmältning och, som ett resultat, frysning av jordens ytskikt, och på sommaren sker den motsatta processen, det översta lagret av jord värms upp och torkas. Jordtäcket är nära besläktat med vegetationen och levande mikroorganismer som lever i den. En förändring i dess sammansättning påverkar deras liv negativt.
Källor till termisk förorening av hydrologiska anläggningar
Termiska föroreningar av vattendrag och kustnära marina områden uppstår som ett resultat av utsläpp av avloppsvatten i vattendrag från kärnkrafts- och värmekraftverk, industriföretag.
Effekter av avloppsvattenutsläpp
Utsläppet av avloppsvatten leder till en ökning av vattentemperaturen i reservoarer med 6-7 ºС, området med sådana varma fläckar kan nå upp till 30-40 km2.
Varma lager av vatten bildar en sorts film på vattenmassans yta, vilket förhindrar naturligt vattenutbyte (ytvatten blandas inte med bottenvatten), mängden syre minskar och organismernas behov för den ökar, medan artantalet av alger ökar.
Den största graden av termisk vattenförorening utförs av kraftverk. Vatten används för att kyla NPP-turbiner och gaskondensat i TPP. Vatten som används av kraftverk värms upp med cirka 7-8 ºС, varefter det släpps ut i närliggande vattendrag.
Ökningen av vattentemperaturen i reservoarer har en negativ inverkan på levande organismer. För var och en av dem finns det ett temperaturoptimum som befolkningen känner sig videxcellent. I den naturliga miljön, med en långsam ökning eller minskning av temperaturen, anpassar sig levande organismer gradvis till förändringar, men om temperaturen stiger kraftigt (till exempel med en stor volym avloppsutsläpp från industriföretag), har organismerna inte tid att acklimatisera sig. De får värmechock, som ett resultat av vilket de kan dö. Detta är en av de mest negativa effekterna av termiska föroreningar på vattenlivet.
Men det kan bli andra, mer skadliga konsekvenser. Till exempel effekten av termisk vattenförorening på ämnesomsättningen. Med en ökning av temperaturen i organismer ökar ämnesomsättningen, och behovet av syre ökar. Men när vattnets temperatur stiger, minskar syreh alten i det. Dess brist leder till döden av många arter av levande vattenlevande organismer. Den nästan 100 % förstörelsen av fisk och ryggradslösa djur gör att vattentemperaturen stiger med flera grader på sommaren. När temperaturregimen ändras förändras också fiskarnas beteende, den naturliga migrationen störs och tidig lek inträffar.
En ökning av vattentemperaturen kan alltså förändra artstrukturen i vattenförekomster. Många fiskarter lämnar antingen dessa områden eller dör. Algerna som är karakteristiska för dessa platser håller på att ersättas av värmeälskande arter.
Om, tillsammans med varmt vatten, organiska och mineraliska ämnen (hushållsavlopp, mineralgödsel som sköljs från fälten) kommer in i reservoarerna, blir det en skarp reproduktion av alger, de börjar bildastät massa, som täcker varandra. Som ett resultat inträffar deras död och förfall, vilket leder till pest hos alla levande organismer i reservoaren.
Termiska föroreningar av vattendrag från termiska kraftverk är farliga. De genererar energi med hjälp av turbiner, avgaserna måste kylas då och då. Använt vatten släpps ut i reservoarer. Vid stora värmekraftverk når denna mängd 90 m3. Detta innebär att ett kontinuerligt varmt flöde kommer in i reservoaren.
Skada från förorening av akvatiska ekosystem
Alla konsekvenser av termisk förorening av vattendrag orsakar katastrofala skador på levande organismer och förändrar livsmiljön för personen själv. Skador orsakade av föroreningar:
- estetiskt (landskapens utseende är trasigt);
- ekonomisk (sanering av föroreningar, utrotning av många fiskarter);
- miljömässigt (arter av vattenvegetation och levande organismer förstörs).
Mängden varmt vatten som släpps ut från kraftverk växer ständigt, därför kommer temperaturen i vattendrag också att stiga. I många floder kommer det enligt miljövänner att öka med 3-4 °C. Denna process är redan igång. Till exempel, i vissa floder i Amerika är vattenöverhettning cirka 10-15 °С, i England - 7-10 °С, i Frankrike - 5 °С.
Värmeföroreningar
Termisk förorening (termisk fysisk förorening) är en form som uppstår som ett resultat av en ökning av omgivningstemperaturen. Dess orsaker är industriella och militära utsläpp av uppvärmd luft, stora bränder.
Termisk förorening av miljön är förknippad med arbetet i företag inom kemi-, massa- och pappersindustrin, metallurgisk industri, träbearbetningsindustri, värmekraftverk och kärnkraftverk, som kräver stora volymer vatten för att kyla utrustning.
Transport är en kraftfull förorening av miljön. Cirka 80 % av alla årliga utsläpp kommer från bilar. Många skadliga ämnen sprids över avsevärda avstånd från föroreningskällan.
När gas förbränns i värmekraftverk uppstår förutom kemiska effekter på atmosfären även termiska föroreningar. Dessutom, inom en radie av cirka 4 km från facklan, är många växter i ett nedtryckt tillstånd, och inom en radie av 100 meter håller växtligheten på att dö.
Varje år genereras cirka 80 miljoner ton olika industri- och hushållsavfall i Ryssland, som är en källa till förorening av jordtäcke, vegetation, grund- och ytvatten och atmosfärisk luft. Dessutom är de en källa till strålning och termisk förorening av naturliga föremål.
Landvatten är förorenat med en mängd olika kemiska avfall som kommer dit när mineralgödsel, bekämpningsmedel sköljs bort från jorden, med avloppsvatten och industriavlopp. Termisk och bakteriell förorening förekommer i reservoarer, många arter av växter och djur dör.
Varje utsläpp av värme till den naturliga miljön leder till en förändring av temperaturen på dess komponenter, särskilt de nedre skikten av atmosfären,jord- och hydrosfärobjekt.
Enligt miljövänner kan termiska utsläpp till miljön ännu inte påverka planetens balans, men de har en betydande inverkan på ett specifikt område. Till exempel är lufttemperaturen i stora städer vanligtvis något högre än utanför staden, floder eller sjöars termiska regim förändras när avloppsvatten från termiska kraftverk släpps ut i dem. Artsammansättningen för invånarna i dessa utrymmen förändras. Varje art har sitt eget temperaturområde där arten kan anpassa sig. Öring kan till exempel överleva i varmt vatten men kan inte fortplanta sig.
Således påverkar termiska utsläpp även biosfären, även om detta inte är i planetarisk skala, utan också märkbart för människor.
Temperaturföroreningar av jordtäcket är fyllda med det faktum att det finns ett nära samspel med djur, växtlighet och mikrobiella organismer. Med en ökning av marktemperaturen ändras vegetationstäcket till mer termofila arter, många mikroorganismer dör, oförmögna att anpassa sig till nya förhållanden.
Termisk förorening av grundvatten uppstår som ett resultat av avrinning som kommer in i akviferer. Detta påverkar vattnets kvalitet, dess kemiska sammansättning och termiska förhållanden negativt.
Termiska föroreningar av miljön försämrar livsvillkoren och mänsklig aktivitet. I städer, med förhöjda temperaturer i kombination med hög luftfuktighet, upplever människor ofta huvudvärk, allmän sjukdomskänsla, hästkapplöpningar.blodtryck. Hög luftfuktighet leder till korrosion av metaller, skador på avlopp, värmeledningar, gasledningar och så vidare.
Konsekvenser av miljöföroreningar
Du kan specificera alla konsekvenser av termisk förorening av miljön och lyfta fram de viktigaste problemen som måste åtgärdas:
1. Värmeöar bildas i större städer.
2. Smog bildas, luftfuktigheten ökar och permanent grumling bildas i megastäder.
3. Problem uppstår i floder, sjöar och kustområden i haven och oceanerna. På grund av temperaturökningen störs den ekologiska balansen, många fiskarter och vattenväxter dör.
4. Vattens kemiska och fysikaliska egenskaper förändras. Den blir oanvändbar även efter rengöring.
5. Levande organismer i vattendrag dör eller är i ett deprimerat tillstånd.
6. Grundvattentemperaturerna stiger.
7. Jordens struktur och dess sammansättning störs, växtligheten och mikroorganismerna som lever i den undertrycks eller förstörs.
Termiska föroreningar. Förebyggande och åtgärder för att förhindra det
Den huvudsakliga åtgärden för att förhindra termisk förorening av miljön är att gradvis överge användningen av bränsle, en fullständig övergång till alternativ förnybar energi: sol-, vind- och vattenkraft.
För att skydda vattenområden från termisk förorening i turbinens kylsystem är det nödvändigt att konstruera reservoarer - kylare, från vilka vatten efter kylningkan användas igen i kylsystemet.
Under de senaste decennierna har ingenjörer försökt eliminera ångturbinen i termiska kraftverk, genom att använda den magnetohydrodynamiska metoden för att omvandla termisk energi till elektrisk energi. Detta minskar avsevärt termisk förorening av det omgivande området och vattendrag.
Biologer försöker identifiera gränserna för stabiliteten i biosfären som helhet och enskilda arter av levande organismer, såväl som gränserna för de biologiska systemens jämvikt.
Miljöaktivister studerar i sin tur graden av påverkan av mänsklig ekonomisk aktivitet på naturliga processer i miljön och försöker hitta sätt att förhindra en negativ påverkan.
Skydda miljön från termisk förorening
Det är vanligt att dela upp termiska föroreningar i planetariska och lokala. På planetarisk skala är föroreningarna inte särskilt stora och uppgår till endast 0,018 % av solstrålningen som kommer in på planeten, det vill säga inom en procent. Men värmeföroreningar har en stark inverkan på naturen på lokal nivå. För att reglera detta inflytande i de flesta industriländer har gränser (gränser) för termisk förorening införts.
Som regel sätts gränsen för vattenförekomsternas regim, eftersom det är haven, sjöarna och floderna som i stor utsträckning lider av termisk förorening och får sin huvuddel.
I europeiska länder bör vattenkroppar inte värmas upp med mer än 3 °C från sin naturliga temperatur.
I USA bör vattenuppvärmningen i floder inte vara vitare än 3 °С, i sjöar - 1,6 °С, i havens och oceanernas vatten - 0,8 °С.
BI Ryssland bör vattentemperaturen i reservoarerna inte stiga med mer än 3 °C jämfört med medeltemperaturen för den varmaste månaden. I reservoarer som bebos av lax och andra köldälskande fiskarter kan temperaturen inte höjas med mer än 5 °C, på sommaren inte högre än 20 °C, på vintern - 5 °C.
Omfattningen av termiska föroreningar nära stora industricentra är ganska betydande. Så, till exempel, från ett industricentrum med en befolkning på 2 miljoner människor, från ett kärnkraftverk och ett oljeraffinaderi, sprider sig termisk förorening 120 km bort och 1 km på höjden.
Miljöpartister föreslår att man använder värmeavfall för hushållsbehov, till exempel:
- för bevattning av jordbruksmark;
- i växthusindustrin;
- för att hålla de norra vattnen i ett isfritt tillstånd;
- för destillation av tunga produkter från oljeindustrin och eldningsolja;
- för uppfödning av värmeälskande fiskarter;
- för byggandet av konstgjorda dammar som värms upp på vintern för vilda sjöfåglar.
På planetarisk skala påverkar termisk förorening av den naturliga miljön indirekt den globala uppvärmningen. Växthusgasutsläpp från industrier ökar inte direkt temperaturerna, utan ökar dem genom växthuseffekten.
För att lösa miljöproblem och förhindra dem i framtiden måste mänskligheten lösa ett antal globala problem och rikta alla ansträngningar för att minska luftföroreningar, termiskaförorening av planeten.
