что такое термическое загрязнение вод

В чем опасность теплового загрязнения воды?

Вода – важнейший природный ресурс. Несмотря на большое количество воды на планете, пресной всего 3,5 % от общего объема. Именно пресную воду использует человек в своей жизнедеятельности. Больше всего водные ресурсы потребляет сельское хозяйство. Много расходуется в промышленности и для бытовых нужд.

Водные ресурсы относят к возобновляемым, но при этом не до конца проведена оценка скорости их возобновления после использования и степени риска нехватки. Вода влияет на процессы, происходящие на планете, это среда обитания живых организмов. Сохранение качества вод – основа выживания человечества.

Тепловое загрязнение воды – вид физического влияния человека на окружающую среду. Этот тип воздействия проявляется в долговременном или периодическом превышении естественного уровня температуры воды природного водоема. Характерно образование «тепловой шапки» над ним.

Повышение температуры происходит за счет смешивания природных поверхностных вод с поверхностными или технологическими водами, имеющими большую температуру. Повышают температуру окружающей среды транспорт и современные производства. Самое значительное тепловое загрязнение поверхностных водоемов происходит при рассеивании излишней теплоты электростанциями. Влияют на температурный режим и локальные сбросы хозяйственно-бытовых сточных вод.

Источники теплового загрязнения воды

Среды и продукты, приносящие избыток тепла в водные объекты, получили название термические отходы. Источники их появления делят естественные и искусственные.

Естественные

Те источники, за существованием которых стоят естественные планетарные процессы. Вулканическая деятельность, пожары, тепло гейзеров, разложение органических веществ. Количество тепла, выделяемое данными источниками, хоть и бывает значительным, но не оказывает критического влияния на биосферу.

Антропогенные

Источники, появляющиеся в результате деятельности человека. Выделяют следующие антропогенные источники:

Последствия теплового загрязнения водоемов

Изменение температурного режима отрицательно сказывается на биоценозах водоёмов. В результате миллионов лет эволюции водные обитатели адаптировались к четким температурным интервалам. Каждый вид живых существ приспособлен к существованию в пределах определенных температурных границ. Часто для различных жизненных стадий одного и того же организма требуются разные температуры.

Результатом одномоментного сброса большого объема сточных вод с высокой температурой может быть тепловой шок. Тепловой шок – губительный результат теплового загрязнения, следствием которого становится гибель водной биоты.

Опасность загрязнения термическими отходами состоит в смене видового состава биоценоза. Менее устойчивые к термальному загрязнению виды сменяются видами с широкими температурными границами существования. С этим процессом связано уменьшение видового разнообразия водоема, подвергающегося термическому влиянию.

Другими последствиями теплового загрязнения считаются заморы, изменение поведения рыб, эвтрофикация.

При повышении температуры у животных, обитающих в водоеме, увеличивается скорость обмена веществ и, как следствие, потребность в кислороде. Но, чем выше температура воды, тем меньше в ней растворено кислорода. Рыба попросту задыхается – возникает замор. Летом повышение температуры водоема на 2-3 градуса может спровоцировать полное вымирание водной фауны.

Иной температурный режим, нежели тот, в котором шла эволюция вида, заставляет рыбу менять нерестовое поведение и маршруты миграций. Подобные изменения приводят к упадку или исчезновению популяции.

Если на фоне теплового загрязнения наблюдается повышенная концентрация органических и минеральных веществ, то в водоеме запускаются процессы эвтрофикации – повышения биологической продуктивности флоры. Удобрения с полей, смытые в реку, бытовые сточные воды, навоз со скотоводческих хозяйств – все это служит великолепной питательной базой для высших и низших водных растений.

В первую очередь начинают активно размножаться одноклеточные водоросли. Большое количество биомассы живых и отмерших растений приводит к усиленному потреблению кислорода. Кислород расходуется вплоть до полной гибели биоценоза водоема.

Тепловое загрязнение вод провоцирует следующие виды потерь:

Как предотвратить тепловое загрязнение?

Снижение теплового загрязнения окружающей среды – одно из условий стабильности биосферы и выживания человечества. Основной мерой станет отказ от ископаемого топлива в пользу возобновляемых видов энергии (энергии ветра, солнечной, приливно-отливной). Также важен переход от экономики потребления к ресурсосбережению.

Локальное снижение тепловой нагрузки может быть осуществлено за счет нормирования и ограничения сбросов теплоносителей в естественные водоемы. Нормативными актами закреплено максимально возможное повышение температуры воды на 3 градуса по сравнению с исходной и в пределах акватории влияния промышленного объекта.

Промышленные предприятия могут:

От каждого человека зависит будущее человечества. Если прямо сейчас мы не научимся беречь и ценить природу – человечество обречено на вымирание.

Сброс сточных вод: залповый, на рельеф, в канализацию

Тепловое загрязнение окружающей среды: источники и последствия

Основные источники загрязнения воды

Основные загрязнители воды: естественные и антропогенные

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии

Определение степени загрязнения воды: прямые и косвенные показатели

Что относится к химическим и естественным источникам загрязнения гидросферы?

Бытовые сточные воды: как образуются, состав, очистка

Причины и степени загрязнения рек в России и мире

Основные вещества и виды загрязнения биосферы

Плюсы и минусы геотермальной энергетики

Как защитить воду и предотвратить ее загрязнение?

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

Источники и контроль теплового загрязнения

Промышленные сточные воды

Подогрев воды из этих источников можно контролировать с помощью:

Температуру можно измерять с помощью методов дистанционного зондирования для постоянного мониторинга загрязнения растений. Это помогает количественно оценить конкретные эффекты каждого растения и позволяет более строго регулировать тепловое загрязнение.

Преобразование установок с прямоточного охлаждения в системы с замкнутым контуром может значительно снизить выделяемое тепловое загрязнение. Эти системы выпускают воду с температурой, более сопоставимой с температурой окружающей среды.

Водохранилища

По мере того, как вода расслаивается внутри искусственных плотин, температура на дне резко падает. Многие плотины построены для выпуска этой холодной воды снизу в естественные системы. Это можно смягчить, спроектировав плотину для сброса более теплых поверхностных вод вместо более холодной воды на дне водохранилища.

Городской сток

Водосборные бассейны (ливневые пруды), как правило, менее эффективны в снижении температуры стока, поскольку вода может нагреваться солнцем перед сбросом в принимающий поток.

Эффекты

Эффекты теплой воды

Высокая температура ограничивает рассеивание кислорода в более глубокие воды, способствуя анаэробным условиям. Это может привести к увеличению уровня бактерий при наличии достаточного количества пищи. Многие водные виды не могут размножаться при повышенных температурах.

Холодная вода

Тепловой удар

Когда электростанция впервые открывается или останавливается для ремонта или по другим причинам, рыба и другие организмы, адаптированные к определенному диапазону температур, могут быть убиты резким изменением температуры воды, повышением или понижением, известным как «тепловой шок».

Биогеохимические эффекты

Эффекты нагрева воды, в отличие от эффектов охлаждения воды, были наиболее изучены с точки зрения биогеохимических эффектов. Большая часть этих исследований посвящена долгосрочному воздействию атомных электростанций на озера после демонтажа атомной электростанции. В целом, существует поддержка теплового загрязнения, ведущего к повышению температуры воды. Когда электростанции работают, кратковременное повышение температуры воды коррелирует с потребностями в электроэнергии, при этом в зимние месяцы выделяется больше охлаждающей воды. Также было замечено, что потепление воды сохраняется в системах в течение длительных периодов времени, даже после того, как растения были удалены.

Когда теплая вода от экспортной охлаждающей жидкости электростанции поступает в системы, она часто смешивается, что приводит к общему повышению температуры воды во всем водоеме, включая более холодную воду. В частности, в озерах и подобных водоемах стратификация приводит к различным сезонным эффектам. Летом было замечено, что тепловое загрязнение приводит к более значительному повышению температуры воды на глубине, чем поверхностная вода, хотя стратификация все еще существует, в то время как зимой температура поверхностных вод увеличивается. В зимние месяцы расслоение уменьшается из-за теплового загрязнения, часто устраняющего термоклин.

Подобно эффектам, наблюдаемым в водных системах из-за климатического потепления воды в некоторых частях мира, тепловое загрязнение также увеличивает температуру поверхности летом. Это может привести к повышению температуры поверхностных вод, что приведет к выбросам теплого воздуха в атмосферу, повышая температуру воздуха. Поэтому его можно рассматривать как фактор, способствующий глобальному потеплению. Многие экологические последствия будут усугубляться также изменением климата, поскольку температура окружающей среды водоемов повышается.

Пространственные и климатические факторы могут повлиять на степень потепления воды из-за теплового загрязнения. Высокая скорость ветра, как правило, увеличивает воздействие теплового загрязнения. Реки и большие водоемы также имеют тенденцию терять эффект теплового загрязнения по мере их прохождения от источника.

Источник

Тепловое загрязнение

Тепловое загрязнение представляет собой разновидность физического загрязнения окружающей среды. Оно характеризуется повышением температурного уровня, превышающий естественный природный уровень. Оказывает пагубное воздействие на всю экосистему.

Источники возникновения

В результате урбанизации многих территории сформировалась «тепловая шапка», которая имеет куполообразный вид. Основными источниками этого вида загрязнения связаны с выбросами в атмосферу воздуха, нагретого до больших температур. Также выбросы в водоприемники горячих сточных вод пагубно влияют на гидросферу. Серьезность теплового загрязнения связана с появлением парникового эффекта.

Виды воздействий

Воздействие теплового загрязнения распространяется на гидросферу, атмосферу и литосферу. Рассмотрим каждый из них подробнее:

Воздействие на гидросферу

Деятельность всех электростанций завязана на использовании сточных вод для того, чтобы охладить в них конденсаторы и турбины. В воду также попадает горячая жидкость из предприятий. По этим причинам температура воды может подниматься в среднем на 8 градусов по Цельсию.

Воздействие на атмосферу

Функционирование крупных промышленных комплексов оказало значительное воздействие на состояние атмосферы. Наибольшее влияние оказывают предприятия, связанные с энергетикой, металлургией, нефтепереработкой и транспортом. В результате их деятельности в атмосферу попадают газы, которые прогреваются до 120 градусов по Цельсию. В результате чего воздух становится горячее, а растительность и жизнь близ этих районов сильно угнетена.

Воздействие на почвы

Основной причиной повышения температурного уровня земли является развития подземной коммуникационной системы промышленных предприятий и домов.

Необходимо проводить тщательную работу по сокращению негативного воздействия производственных предприятий, поскольку их воздействие приводит к нарушению всей экосистемы.

Антропогенное влияние на окружающую среду

Загрязнение гидросферы приводит к полной деградации подводных животных. Поскольку с увеличением температурного режима уменьшается насыщенность воды кислородом. В теплой воде кислород растворяется в очень маленьких дозах и довольно медленно. Также в результате выбросов промышленных предприятий в воде накапливается большое количество углекислого газа и сероводорода. Такие условия провоцируют рост сине-зеленых водорослей, которые связаны с цветением вод. Их деятельность также подавляют развитие полезных зеленых водорослей, которыми питаются планктоны. Больше всего в условиях повышенной температуры страдают рыбы, поскольку им крайне сложно приспособиться к этой среде.

Загрязнение атмосферы привело к развитию тепловых островов, где усиливается образование облаков, движение воздуха происходит вертикально, учащаются осадки и повышается влажность. Локальное колебания климата является одним из признаков теплового загрязнения.

Загрязнение литосферы приводит к быстрому развитию теплолюбивых видов растений, которые подавляют все остальные виды, не приспособленные к резким перепадам температур. Под негативным воздействием теплового загрязнения оказывается жизнь в лугах, лесах и окрестностях городов. Сильно падает урожайность сельскохозяйственных угодий.

Влияние тепловых двигателей на окружающую среду

Источник

Загрязнение воды: виды, источники и последствия

Еще в школе всех нас учили, что вода — едва ли не основной ресурс человечества, который надо беречь и к которому стоит относится с заботой и трепетом. Однако сейчас проблема загрязнения как пресной, так и морской воды — одна из серьезных экологических угроз. Загрязняет воду не только мусор, но и многие другие продукты человеческой жизнедеятельности. Выделяют несколько видов и причин загрязнения воды. Надо сказать, что они логически вытекают друг из друга. В настоящий момент в научно-популярной литературе можно встретить три типа источников загрязнения воды:

Химическое загрязнение воды

Химическое отравление воды — самая распространенная проблема современной гидросферы. Химические вещества, которые не должны попадать в воду, содержаться практически во всей воде, использованной человеком.

Такое загрязнение характеризуется изменением химического состава воды. Основной причиной такого загрязнения становятся промышленные стоки. Однако вредные элементы могут поступать и из стоков сельскохозяйственных предприятий, например, от воды, которую используют для омывания ангаров для скота. Чаще всего в стоках предприятий встречаются соединения фтора, ртути, меди и других подобных веществ. При значительном превышении ПДК этих веществ они убивают фауну водоема. Еще одним возможным последствием таких выбросов в воду является нарушение процесса фотосинтеза. Мелкие неорганические частицы скапливаются своеобразным плотным слоем на поверхности воды, мешая проникновению солнечных лучшей и солнца, что губительно сказывается на водоемах. Более того, частицы тяжелых металлов скапливаются на дне водоемов и потом течением разносятся дальше по воде.

Говоря об отходах сельского хозяйства, в воду с таких предприятий в воду поступает большое количество солей и щелочей, которые изменяют кислотную среду воды до тех состояний, при которых живые организмы уже не могут в ней существовать.

Одно из самых опасных для воды веществ — это радиоактивные частицы. Вообще, зараженная радионуклидами вода должна захораниваться в специальной емкости под землей, а не сбрасываться в воду, но в случае с несанкционированными выбросами радиоактивные частицы накапливаются на дне, проникают в почву, делая воду опасной не только для животных, но и для людей.

Распространенное и опасное химическое загрязнение воды — попадание в нее

нефтепродуктов. Разливы нефти перекрывают доступ кислорода и света также, как и тяжелые частицы, однако покрывают огромные площади. Все видели кадры, как на берег выбрасывает тела птиц и рыб, которые попали в такие нефтяные лужи и либо задыхались либо оставались обездвиженными из-за того, что оседающая на крыльях нефть не давала птицам возможности взлететь, а самостоятельно очистится от нее они не могли.

Биологическое загрязнение воды

К биологическому загрязнению относятся продукты человеческой и животной жизнедеятельности (моча, фекалии и так далее), а также бактерии и вирусы. Механизм отравления биологическими соединениями значительно отличается от химических воздействий. Попадая в воду биологические вещества образуют патогены, которые имеют накопительный эффект. Более того, они размножаются и развиваются не только в организме существа, которое пьет эту воду, но и в самой среде. Когда количество таких веществ достигает определенного критического уровня, у человека или животного наступает отравление или другие заболевания. Часто можно встретить примеры, когда, например, в походах люди пили сырую воду из рек и затем случались массовые очень тяжелые кишечные отравление — это как раз и является следствием биологического загрязнения воды. Иногда оно вызывается естественными причинами, такими, как цветение водных растений. Однако, как уже было сказано выше, зачастую это выбросы отходов пищевой и сельскохозяйственной промышленности и недостаточная очистка городских стоков.

Тепловое загрязнение воды

Еще один тип загрязнения вызывается в основном электростанциями, но также может быть вызван и стоками металлургической промышленности. Это так называемое тепловое загрязнение, или загрязнение, суть которого в изменении теплового баланса водоема. Из-за выбросов слишком теплой воды растения начинают расти нетипично и выделять токсические вещества, которые отравляют рыбу и людей, которые потребляют воду. Кроме того, часто бывали случаи отравления людей после употребления пойманной в таких водоемах рыбы, так как она содержит частицы ртути.

Механическое загрязнение

Самое явное загрязнение воды — механическое. Это попадание в водоемы мусора. Таким образом в мировом океане появляются огромные мусорные пятна, состоящие из пластиковых пакетов, бутылок и других отходов, которые попадают в воду либо со стоками, либо в результате природных катаклизмов. Еще один подвид такого загрязнения — сброс в воду щебня, гравия, отработанных слоев почвы и так далее. Это тоже нарушает природный баланс и, в первую очередь, убивает морских обитателей, не говоря уже о том, что делает воду непригодной для питья.

Решением всех этих проблем может стать бережное отношение к водным ресурсам и качественная фильтрация выбросов, однако из-за недостаточно ответственного подхода предприятий и относительно мягким экологическим законодательством в России еще не все предприятия оборудованы высококлассными фильтрами, что и приводит к экологическим катастрофам, пусть пока и не всероссийского масштаба.

Источник

Тепловое загрязнение окружающей среды

Окружающая среда подвержена тепловому загрязнению, в результате этого происходит выделение большого количества энергии в экосистему. Она ухудшает ее состояние, подвергая опасности природу.

Источники

Тепловые загрязнения – это выбросы с повышенной температурой. Их еще называют термическими отходами. Появляются за счет нескольких источников, указанных в таблице.

Факторы человеческой деятельности по появлению тепловых отходов наносят сильный урон почве, атмосфере и водным ресурсам Земли. Особую опасность представляет ее соединение с естественными источниками.

Ущерб биосфере

Тепловое загрязнение окружающей среды содержит в себе тяжелые металлы, свинец, оксид углерода и азота. Они наносят большой вред природе, всем живым организмам, в том числе происходит негативное влияние на человека. Экологический баланс нарушается, рыбы и животные погибают, а позже и совсем исчезают из-за токсичности отходов.

Вследствие деятельности заводов происходит выделение парниковых газов, что способствует таянию ледников и глобальному потеплению. К другим опасным последствиям относятся:

Ежедневно предприятия выделяют большое количество токсичных веществ, которые накапливаются, негативно влияя на процессы экосистемы.

Последствия воздействия

Слои биосферы тесно взаимосвязаны, поэтому тепловые отходы взаимодействуют со всем. Воздействию подвергается почвенный покров. Происходит повышение температуры, что влияет на почвогрунт. В зимние месяцы по этой причине таят снега, верхние слои земли подвержены сильному холоду, что приводит к их замерзанию. В летнее время из-за теплового загрязнения почвы она наоборот сильно нагревается и высыхает. От изменений в почве функционирование организмов в ней нарушается.

Наиболее сильно отходы влияют на водные объекты. Они повышают температуру акваториев до 7 градусов. Тепловое загрязнения водоемов осуществляется при попадании сточных отходов с заводов. Жидкости с более высокой температурой образуют слой сверху водоемов, который препятствует соединению глубинных с поверхностными. Это снижается количество кислорода, необходимого для рыб.

Сильный урон аква ресурсам наносят электростанции. АЭС использует воду для охлаждения специального оборудования. Она нагревается, после чего сбрасывается в ближайшие источники.

Тепловое загрязнение воды вредит животным, нарушая их комфортную температуру существования. При постепенном ее изменении существа успевают адаптироваться к этому процессу. При резком повышении они не могут этого сделать.

Другое опасное последствие – влияние тепловых отходов на метаболизм организмов. При изменении температуры у них повышается его скорость, увеличивается потребность в большем количестве кислорода. Его нехватка может стать причиной возникновения опасных последствий для здоровья водных обитателей.

Нестабильный аква баланс влияет на поведение рыб. Нарушаются процессы миграции и нереста. Многие организмы перемещаются в другие водоемы с привычной для них температурой. Водоросли заменяются на теплолюбивых представителей. Видовая структура акваторий полностью изменяется.

В источники вместе со сточными водами могут попасть органические элементы (удобрения, бытовые отходы), что способствует резкому увеличению количества водорослей. Они образуют непроходимые массы. Происходит их постепенная гибель, негативное влияние распространяется на все живые существа.

Термические отходы затрагивают атмосферный слой биосферы. В воздух попадают загрязнения теплового характера в больших объемах. Источниками могут быть: пожары в лесах, выхлопы транспорта, промышленные заводы. В них содержатся токсичные примеси. При вдыхании возможны опасные последствия для здоровья живых существ.

Потоки такого воздуха намного теплее, чем атмосферный слой. Они могут доходить до 60 градусов. Эти процессы способствуют повышению температуры на 7 градусов в год, что может привести к катастрофе глобального потепления.

В городах загрязнение атмосферы чревато возникновением «острова теплоты». Они способствуют появлению плотной облачности, повышению влажности и выпадению осадков в городе.

При добавлении к ним продуктов сгорания образуется смог. Отходы опасны именно тем, что имеют способность воздействия на всю окружающую среду.

Предотвращение и защита

Термическое загрязнение может рассматриваться на масштабном и локальном уровнях. Первый представляет собой проблему в планетарном объеме, которая составляет 1% от получаемой солнечной радиации Земли.

Тепловые отходы несут большую опасность и на локальном уровне. От этого вида загрязнений страдают аква ресурсы. На государственном уровне вводится закон на лимиты по их выделению предприятиями в водоемы. Они не должны прогреваться больше 3 градусов от их исходной температуры и распространяться на слишком далекое расстояние от заводов. Загрязнение может распространяться на 120 км по площади всей водной поверхности и на 1 км в глубину.

Основной способ предотвращения появления негативных последствий тепла – полный отказ от использования топливной энергии, ее замена на альтернативные способы. Могут использоваться: аква, солнечный и ветровой виды ресурсов.

На предприятиях необходимо открывать охладители, где вода после нагревания сможет остывать, а потом вновь использоваться для охлаждения. Для превращения тепловой энергии в электрическую следует использовать не паровую турбину, а магнитогидродинамический способ. Это уменьшит поступление отходов в водоемы.

Загрязнения теплового характера могут использоваться для следующих целей:

У этих способов есть плюсы и минусы. Преимущество – загрязнения можно использовать с пользой для природы и животных, если применять в указанных целях. Недостаток – полностью не решают проблему выделения термических отходов. Они лишь способствуют дальнейшему использованию без вреда для среды.

Тепловое загрязнение негативно влияет на всю окружающую среду, способствуя глобальному потеплению. Для минимизации воздействия опасных отходов на биосферу нужно принимать ряд мер по уменьшению выделения тепловых потоков в почву, водоемы и атмосферу.

Источник