Тепловое загрязнение окружающей среды

Полезное по теме: "Тепловое загрязнение окружающей среды" от специалистов простым языком. Если необходимо уточнить актуальность на 2020 год, а также задать вопрос, то обращайтесь к дежурному юристу.

Тепловое загрязнение и термическое эвтрофирование

Определение и содержание терминов «тепловое загрязнение», «температурное воздействие», «холодовое загрязнение»

Благоприятное существование любого организма возможно только в определенном диапазоне температуры среды (определяемом его экологической валентностью по отношению к данному фактору). Существует не только верхний порог, по достижению которого температурное воздействие на организм приобретает экстремальный характер, но и нижний. Некоторые виды человеческой деятельности могут приводить к резкому понижению температуры среды, что оказывает на обитающие в ней организмы не менее негативное воздействие, чем экстремальный подогрев. Так, неоднократно наблюдались случаи, когда резкое снижение уровня подогрева вод на водоемах-охладителях АЭС в зимний период вызывало массовую гибель их ихтиофауны, главным образом, теплолюбивых акклиматизантов. Аналогичные случаи отмечаются и при искусственном подъеме в прогретые поверхностные слои водоемов холодных вод из их глубоких слоев (искусственный апвеллинг). Для обозначения искусственного понижения температуры окружающей среды, оказывающей негативное воздействие на живые организмы, был предложен термин «холодное термальное загрязнение» или «холодовое загрязнение».

Министерство образования и науки Российской Федерации.docx

Охрана окружающей среды от тепловых выбросов

Решение проблемы охраны окружающей среды от вредного воздействия предприятий тепловой энергетики требует комплексного подхода.

Для охлаждения различных аппаратов ТЭС применяется вода. Основное ее

количество расходуется на охлаждение конденсаторов турбин. Сбрасывать воду непосредственно в реки и озера

нельзя. Такой сброс приводит к разрастанию сине-зеленых водорослей,

происходит значительное обеднение воды растворенным кислородом, погибают

обитатели воды, не терпящие высоких температур и т.д.

Вследствие этого приходится применять способы, ослабляющие это “тепловое

загрязнение” водоисточников, а во многих случаях и полностью отказываться

от сброса теплых вод в реки. Если электростанция расположена на берегу

мощной реки, то можно избежать последствий теплового загрязнения, применяя

специальные смесительные устройства, распределяющие тепло на большую массу

воды и снижающие тепловое воздействие. Можно также пользоваться различными

температурами воды по глубине водоема или применять предварительное, т. е.

перед сбросом, охлаждение теплых вод путем их разбрызгивания. Такой способ

одновременно способствует и насыщению воды кислородом. Можно также перейти

на замкнутое охлаждение – прудовое там, где позволяет местность или в

Замкнутое прудовое охлаждение может быть организовано на ТЭС, находящихся в

отдалении от больших населенных пунктов. Создается система прудов, точнее,

озер, соединенных между собой протоками. В одно из этих озер спускают

теплые воды, которые постепенно перетекают из озера в озеро, охлаждаясь при

этом. Из последнего по пути воды озера ТЭС забирает воду для охлаждения. В

такой системе прудов — озер тепло охлаждающей воды может быть использовано

для разведения теплолюбивых рыб, обогрева теплиц и оранжерей и других

К сожалению на ТЭС, расположенных в больших городах и крупных населенных

центрах, такой способ не осуществим, так как он требует значительных

свободных площадей для организации прудов – озер. В этих ТЭС приходится

переходить на замкнутые системы охлаждения при помощи градирен, т. е.

специальных сооружений, наверх которых подается теплая вода, стекающая по

насадке градирен вниз, в бассейн, расположенный под градирней. Теплая вода

охлаждается встречным потоком воздуха

Ряд ограничений и технических требований при выборе площадке под строительство диктуется экологическими соображениями.

Во-первых, так называемый фон загрязнений, который возникает в связи с работой в этой зоне ряда промышленных предприятий, а иногда и уже существующих электростанций. Если величина загрязнений в месте предполагаемого строительства уже достигла предельных значений или близка к ним, размещение, например, тепловой станции не должно разрешаться.

Во-вторых, при наличии определённого, но недостаточно высокого фона загрязнений должны быть проведены подробные оценки, позволяющие сопоставить значения возможных выбросов от проектируемой тепловой станции с уже существующими в данном районе. При этом нужно учитывать различные по характеру и содержанию факторы: направленность, силу и периодичность ветров в этой местности, вероятность осадков, абсолютные выбросы станции при работе на предполагаемом виде топлива, инструкции топочных устройство, показатели систем очистки и улавливания выбросов и т.д. После сопоставления полученной суммарной (с учётом воздействия от проектируемой тепловой станции) величины выбросов с предельно допустимой и должен быть сделан окончательный вывод о целесообразности строительства ТЭС.

При сооружении электростанций, прежде всего ТЭЦ, в городах или пригородах предусматривается создание лесных полос между станцией и жилыми массивами. Они уменьшают воздействие шума на близлежащие районы, способствуют задержанию пыли при ветрах в направлении жилых массивов.

При проектировании и строительстве ТЭС необходимо планировать их оснащение высокоэффективными средствами очистки и утилизации отходов, сбросов и выбросов загрязняющих веществ, использование экологически безопасных видов топлива.
^ Защита воздушного бассейна.

Защита атмосферы от основного источника загрязнений ТЭС – диоксида серы – происходит прежде всего путём его рассеивания в более высоких слоях воздушного бассейна. Для этого сооружаются дымовые трубы высотой 180, 250 и даже 420 м. Более радикальное средство сокращения выбросов диоксида серы – выделение серы из топлива до его сжигания на ТЭС.

Наиболее эффективный способ снижения выбросов сернистого газа – сооружение на ТЭС известняковых сероулавливающих установок и внедрение на обогатительных фабриках установок по извлечению из угля пиритной серы.

К мероприятиям по борьбе с загрязнением атмосферы электростанциями, транспортом и промышленными предприятиями так же относятся:

  • увеличение высоты труб на электростанциях и металлургических комбинатах для обеспечения норм выбросов сернистых отходов и рассеяния оксидов азота;
  • применение ротоклонов, электрофильтров и механических золоуловителей, обеспечивающих улавливание до 99,5 % вредных примесей;
  • удаление оксидов серы из дымовых газов; улучшение сжигания топлива; удаление серы из топлива; переход на малосернистое топливо;
  • переход в городах на централизованное теплоснабжение, чтобы избежать загрязнения воздуха от мелких котельных;
  • переход в больших городах на электрификацию процессов в коммунальном хозяйстве и в быту, включая отопление;
  • внедрение безотходных технологий в промышленности и на транспорте;
  • строгое соблюдение санитарных норм для всех источников, загрязняющих атмосферу.
Читайте так же:  Административный штраф подсудность

Тепловое загрязнение окружающей среды

Эксплуатация объектов энергетики оказывает физическое (шум, вибрация, электромагнитное и тепловое излучение) и химическое загрязнение окружающей природной среды [2-4, 7]. Тепловое загрязнение характеризуется увеличением температуры выше естественного уровня.

Согласно Российскому статистическому ежегоднику в 2011 г. в России добыча составила: уголь 335 млн. т, нефти 512 млн. т,природного и попутного газа 671 млрд. м3. Крупнейшим потребителем органического топлива являются тепловые электрические станции. В России в 2011 г. было произведено электроэнергии1054,8 млрд. кВт·ч. С учетом того, что современные теплоэнергетические станции имеют КПД не выше 40 %, то неизбежные потери тепла при выработке электроэнергии составят до 60 %. Этим теплом «обогревается» атмосфера и гидросфера. Кроме того, следует учесть, что значительная часть выработанной электроэнергии, в конечном счете, вновь преобразуется в тепло в электронагревательных и технологических установках, осветительных приборах и также рассеивается в окружающую среду.

Сброс тепла в окружающую среду приводит к техногенному изменению температурного режима компонентов геосфер: атмосферы, гидросферы и верхних слоев литосферы.

По оценкам ученых, тепло антропогенного происхождения в настоящее время еще неизмеримо мало по сравнению с теплом, поступающим от Солнца и из земных недр, и составляет примерно 0,005 % этого количества, и таким образом не может существенно сказаться на тепловом балансе Земли.

Однако мощные источники антропогенных выбросов тепла при условии их высокой концентрации на небольших территориях могут оказывать заметное влияние на тепловой режим этих территорий, пространств, акваторий. Температура воздуха зимой в крупных городах обычно на несколько градусов выше, чем поблизости расположенных небольших населенных пунктах. Также заметно изменяется тепловой режим рек и озер при сбросе в них сточных нагретых вод тепловых электростанций. Это существенно влияет на условия обитания водных организмов и на структуру экологических систем таких водоемов. Таким образом, влияние мощных антропогенных источников тепла на биосферу вполне ощутимо, хотя и имеет локальный характер.

Наиболее опасно теплового загрязнения водоемов, т.к. водные обитателинеспособны регулировать температуру тела. Возможна тепловая гибель рыб, т.к. для каждого вида существует свой интервал температур, наиболее благоприятный для его выживания. При увеличении температуры воды происходит понижение концентрации кислорода. Возможно снижение репродуктивной функции организмов, например,форель способна выживать в теплой воде, но не способна размножаться. Происходит повышение чувствительности к болезням и снижается устойчивость экосистемы.

Прогретый грунт взаимодействует с растениями, животными и микробными сообществами, меняя параметры среды обитания.

Техногенные изменения температурного режима могут ухудшать условия жизни и работы людей. Возможнотакже усиление коррозии материалов и повреждение тепло- и газопроводов, канализации и т.п.

Материалы и методы исследования

Тепловыми источниками воздействия на окружающую среду в данной работе рассматриваются мини-ТЭЦ. При анализе источников воздействия учитывали их пространственное наземное положение[5].

По виду воздействия их можно классифицировать как, привносимые в окружающую среду. Тепловое излучение, которое через воду и атмосферный воздух воздействует на живые организмы, и зависит от месторасположения источника (низина, склон, берег водоема) и климатических факторов территории (давление, влажность, осадки, направление ветра).

Распределение тепла, выделившегося при сжигании топлива, на полезное тепло и на потери тепла, сопровождающие работу котла, называется тепловым балансом котельного агрегата.

Уравнение теплового баланса котельного агрегата включает в себя [6]:

1 – тепло, полезно использованное в котле на получение пара или горячей воды;

2 – потери тепла с дымовыми газами в окружающую среду. Эти потери определяются как разность энтальпий продуктов сгорания, уходящих из котельного агрегата, и холодного воздуха, поступающего в агрегат;

3 – потери тепла от химической неполноты сгорания топлива. При сжигании твердых топлив показателем химической неполноты горения является присутствие в уходящих дымовых газах окиси углерода, а при сжигании газообразного топлива – окиси углерода и метана;

4 – потери тепла от механической неполноты сгорания топлива. Потери тепла от механической неполноты горения состоят из потерь от провала несгоревших частиц топлива через колосники в зольник и уноса мелких частиц топлива в газоходы котла. Эти потери зависят от конструкции колосниковой решетки, силы тяги, размеров кусков топлива и их спекаемости;

5 – потери тепла в окружающую среду. Потери тепла нагретыми внешними поверхностями в окружающую среду зависят от типа и паропроизводительности котла, его конструкция, качества обмуровки и нагрузки котлоагрегата;

6 – потери с физическим теплом шлаков, удаляемых из топки. Эти потери учитывают только при сжигании твердых топлив, как в кусковом, так и в пылевидном состоянии. Они зависят от зольности топлива и системы шлакозолоудаления.

Исследования теплового загрязнения окружающей среды проводили для мини-ТЭЦ с газопоршневыми, работающими на природном газе и биотопливе, газотурбинными, работающими на природном газе, и дизельными двигателями. Диапазон мощностей двигателей от 10 до 1000 кВт.

Для оценки воздействия были определены количественные показатели теплового воздействия:

• интенсивность воздействия (удельное тепловое загрязнение, ГДж/кВт*год);

• периодичность воздействия во времени (непрерывное);

• продолжительность воздействия (год);

• пространственные границы воздействия (глубина, размеры и форма зоны воздействия).

Результаты исследования
и их обсуждение

В расчетах использовались технические характеристики газопоршневых установок Caterpillar, работающих на природном газе и биотопливе. Технические характеристики газопоршневых установок Caterpillarи,расчетное тепловое загрязнение приведены в табл. 1 – для биогаза, табл. 2 – для природного газа.

Читайте так же:  Запрет курения в больницах

Технические характеристики и тепловое загрязнение газопоршневых установок Caterpillarна биогазе

В чем опасность теплового загрязнения воды?

Видео (кликните для воспроизведения).

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.

Тепловое загрязнение от АЭС

Говоря о влиянии АЭС на окружающую среду, нельзя не упомянуть о тепловом загрязнении. Тепловое загрязнение окружающей среды у АЭС, работающей на водо-охлаждаемых реакторах, значительно выше, чем у теплоэлектростанций (ТЭС). Это связано с низким коэффициентом полезного действия АЭС — не более 35 %. Две трети тепла, производимого атомным реактором, отводится в окружающую среду.[ . ]

Расчеты показывают (Легасов и др., 1984), что плотность сбрасываемой с теплом энергии от средней АЭС достигает 1 ООО — 10 ООО Вт-м2, т. е. аналогична воздействию на атмосферу потоков тепла от лесных пожаров, вулканов и пожаров на нефтепромыслах. Ясно, что такие огромные и постоянно действующие источники тепла должны воздействовать и на атмосферу и на гидросферу. Эффекты воздействия АЭС на атмосферу заключаются в образовании мощной облачности, увеличении числа гроз, в том числе с градом и образованием вихрей.[ . ]

Приведу несколько примеров влияния теплового загрязнения АЭС на водоемы. В результате работы одной из шведских АЭС на побережье Балтийского моря на протяжении многих лет образовывалась огромная полынья, в которой стали зимовать лебеди. В одну из зим во время профилактической остановки АЭС тысячи лебедей оказались в ледовом плену, и сотни из них погибли. Аналогичная ситуация сложилась у АЭС «Ойстер Крик» (штат Нью-Джерси, США) в 1972 г. В теплых водах этой АЭС скапливается на зиму множество рыб. Во время технологической остановки станции в январе 1972 г. температура воды около станции упала с обычных 15°С до нуля. Это вызвало гибель десятков тысяч зимующих здесь рыб (УаЫокоу С йошпоу, 1991).[ . ]

Другой пример. Калининская АЭС использует систему озер Удом-ля и Песьво как водоем-охладитель. Зимой испарения от этого озера окутывают близлежащий поселок. Уровень заболевания верхних дыхательных путей здесь повышен (данные телевизионной передачи «Прийти к истоку» программы «Сельский час» 1989 г.). В этой же передаче можно было увидеть рыб без чешуи, каким-то образом выживающих в этом подогретом водоеме.[ . ]

Песьво у Калининской АЭС). Водоем-охладитель при этом превращается в настоящий микробиологический реактор с интенсивно идущими процессами не только эвтрофикации (Гагаринский и др., 1994), но и токси-фикации с малоизученными мутагенными (поражениями наследственного аппарата) последствиями для обитающих здесь организмов.[ . ]

За десятилетие после пуска АЭС зимняя температура Копорской губы у места водозабора АЭС выросла в четыре раза (от 1,5 до 6,0° С). Результатом стало массовое размножение сине-зеленых в прибрежной акватории Копорского залива, утери этим водоемом рекреационного и рыбохозяйственного значения (Сазыкина, 1991).[ . ]

В результате нагревания водоемов-охладителей АЭС из них увеличивается испарение. В результате испарения воды (1 м3-сек на 1 млн. кВт) увеличивается количество осадков, причем не рядом с АЭС, а за сотни километров от места испарения (Куркин, 1989). По другим расчетам, в результате увеличения испарения водоемов, связанных с АЭС региональная интенсивность солнечного освещения может снижаться на 5 % (Бобров, 1999).[ . ]

В общем, тепловое загрязнение от АЭС является важным фактором, влияющим на окрестные экосистемы. Тепловое загрязнение по масштабам и последствиям, конечно, не сопоставимо с радиационным, но оно также не позволяет назвать АЭС «экологически чистыми» сооружениями.[ . ]

Тепловое загрязнение окружающей среды

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Декабря 2012 в 20:21, курсовая работа

Описание работы

Тепловое загрязнение – нагревание воды,воздуха или почвы в результате попадания в окружающую среду тепловых отходов предприятий топливно-энергетического комплекса. Развитие теплоэнергетики оказывает воздействие на различные компоненты природной среды: на атмосферу, гидросферу ,литосферу .В настоящее время это воздействие приобретает глобальный характер, затрагивая все структурные компоненты нашей планеты.

Содержание работы

Введение
1.Тепловое загрязнение окружающей среды
1.1 Выбросы теплоэнергетических объектов и их распространение.
1.2 Влияние вредных выбросов ТЭС и ТЭЦ на атмосферу при использовании различных видов топлива.
1.3- Транспорт как источник теплового загрязнения окружающей среды
1.4- АЭС как источник теплового загрязнения окружающей среды
2.- Охрана окружающей среды от тепловых выбросов
2.1-теплые воды
2.2-Размещение ТЭС.
2.3-защита воздушного бассейна
2.4- мероприятия по борьбе с загрязнением атмосферы электростанциями, транспортом и промышленными предприятиями
Заключение-
Библиографический список-

Файлы: 1 файл

Источники теплового загрязнения воды

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

Читайте так же:  Административное дело подача жалобы порядок

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:

  • Промышленность.
  • Транспорт.
  • Добыча и переработка нефти и газа.
  • Производство электроэнергии (атомные и теплоэлектростанции).
  • Сброс хозяйственно-бытовых сточных вод.
  • Парниковые газы.

Термическое эвтрофирование

Термическое эвтрофирование – это процесс увеличения трофности водоема вследствие ускорения круговорота биогенных элементов при повышении температуры водной среды (т.е. тепловом загрязнении).

Особенностью данного феномена является то, что в отличие от традиционной формы эвтрофирования (химического эвтрофирования) увеличение продуктивности водных экосистем происходит без загрязнения водного объекта соединениями биогенных элементов (фосфора, азота и др.) из каких-либо внешних источников. По этой причине возможные эффекты термического эвтрофирования при оценке результатов исследований и разработке прогнозов, как правило, не учитываются. Вместе с тем, как свидетельствуют результаты экспериментальных исследований, интенсивность данных процессов может быть достаточно велика.

Виды негативного температурного воздействия на организмы

Искусственное изменение температуры среды может оказывать на организмы широкий спектр негативных воздействий (см. раздел Оценка экологической безопасности). В качестве их отдельных видов можно рассматривать:

  • прямое экстремальное температурное воздействие – это повышение или понижение температуры среды, вызывающее ухудшение физиологического состояния организмов, но не приводящее к их гибели;
  • прямое сублетальное температурное воздействие, вызывающие гибель определенной части (более 25%) организмов;
  • прямое летальное температурное воздействие, вызывающее 100%-ную гибель организмов;
  • опосредованное негативное температурное воздействие на организмы включает всю совокупность явлений, когда массовая гибель или значительное ухудшение физиологического состояния организмов (снижение темпов роста, плодовитости и т.п.), являются последствиями искусственного изменение температуры среды.

Их примером может служить сдвиг фенологических фаз развития организмов в термофицированной среде. Так, в водоемах-охладителях АЭС и ТЭС, подогрев воды провоцирует более ранее развитие водных личинок насекомых и их вылет в воздушную среду с условиями, исключающими их выживание. Сюда же можно отнести явления, так называемых, «термотехногенной стратификации» и «термотехногенной меромиксии», при которых искусственный подогрев вод затрудняет или исключает сезонное перемешивание водной толщи и, тем самым, обусловливает развитии заморов в придонных слоях водоемов, сопровождающихся гибелью обитавших в них организмов.

Влияние теплового загрязнения на окружающую среду

Выброс избыточного тепла в водоемы, атмосферу, в подземные слои постепенно изменяет условия жизнедеятельности растений и животных.

Гидросфера

Тепловое загрязнение гидросферы может привести к полному изменению экосистемы подводного мира, которая будет меняться в сторону упрощения и обеднения.

Рост средней температуры воды уменьшает содержание в ней кислорода. Дело в том, что растворение газов в воде сопровождается выделением тепла. Теплая вода не в состоянии растворить большое количество кислорода – она быстро насыщается и процесс растворения прекращается. Вместе с этим повышается содержание углекислого газа и сероводорода.

Водная среда с повышенной температурой, бедная кислородом, но обогащенная углекислотой и сероводородом – оптимальна для бурного развития сине-зелёных водорослей (цианобактерий). Они являются главными провокаторами цветения воды, вызывают массовую гибель рыб и отравление человека. Кроме того, сине-зеленые водоросли подавляют развитие зеленых водорослей – а они составляют основу питания планктона.

Повышение температурного режима водной среды изменяет количество зообентоса – личинок, моллюсков, рачков и других донных организмов. При температуре воды на дне водоема выше 7,2-7,7° некоторые из них теряют способность быстро размножаться: у одних видов в потомстве появляются одни самки, у других видов в таких условиях задерживается икрометание. Снижение же популяций зообентоса создает трудности с питанием рыб.

При температурном загрязнении в стрессовые условия попадают и рыбы. Чем ценнее порода рыб, тем труднее ей приспособиться и выжить в среде с повышенной температурой:

  1. Во-первых, в теплой воде ускоряется обмен веществ, требуется больше кислорода – а его количество, как уже было сказано, наоборот уменьшается – крупным рыбам становится все труднее выживать.
  2. Во-вторых, острая нехватка кислорода становится препятствием на пути лососевых рыб к местам нереста – они не могут преодолеть участки рек с пониженным содержанием кислорода, поэтому лишаются возможность размножаться.

Форель может приспособиться к существованию в излишне теплом водоеме, но размножаться в нем эта рыба не будет. В третьих, потепление воды создает благоприятные условия для размножения малоценных в промысловом отношении рыб (плотва, окунь, карась)увеличение их численности создает трудности с питанием лососёвых, сиговых, карповых и других ценных пород.

Большое значение имеет скорость и диапазон термального загрязнения. При незначительном и постепенном повышении температуры воды в водоеме, его обитатели имеют возможность приспособиться к существованию в новых условиях. Экологические службы рекомендуют держать температуру рек в водоемах не выше 15° зимой и 21-26° летом.

При сильном и быстром изменении термального режима (больше, чем на 5-6°) начнется резкое уменьшение ценных пород рыб. А при резком скачке температур (с 25° до 35°, например) водные организмы получают термальный шок и гибнут в массовом порядке.

Атмосфера

В мегаполисах концентрируются источники теплового загрязнения: промышленные предприятия, каменные постройки, аккумулирующие солнечную энергию. Это приводит к формированию тепловых куполов над большими городами – воздух в них прогрет на 1-4° выше, чем в окружающей естественной среде.

В таких тепловых островах наблюдаются процессы:

  • вертикальное движение воздушных масс;
  • усиленное образование облаков;
  • частое выпадение дождей;
  • повышенная влажность, её сочетание с запыленностью образует смог, подолгу висящий над городами в безветренную погоду.

Локальное изменение климата в больших городах – один из примеров теплового загрязнения атмосферы.

Литосфера

В больших городах подвергается тепловому загрязнению и почвенный слой. Сильно нагретый или промороженный грунт является средой обитания растений и живых организмов. Температурные аномалии грунта в окрестностях мегаполисов достигают 6-10°: начинается бурный рост теплолюбивых видов растений, которые заглушают остальные виды растений, не успевших приспособиться к новому термальному режиму.

Читайте так же:  Статья 727 мелкое хищение

Изменение температуры почвы и грунтовых вод угнетает жизнь на лугах и в лесных массивах в окрестностях городов, снижает продуктивность с/х угодий. Свою лепту в ухудшение природной среды вносят повреждения газо- и теплопроводов.

Что такое тепловое загрязнение?

Тепловое загрязнение – это опасное для жизни изменение температуры в биосфере. В основном, оно связано с выбросом излишков тепла в воздух и водоемы. Стрессовое повышение температуры в ареале обитания животных и растений вызывает деградацию органической жизни. Главная причина «теплового удара» по природе – деятельность человека.

Все живое на планете обогревается от Солнца, только людям чистой солнечной энергии оказалось мало. Для удовлетворения растущих потребностей человечество использует полезные ископаемые: уголь, нефть, газ, уран. Коэффициент полезного действия при их сжигании не превышает 30-40%. Это значит, что человек использует меньше половины получаемой энергии, а 60-70% тепла выбрасывается в окружающую среду, которая совсем не нуждается в обогреве.

Добытая людьми энергия составляет лишь 0,005% солнечного тепла, поэтому глобальных изменений на планете тепловое загрязнение пока не вызывает. Однако его концентрация в промышленных территориях приводит к нарушениям климата локального масштаба, обедняет жизнь в прилежащих водоемах и на суше.

Карта теплового загрязнения

Как предотвратить тепловое загрязнение?

Для того, чтобы тепловое загрязнение не стало глобальной проблемой, человечество должно совершить постепенный переход с использования ископаемого топлива на альтернативные источники энергии: солнечную радиацию, энергию ветра и воды.

Уже сегодня тепловое загрязнение от ТЭЦ можно уменьшить, если вместо паровых турбин использовать магнитогидродинамический метод преобразования тепла в электричество. Экологам и биологам предстоит рассчитать границы, в которых человеческое вмешательство не принесет вреда биосфере.

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:

  • Экологические – разрушение экосистем, снижение видового разнообразия, разрушение генофонда планетарной биоты.
  • Экономические – падение продуктивности водоемов, увеличение затрат на устранение последствий загрязнения).
  • Социальные – изменение природных ландшафтов, вплоть до их полной деградации.

Последствия

Тепловое загрязнение относится к воздействиям, которые изменяют физические характеристики среды обитания растений, животных, человека.

  • Изменяется климат в промышленных многолюдных районах: тепловые острова, постоянная облачность, смог.
  • Обедняется жизнь в водоемах и морских акваториях, вырождаются ценные промысловые породы рыб.
  • Повышается температура почвы и подземных вод, что приводит к уничтожению многих видов растений и микроорганизмов.

Последствия теплового загрязнения наносят обществу экономический, эстетический, экологический ущерб. Снижается добыча ценных пород рыб, деградируют ландшафты, исчезают с лица земли уникальные экосистемы.

Парниковый эффект как глобальное тепловое загрязнение среды

Если принять точку зрения, согласно которой основной причиной наблюдающегося глобального потепления является спровоцированный различными видами человеческой деятельности выброс парниковых газов (см. раздел Биотехносфера), то некоторые из его последствий можно квалифицировать как «опосредованное негативное температурное воздействие на организмы». Так, в ряде регионов отмечен сдвиг фенологических фаз развития организмов, имеющий негативные последствия. Наблюдается и увеличение продолжительности периодов стратификации водных объектов. В этой связи, следует вспомнить о том, что в геологическом прошлом Земли, в периоды максимального содержания СО2 в атмосфере (например, в юрский период) значительная часть Мирового океана находилась в состоянии меромиксии. Подобно современному Черному морю, их глубины были заражены сероводородом, что исключало существование на этих участках каких-либо высокоорганизованных форм жизни.

Читайте так же:  Сроки давности привлечения к административной ответственности таблица

Таким образом, несмотря на то, что тепловому загрязнению при анализе экологических проблем, как правило, уделяется незначительное внимание, данный процесс, а также его косвенные последствия, способны вызвать деградацию окружающей среды, в т.ч. в крупных масштабах.

Тепловое загрязнение окружающей среды: источники и последствия

Для всех обитателей Земли человек – самый неудобный и опасный сосед. Его хозяйственная деятельность сопровождается физическим загрязнением биосферы: шумом, вибрацией, излучением различной частоты. Растительный и животный мир в таких условиях деградирует и вымирает. Немалую роль в этом играет тепловое загрязнение – неестественное повышение температуры воды и воздуха в промышленных районах.

Миллиарды лишних килокалорий, выброшенных человеком на ветер, угнетают все живое вокруг, негативно влияют на экосистему регионов.

Информация

Видео (кликните для воспроизведения).

Добавить в ЗАКЛАДКИ

Поделиться:

Источники теплового загрязнения

Тепловое загрязнение распространяется на гидросферу, атмосферу, литосферу.

Источники теплового загрязнения гидросферы

Температурный режим водоемов осложняет работа ТЭС и АЭС. Тепловые и атомные электростанции берут из близлежащих рек и озер воду для охлаждения конденсаторов и турбин, а нагретую жидкость сбрасывают назад с температурой на 8-12° выше обычной.

При производстве 1 кВт•ч электроэнергии в окружающую среду от ТЭЦ поступает 135 ккал, а от АЭС – 1900 ккал лишнего тепла. В связи с этим, средняя температура в водоемах повышается на 5-12°, что оказывает негативное влияние на живые организмы.

Тепловое загрязнение атмосферы

В повышение температурного режима атмосферы вносят свою лепту все промышленные предприятия, но основная нагрузка падает на предприятия энергетики, металлургические, нефтеперерабатывающие комбинаты и транспорт.

Трубы заводов, тепловые двигатели автомобилей загрязняют атмосферу горячими газами с температурой 60-120° – воздух возле них нагревается на 6-7° выше обычного, из-за чего в радиусе 50-100 м от «горячих» труб и факелов наблюдается угнетение растительности и ухудшение условий жизни.

Химический состав выброшенных в атмосферу веществ: углекислого газа, метана, фтор углеродов – способствует образованию парникового эффекта. Газы пропускают ультрафиолетовые солнечные лучи, идущие к поверхности земли, но задерживают инфракрасное излучение тепла в обратном направлении.

В итоге тепловое загрязнение атмосферы над промышленными городами-миллионниками распространяется на высоту до 1 км в радиусе 50-80 км.

Тепловое загрязнение почв

Источниками повышения температуры верхних слоев земли и грунтовых вод служат коммуникационные системы промышленных предприятий и жилых домов:

  • газовые ходы металлургических заводов с температурой до 150°;
  • подвалы для хранения сжиженного газа;
  • сборные коллекторы;
  • теплотрассы, имеющие температуру 65-160°;
  • жилищные коммуникации с температурой до 60°.

Нагретые подземные сооружения повышают температуру грунта на 2-4°. Зимой это приводит к подтягиванию снега, его поверхностный слой просачивается, а верхний слой почвы вымерзает. Летом прогревание грунта приводит к высыханию верхнего слоя земли, снижению плодородности почвы.

Меры по защите от теплового загрязнения

Больше всего от теплового загрязнения страдают водоемы, поэтому экологические службы многих стран выработали рекомендации по соблюдению температурного режима в реках, озерах, акваториях морей.

  • В западных странах температура воды не должна повышаться больше, чем на 3° от естественного фона; в озерах США воду можно нагревать не выше, чем на 1,6°, а в морях – на 0, 8°.
  • В России допустимо термическое изменений воды в реках и озерах не больше, чем на 3°. Для рек, которые посещают лососевые, температура воды не должна подниматься в летние месяцы выше 20°С.

Второе направление по защите от термального загрязнения – использование нагретой воды в хозяйственных целях:

  • для орошения полей;
  • для обогрева теплиц;
  • для освобождения ото льда водоемов;
  • для образования искусственных прудов и разведения теплолюбивых рыб.

Ученые и хозяйственники ищут все новые сферы использования избыточного тепла.

Контроль температурного режима водоемов

Для того, чтобы сохранить температуру води в реках и озерах на естественном уровне, персонал ТЭС и АЭС использует специальные приспособления.

  • Охладительные бассейны – искусственные резервуары, в которые поступает нагретая вода. Здесь её температура понижается за счет испарения – и она снова поступает в систему охлаждения турбин.
  • Градирни – высокие резервуары для охлаждения воды. Их преимущество в том, что они занимают меньше места, чем охладительные бассейны. Охлажденная вода вновь поступает на промышленный объект.
  • Когенерация – использование нагретой воды для отопления жилых помещений.

Тепловое загрязнение – сравнительно молодая экологическая проблема, решить которую могут совместные усилия ученых, хозяева промышленных предприятий, политики и государственные деятели. Важно не допустить, чтобы тепловое загрязнение из локальной проблемы приобрело глобальные масштабы.

Экология СПРАВОЧНИК

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:

  • устанавливать охладители;
  • применять охлаждение с замкнутым циклом;
  • использовать чистые нагретые воды для орошения, рыборазведения, отопления.

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

Источники

Тепловое загрязнение окружающей среды
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here