Тепловое загрязнение способы нейтрализации

Загрязнение водоемов – основные загрязнители и последствия

Источники теплового загрязнения атмосферы

Выделяются две группы источников:

• естественные – это лесные пожары, вулканы, пыльные бури, суховеи, процессы разложения живых и растительных организмов;
• антропогенные – это нефтегазопереработка, промышленная деятельность, теплоэнергетика, атомная энергетика, транспорт.

Ежегодно в атмосферу Земли в результате деятельности человека поступает около 25 млрд. тонн оксида углерода, 190 млн. тонн оксида серы, 60 млн. тонн оксида азота. Половина всех этих отходов добавляется в результате деятельности энергетической отрасли, промышленности и металлургии.

За последние годы увеличилось количество выхлопных газов от автомобилей.

Последствия

В городах-мегаполисах с крупными промышленными предприятиями атмосферный воздух испытывает сильнейшее тепловое загрязнение. В него поступают вещества, которые имеют более высокую температуру, чем воздушный слой окружающей поверхности. Температура промышленных выбросов всегда выше средней приземного слоя воздуха. Например, при лесных пожарах, из выхлопных труб автомобилей, из труб промышленных предприятий, при отоплении домов выделяются потоки теплого воздуха с различными примесями. Температура такого потока примерно 50-60 ºС. Этот пласт повышает среднегодовую температуру в городе на шесть-семь градусов. В городах и над ними формируются «острова теплоты», что приводит к увеличению облачности, при этом повышается количество осадков и увеличивается влажность воздуха. При присоединении к влажному воздуху продуктов сгорания образуется влажный смог (тип лондонского). Экологи утверждают, что за последние 20 лет средняя температура тропосферы повысилась на 0,7º С.

Последствия теплового влияния на почвенный покров

Газовые трубы, теплотрассы и коммуникационные отводы повышают температуру почвы на несколько градусов, что негативно сказывается на почвогрунте. Зимой это ведет к таянию снега и, как следствие, вымораживанию поверхностных слоев почвы, а летом обратный процесс, происходит нагревание верхнего слоя почвы и его высыхание. Почвенный покров тесно связан с растительностью и живыми микроорганизмами, которые обитают в нем. Изменение в его составе негативно сказывается на их жизнедеятельности.

Последствия сбросов сточных вод

Сброс сточных вод приводит к повышению температуры воды в водоемах на 6-7 ºС, площадь таких теплых пятен может достигать до 30-40 км2.

Теплые пласты воды образуют своеобразную пленку на поверхности водной массы, что препятствует естественному водообмену (поверхностные воды не перемешиваются с донными), уменьшается количество кислорода, а потребность организмов в нем возрастает, при этом увеличивается видовое количество водорослей.

Наибольшая степень теплового загрязнения вод осуществляется электростанциями. Вода используется для охлаждения турбин АЭС и газового конденсата в ТЭС. Вода, используемая электростанциями, нагревается примерно на 7-8 ºС, после этого она сбрасывается в близлежащие водоемы.

Увеличение температуры воды в водоемах негативно сказывается на живых организмах. Для каждого из них есть температурный оптимум, при котором популяция чувствует себя превосходно. В естественной среде при медленном повышении или понижении температуры живые организмы постепенно приспосабливаются к изменениям, но если температура повышается резко (например, при большом объеме стоковых сбросов промышленными предприятиями), то времени для акклиматизации у организмов нет. Они получают тепловой шок, в результате которого могут погибнуть. Это является одним из самых негативных последствие теплового загрязнения для водных организмов.

Но могут быть и иные, более пагубные последствия. Например, влияние теплового загрязнения воды на обмен веществ. С увеличением температуры у организмов увеличивается скорость обмена веществ, растет потребность в кислороде. Но с повышением температуры воды содержание кислорода в ней падает. Его нехватка приводит к гибели многих видов водных живых организмов. Почти стопроцентное уничтожение рыб и беспозвоночных вызывает повышение температуры воды на несколько градусов в летнее время. При изменении температурного режима меняется и поведение рыб, нарушается естественная миграция, происходит несвоевременный нерест.

Таким образом, увеличение температуры воды может изменить видовую структуру водоемов. Многие виды рыб или уходят с этих территорий, или погибают. Характерные для этих мест водоросли сменяются на теплолюбивые виды.

Если вместе с теплой водой в водоемы попадают органические и минеральные вещества (бытовые стоки, смытые с полей минеральные удобрения), происходит резкое размножение водорослей, они начинают образовывать плотную массу, закрывая друг друга. В результате этого происходит их гибель и гниение, что приводит к мору всех живых организмов водоема.

Представляет опасность тепловое загрязнение водоемов тепловыми электростанциями. Они генерируют энергию при помощи турбин, отработанный газ необходимо время от времени охлаждать. Используемую воду сбрасывают в водоемы. На крупных ТЭС это количество доходит до 90 м3. Это означает, что в водоем поступает непрерывный теплый поток.

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.

Ущерб от загрязнения водных экосистем

Все последствия теплового загрязнения водоемов наносят катастрофический вред живым организмам и изменяют среду обитания самого человека. В результате загрязнения наносится ущерб:

• эстетический (нарушается внешний вид ландшафтов);
• экономический (ликвидация последствий загрязнения, исчезновение многих видов рыб);
• экологический (уничтожаются виды водной растительности и живых организмов).

Объемы теплых вод, сбрасываемых электростанциями, постоянно растут, следовательно, будет расти и температура водоемов. Во многих реках, по мнению экологов, она увеличится на 3-4 °С. Этот процесс уже идет. Например, в некоторых реках Америки перегрев воды составляет около 10-15 °С, Англии – 7-10°С, Франции — 5°С.

Тепловое загрязнение окружающей среды

Тепловое загрязнение (тепловое физическое загрязнение) – это форма, которая возникает в результате повышения температуры окружающей среды. Его причинами являются промышленные и военные выбросы нагретого воздуха, крупные пожары.

Тепловое загрязнение окружающей среды связано с работой предприятий химической, целлюлозно-бумажной, металлургической, деревообрабатывающей промышленности, ТЭС и АЭС, которые требуют большие объемы воды для охлаждения оборудования.

Мощным загрязнителем среды является транспорт. Около 80 % всех ежегодных выбросов приходится на автомобили. Многие вредные вещества рассеиваются на значительные расстояния от источника загрязнения.

При сжигании газа на ТЭС помимо химического воздействия на атмосферу, происходит и тепловое загрязнение. Кроме того, примерно в радиусе 4 км от факела многие растения находятся в угнетенном состоянии, а в радиусе 100 метров – гибнет растительный покров.

Ежегодно на территории России образуется около 80 млн. тонн разнообразных промышленных и бытовых отходов, которые являются источником загрязнения почвенного покрова, растительности, подземных и поверхностных вод, атмосферного воздуха. Кроме того, они являются источником радиационного и теплового загрязнения природных объектов.

Воды суши загрязнены разнообразными химическими отходами, которые попадают туда при смыве минеральных удобрений, пестицидов с почв, с канализационными и промышленными стоками. В водоемах происходит тепловое и бактериальное загрязнение, погибают многие виды растений и животных.

Любой сброс тепла в природную среду приводит к изменению температуры ее компонентов, особо сильное влияние испытывают нижние слои атмосферы, почва и объекты гидросферы.

По оценкам экологов, тепловые выбросы в окружающую среду не способны пока повлиять на баланс планеты, но на конкретную территорию они оказывают существенное влияние. Например, температура воздуха в крупных городах обычно несколько выше, чем вне города, изменяется тепловой режим рек или озер при сбросе в них сточных вод тепловых электростанций. Меняется видовой состав обитателей этих пространств. Для каждых видов существует свой температурный интервал, при котором вид способен приспособится. Например, форель способна выжить в теплой воде, но не способна размножаться.

Таким образом, тепловые сбросы оказывают влияние и на биосферу, хотя это и не в масштабе планеты, но тоже ощутимо для человека.

Температурное загрязнение почвенного покрова чревато тем, что происходит тесное взаимодействие с животными, растительностью и микробными организмами. При повышении температуры почвогрунта, происходит изменение растительного покрова на более теплолюбивые виды, многие микроорганизмы погибают, не имея возможности приспособится к новым условиям.

Тепловое загрязнение подземных вод происходит вследствие попадания стоков в водоносные горизонты. Это негативно сказывается на качестве воды, ее химическом составе, тепловом режиме.

Тепловое загрязнение окружающей среды ухудшает условия жизни и деятельности человека. В городах при повышенной температуре в сочетании с высокой влажностью у людей возникают частые головные боли, общее недомогание, скачки артериального давления. Повышенная влажность приводит к коррозии металлов, повреждению канализационных отводов, теплопроводов, газовых труб и так многого другого.

Тепловое загрязнение водоемов и атмосферы

Тепловое загрязнение водоемов и атмосферы имеет место и при эксплуатации атомных электростанций. В настоящее время установлена закономерность общего повышения температуры водоемов, рек, атмосферы, особенно в местах нахождения электростанций, промышленных предприятий в крупных индустриальных районах. В свою очередь, это приводит к изменению теплового режима водоемов, что сказывается на жизни биоорганизмов, к возникновению нежелательных воздушных потоков из-за повышения температуры в атмосфере, изменению влажности воздуха и солнечной радиации и, в конечном случае, к изменению микроклимата.
Тепловое загрязнение водоемов происходит за счет большого количества горячих и теплых стоков. Повышение температуры воды в водоемах увеличивает действие токсических веществ, вносит искажения в биологические процессы существования водных сообществ.

Тепловое загрязнение водоемов приводит к последовательной смене видового состава и нарушению формирования сообществ водорослей.

Тепловое загрязнение водоемов может быть уменьшено с перс-ходом на замкнутые циклы использования воды.

Причиной теплового загрязнения водоемов является сброс нагретых вод из систем охлаждения ( особенно водами тепловых электростанций), через которые проходит до 5 % от потребления промышленностью пресных вод. Однако этот показатель непрерывно возрастает. Тепловое загрязнение влияет на термический и биологический режим водоемов.

Серьезными последствиями чревато тепловое загрязнение водоемов, вызываемое сбросом нагретых сточных вод, — поскольку оно воздействует на термический и биологический режим поверхностных вод, влияя тем самым на жизнь водной флоры и фауны.

Кроме того, тепловое загрязнение водоемов, ориентировочно оцениваемое выбросами 4 19 — 1010 ГДж тепла, привело бы к повышению температуры водоемов до величин порядка 30 С. Сразу же подчеркнем, что в действительности за счет применения повой техники решения должны быть и будут более благоприятными.

Для борьбы с тепловым загрязнением водоемов ( биологически недопустимого повышения температуры воды) может быть предусмотрено двухступенчатое охлаждение: в градирнях и прудах-охладителях.

Кроме того, происходит значительное тепловое загрязнение водоемов при сбрасывании в них тепловой воды. На поверхности Земли осаждаются отходы в виде золы, серы и других твердых частиц.

АЭС представляют собой потенциальный источник теплового загрязнения водоемов. Примерно половина тепловой энергии, возникающей в атомном реакторе в результате ядерного распада, удаляется с охлаждающими водами. Количество последних в 1 5 — 1 7 раза больше, чем на тепловых электростанциях, и достигает на крупных АЭС нескольких миллионов кубических метров в сутки.

АЭС представляют собой потенциальный источник теплового загрязнения водоемов. Примерно половина тепловой энергии, возникающей в атомном реакторе в результате ядерного распада, удаляется с охлаждающими водами. Количество последних в 1 5 — 1 7 раза больше, чем на тепловых электростанциях, и достигает на крупных АЭС нескольких миллионов кубических метров в сутки.

Сточные воды, сбрасываемые электростанциями, содержат: воды охлаждения конденсаторов турбин, вызывающие тепловое загрязнение водоемов; реген рационные и промывочные воды от водоподготовительных установок и конденсатоочисток; воды, загрязненные нефтепродуктами; воды от наружных обмывок поверхностей нагрева котлов и пиковых подогревателей, работающих на сернистом мазуте; отработанные растворы после химической очистки и консервации оборудования; воды систем гидрозолоудаления на ГЭС, работающих на твердом топливе. Для электростанций характерны залповые сбросы.

Кроме загрязнения водоемов различными вредными веществами, поступающими в них со сточными водами, существует тепловое загрязнение водоемов, вызываемое сбросом в них теплой воды. Основным источником такого загрязнения являются тепловые электростанции и, в частности, атомные. Они забирают воду из водоемов для охлаждения конденсаторов и потом сбрасывают ее обратно с более высокой температурой. Это само по себе не производит прямого воздействия на качество воды, но может оказать косвенное влияние: повышение температуры воды в водоеме интенсифицирует биологические процессы — приводит к цветению воды, уменьшению растворимости газов в ней, в том числе кислорода, изменению физических и химических свойств.

Последствия загрязнения природной среды

Можно конкретизировать все последствия теплового загрязнения окружающей среды и выделить основные проблемы, которые требуют решения:

1.Образуются тепловые острова в крупных городах.

2. Образуется смог, увеличивается влажность воздуха и формируется постоянная облачность в мегаполисах.

3. Возникают проблемы в реках, озерах и прибрежных акваториях морей и океанов. Из-за повышения температурного режима нарушается экологический баланс, гибнут многие виды рыб, водных растений.

4. Изменяются химические и физические свойства воды. Она становится непригодной к употреблению даже после очистки.

5. Гибнут или находятся в угнетенном состоянии живые организмы водоемов.

6. Увеличивается температуры подземных вод.

7. Нарушается структура почвы и ее состав, происходит угнетение или уничтожение растительности и микроорганизмов, обитающих в ней.

Последствия загрязнения воды могут быть самыми печальными

Как это ни странно, но по мере развития цивилизации растет угроза экологической безопасности для всей планеты. В частности, это касается загрязнения водных источников. Ведь не секрет, что последствия загрязнения воды могут быть катастрофическими для всего человечества. По мере возрастания прогресса число потребностей человека увеличивается, и полностью удовлетворить их возможно только увеличив объемы промышленного производства. А ведь именно промышленные отходы и вызывают такие печальные последствия, поскольку современное состояние очистительных сооружений оставляет желать лучшего или же вовсе отсутствуют необходимые системы промышленной очистки воды.

Как свидетельствуют отчеты экспертов ООН, которые публикуются ежегодно в преддверии Всемирного дня воды (22 марта), количество людей, заболевающих и умирающих только потому, что употребляют загрязненную воду, практически равно количеству жертв различных видов насилия. И по мере развития индустриализации и урбанизации степень загрязнения воды только увеличивается. По оценкам независимых экспертов, от заболеваний, вызванных употреблением чрезмерно загрязненной воды, погибает в год не менее 1,8 миллиона детей во всем мире. Причем возраст их не превышает пяти лет.

Решения BWT для промышленной и бытовой очистки воды:

Фильтры механической очистки

Фильтр с активированным углем

Удаление железа и марганца

Фильтры под мойку

Таким образом, последствия употребления загрязненной воды для человека, это различные кишечные и инфекционные заболевания — холера, тиф, гепатит, дизентерия, гастроэнтерит. Кроме того, загрязнение воды приводит к ухудшению состояния кожи, отрицательно сказывается на состоянии волос, приводит к порче зубов. Хлор, который используется для водоподготовке питьевой воды в системах центрального водоснабжения, очень часто не вступает в реакцию с некоторыми элементами. Например, хлор совершенно не влияет на соединения фтора и фенола, которые оказывают на деятельность печени и почек отрицательное воздействие. Почки и печень — это та зона риска, для которой употребление загрязненной воды имеет самые пагубные последствия.

Негативные последствия загрязнения воды, а именно большое содержание в ней свинца, кадмия, хрома, бензопирена для человека выражаются в стремительном ухудшении здоровья. Критическое накопление в организме этих вредных элементов зачастую становится причиной появления онкологических заболеваний, а также расстройств центральной и периферической нервной систем. Кишечные палочки, энтеровирусы — это вредные микроорганизмы, оказывающие негативное воздействие на работу желудочно-кишечного тракта. Если не подвергать воду дополнительной обработке, то последствия легко предугадать — это развитие мочекаменной и желчно-каменной болезней, нарушение работы сердечнососудистой системы и т.д. Также велика вероятность заболеваний хроническими нефритами и гепатитами.

В нашей стране на сегодняшний день более 50 процентов городских систем водоснабжения исчерпали свой эксплуатационный ресурс, и находятся в аварийно-опасном состоянии. Это, так сказать, является последствием их длительного использования. Более того, как показывают результаты проводимых проверок, у подавляющего большинства отечественных промышленных предприятий отсутствуют какие бы то ни было сооружения по водоочистке, так что свои отходы они сбрасывают в открытые водоемы. Не стоит и говорить о том, какие последствия данные действия имеют для природы.

Следовательно, чтобы избежать отравления и других отрицательных последствий употребления воды с загрязнениями, необходимо самим заботиться о ее очистке. Конечно, это еще не факт, что из Вашего крана течет вода с загрязнениями, но ведь без проведения анализа нельзя с уверенностью утверждать, что загрязнения в ней отсутствуют.

Что касается таких водоемов как реки и озера, то в них загрязнение происходит по причине использования различных современных химикатов и удобрений. Как утверждают ученые, 80 процентов из них не проходили никаких испытаний, поэтому даже трудно сказать, какими будут последствия.

Загрязняющие вещества могут попасть в воду на любом этапе кругооборота, а последствия загрязнения воды, а именно ее употребления, могут проявляться не сразу, а спустя некоторое время, пока в организме накопится большое количество вредных элементов. Поэтому, настоятельно рекомендуется заботиться о своем здоровье, устанавливая в домах системы очистки воды.

Тепловое загрязнение. Профилактика и меры его предотвращения

Основной мерой предотвращения теплового загрязнения окружающей среды является постепенный отказ от использования топлива, полный переход на альтернативную возобновляемую энергию: солнечная, ветровая и энергия гидроресурсов.

Для защиты акваторий от теплового загрязнения в системе охлаждения турбин, необходимо сооружать водоемы – охладители, из которых вода после остывания снова может быть использована в системе охлаждения.

В последние десятилетия инженеры стремятся исключить паровую турбину в ТЭС, используя магнитогидродинамический способ превращения тепловой энергии в электрическую. Это значительно уменьшает тепловое загрязнение прилегающей территории и водоемов.

Биологи стремятся выявить пределы устойчивости биосферы в целом и отдельных видов живых организмов, а также пределы равновесия биологических систем.

Экологи в свою очередь изучают степень влияния хозяйственной деятельности людей на естественные процессы в окружающей среде и стремятся найти способы предотвратить негативное влияние.

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

Источник