Топлинното замърсяване се отнася до явленията, при които топлината се отделя във водните тела или в атмосферния въздух. В същото време температурата се повишава много по-високо от средната норма. Топлинното замърсяване на природата е свързано с човешката дейност и емисиите на парникови газове, които са основната причина за глобалното затопляне.
Източници на топлинно замърсяване на атмосферата
Има две групи източници:
- естествени - това са горски пожари, вулкани, прашни бури, сухи ветрове, процеси на разлагане на живи и растителни организми;
- антропогенни са преработката на нефт и газ, промишлената дейност, топлоенергетиката, ядрената енергия, транспорта.
Всяка година около 25 милиарда тона въглероден окис, 190 милиона тона серен оксид, 60 милиона тона азотен оксид навлизат в земната атмосфера в резултат на човешката дейност. Половината от всички тези отпадъци се добавят в резултат на дейността на енергийната индустрия, индустрията и металургията.
Емисиите на отработените газове от автомобилите са се увеличили през последните години.
Последствия
В метрополните градове с големи промишлени предприятия атмосферният въздух изпитва най-силно топлинно замърсяване. Той получава вещества, които имат по-висока температура от въздушния слой на заобикалящата повърхност. Температурата на промишлените емисии винаги е по-висока от средния повърхностен слой на въздуха. Например, по време на горски пожари, от изпускателните тръби на автомобили, от тръбите на промишлени предприятия, при отопление на къщи се отделят потоци топъл въздух с различни примеси. Температурата на такъв поток е приблизително 50-60 ºС. Този слой повишава средната годишна температура в града с шест до седем градуса. В и над градовете се образуват „острови на топлината“, което води до увеличаване на облачността, като същевременно се увеличава количеството на валежите и се повишава влажността на въздуха. Когато продуктите на горенето се добавят към влажен въздух, се образува влажен смог (като лондонски смог). Еколозите казват, че през последните 20 години средната температура на тропосферата се е увеличила с 0,7º C.
Източници на термично замърсяване на почвата
Източници на термично замърсяване на почвата в големите градове и индустриални центрове са:
- газови тръби на металургични предприятия, температурата достига 140-150ºС;
- топлопровод, температура около 60-160ºС;
- комуникационни кранове, температура 40-50º C.
Последствия от топлинно въздействие върху почвената покривка
Газови тръби, отоплителни мрежи и комуникационни изводи повишават температурата на почвата с няколко градуса, което е отрицателнозасяга почвата. През зимата това води до топене на снега и в резултат на това замръзване на повърхностните слоеве на почвата, а през лятото настъпва обратният процес, горният слой на почвата се нагрява и изсушава. Почвената покривка е тясно свързана с растителността и живите микроорганизми, които живеят в нея. Промяната в състава му се отразява негативно на живота им.
Източници на топлинно замърсяване на хидрологични съоръжения
Термичното замърсяване на водните обекти и крайбрежните морски зони възниква в резултат на заустването на отпадъчни води във водни обекти от атомни и топлоелектрически централи, промишлени предприятия.
Ефекти от заустванията на отпадъчни води
Изхвърлянето на отпадни води води до повишаване на температурата на водата във водоемите с 6-7 ºС, площта на такива топли точки може да достигне до 30-40 км2.
Топлите слоеве вода образуват своеобразен филм върху повърхността на водната маса, който предотвратява естествения обмен на вода (повърхностните води не се смесват с дънните води), количеството кислород намалява и необходимостта на организмите от той се увеличава, докато видовият брой на водораслите се увеличава.
Най-голямата степен на замърсяване на термалните води се извършва от електроцентрали. Водата се използва за охлаждане на турбините на АЕЦ и газовия кондензат в ТЕЦ. Водата, използвана от електроцентралите, се загрява с около 7-8 ºС, след което се зауства в близките водни обекти.
Увеличаването на температурата на водата във водоемите има отрицателно въздействие върху живите организми. За всеки от тях има температурен оптимум, при който се чувства населениетоотличен. В естествената среда, с бавно повишаване или понижаване на температурата, живите организми постепенно се адаптират към промените, но ако температурата се повиши рязко (например с голям обем отпадъчни води от промишлени предприятия), тогава организмите нямат време да се аклиматизират. Те получават топлинен шок, в резултат на което могат да умрат. Това е един от най-негативните ефекти на топлинното замърсяване върху водния живот.
Но може да има други, по-пагубни последици. Например ефектът от замърсяването на термалната вода върху метаболизма. С повишаване на температурата в организмите скоростта на метаболизма се увеличава и нуждата от кислород се увеличава. Но с повишаване на температурата на водата съдържанието на кислород в нея намалява. Недостигът му води до смъртта на много видове водни живи организми. Почти 100% унищожаването на рибите и безгръбначните води до повишаване на температурата на водата с няколко градуса през лятото. При промяна на температурния режим се променя и поведението на рибите, нарушава се естествената миграция и възниква ненавременно хвърляне на хайвера.
По този начин повишаването на температурата на водата може да промени видовата структура на водните тела. Много видове риби или напускат тези зони, или умират. Характерните за тези места водорасли се заменят с топлолюбиви видове.
Ако заедно с топла вода, органични и минерални вещества (битова канализация, минерални торове, измити от нивите) попаднат във водоемите, има рязко размножаване на водорасли, те започват да се образуватплътна маса, покриваща се един друг. В резултат на това настъпва тяхната смърт и разпадане, което води до мор на всички живи организми на резервоара.
Термичното замърсяване на водните обекти от ТЕЦ е опасно. Те генерират енергия с помощта на турбини, отработените газове трябва да се охлаждат от време на време. Използваната вода се изхвърля в резервоари. При големите топлоелектрически централи това количество достига 90 m3. Това означава, че непрекъснат топъл поток влиза в резервоара.
Увреждане от замърсяване на водните екосистеми
Всички последици от термичното замърсяване на водните обекти причиняват катастрофални щети на живите организми и променят местообитанието на самия човек. Щети, причинени от замърсяване:
- естетичен (видът на пейзажи е нарушен);
- икономически (възстановяване на замърсяването, изчезване на много видове риби);
- екологична (унищожени са видове водна растителност и живи организми).
Обемът на топлата вода, изпускана от електроцентралите, непрекъснато нараства, следователно температурата на водните тела също ще се повиши. В много реки според еколозите ще се повиши с 3-4 °C. Този процес вече е в ход. Например в някои реки в Америка прегряването на водата е около 10-15 °С, в Англия - 7-10 °С, във Франция - 5 °С.
Термично замърсяване
Термичното замърсяване (топлинно физическо замърсяване) е форма, която възниква в резултат на повишаване на температурата на околната среда. Причините за него са промишлени и военни емисии на топъл въздух, големи пожари.
Топлинното замърсяване на околната среда е свързано с работата на предприятия от химическата, целулозно-хартиената, металургичната, дървообработващата промишленост, ТЕЦ и атомните електроцентрали, които изискват големи обеми вода за охлаждане на оборудването.
Транспортът е мощен замърсител на околната среда. Около 80% от всички годишни емисии идват от автомобили. Много вредни вещества са разпръснати на значителни разстояния от източника на замърсяване.
При изгаряне на газ в ТЕЦ, освен химични ефекти върху атмосферата, се получава и топлинно замърсяване. Освен това, в радиус от приблизително 4 км от факела, много растения са в депресивно състояние, а в радиус от 100 метра растителната покривка умира.
Всяка година в Русия се генерират около 80 милиона тона различни промишлени и битови отпадъци, които са източник на замърсяване на почвената покривка, растителността, подземните и повърхностни води и атмосферния въздух. Освен това те са източник на радиация и топлинно замърсяване на природни обекти.
Сухоземните води са замърсени с различни химически отпадъци, които попадат там, когато минералните торове, пестицидите се отмиват от почвата, с отпадъчни води и промишлени отпадъчни води. Настъпва термично и бактериално замърсяване в резервоарите, много видове растения и животни умират.
Всяко отделяне на топлина в естествената среда води до промяна в температурата на нейните компоненти, особено на долните слоеве на атмосферата,почва и хидросферни обекти.
Според еколозите, топлинните емисии в околната среда все още не могат да повлияят на баланса на планетата, но имат значително влияние върху конкретна област. Например, температурата на въздуха в големите градове обикновено е малко по-висока, отколкото извън града; топлинният режим на реките или езерата се променя, когато в тях се заустват отпадъчни води от ТЕЦ. Видовият състав на обитателите на тези пространства се променя. Всеки вид има свой температурен диапазон, в който видът може да се адаптира. Например пъстървата може да оцелее в топла вода, но не може да се размножава.
По този начин термичните разряди влияят и на биосферата, въпреки че това не е в планетарен мащаб, но е забележимо и за хората.
Температурното замърсяване на почвената покривка е изпълнено с факта, че има тясно взаимодействие с животни, растителност и микробни организми. С повишаване на температурата на почвата, растителната покривка се променя на по-топлолюбиви видове, много микроорганизми загиват, неспособни да се адаптират към новите условия.
Термичното замърсяване на подземните води се получава в резултат на навлизане на отток във водоносни хоризонти. Това се отразява негативно на качеството на водата, нейния химичен състав и топлинни условия.
Термичното замърсяване на околната среда влошава условията на живот и човешката дейност. В градовете, с повишени температури, съчетани с висока влажност, хората изпитват чести главоболия, общо неразположение, конни надбягвания.кръвно налягане. Високата влажност води до корозия на метали, повреда на канализацията, топлинните тръби, газопроводите и т.н.
Последствия от замърсяването на околната среда
Можете да посочите всички последствия от термичното замърсяване на околната среда и да подчертаете основните проблеми, които трябва да бъдат решени:
1. В големите градове се образуват топлинни острови.
2. Образува се смог, влажността на въздуха се увеличава и в мегаполисите се образува постоянна облачност.
3. Проблеми възникват в реките, езерата и крайбрежните зони на моретата и океаните. Поради повишаването на температурата се нарушава екологичното равновесие, много видове риби и водни растения загиват.
4. Химичните и физичните свойства на водата се променят. Става неизползваем дори след почистване.
5. Живите организми на водните тела умират или са в депресивно състояние.
6. Температурите на подземните води се повишават.
7. Структурата на почвата и нейният състав са нарушени, растителността и микроорганизмите, живеещи в нея, са потиснати или унищожени.
Термично замърсяване. Превенция и мерки за предотвратяването му
Основната мярка за предотвратяване на топлинното замърсяване на околната среда е постепенното изоставяне на използването на гориво, пълен преход към алтернативна възобновяема енергия: слънчева, вятърна и водна енергия.
За предпазване на водните площи от топлинно замърсяване в охладителната система на турбината е необходимо да се изградят резервоари - охладители, от които вода след охлажданеможе да се използва отново в охладителната система.
През последните десетилетия инженерите се опитват да премахнат парната турбина в топлоелектрическите централи, използвайки магнитохидродинамичния метод за преобразуване на топлинната енергия в електрическа енергия. Това значително намалява термичното замърсяване на околността и водните обекти.
Биолозите се стремят да идентифицират границите на стабилността на биосферата като цяло и отделните видове живи организми, както и границите на равновесието на биологичните системи.
Еколозите от своя страна изучават степента на влияние на човешката икономическа дейност върху естествените процеси в околната среда и се стремят да намерят начини за предотвратяване на отрицателно въздействие.
Пазете околната среда от термично замърсяване
Прието е термичното замърсяване да се разделя на планетарно и локално. В планетарен мащаб замърсяването не е много голямо и възлиза на едва 0,018% от слънчевата радиация, влизаща в планетата, тоест в рамките на един процент. Но термичното замърсяване оказва силно въздействие върху природата на местно ниво. За да се регулира това влияние в повечето индустриализирани страни, са въведени граници (граници) на топлинно замърсяване.
По правило се определя границата за режима на водните обекти, тъй като моретата, езерата и реките страдат в голяма степен от термично замърсяване и получават основната му част.
В европейските страни водните тела не трябва да се затоплят с повече от 3 °C от естествената им температура.
В САЩ загряването на водата в реките не трябва да е по-бяло от 3 °С, в езерата - 1,6 °С, във водите на моретата и океаните - 0,8 °С.
BВ Русия температурата на водата във водоемите не трябва да се повишава с повече от 3 °C в сравнение със средната температура на най-горещия месец. Във водоеми, обитавани от сьомга и други студолюбиви видове риби, температурата не може да се повишава с повече от 5 °C, през лятото не по-висока от 20 °C, през зимата - 5 °C.
Мащабът на топлинното замърсяване в близост до големи индустриални центрове е доста значителен. Така например от индустриален център с население от 2 милиона души, от атомна електроцентрала и петролна рафинерия, топлинното замърсяване се разпространява на 120 km разстояние и 1 km на височина.
Еколозите предлагат използването на топлинни отпадъци за битови нужди, например:
- за напояване на земеделска земя;
- в оранжерийната индустрия;
- за поддържане на северните води в състояние без лед;
- за дестилация на тежки продукти от нефтената промишленост и мазут;
- за отглеждане на топлолюбиви видове риби;
- за изграждане на изкуствени езера, отопляеми през зимата за диви водолюбиви птици.
В планетарен мащаб термичното замърсяване на природната среда косвено засяга глобалното затопляне. Емисиите на парникови газове от индустриите не повишават директно температурите, а ги увеличават чрез парниковия ефект.
За да разреши проблемите на околната среда и да ги предотврати в бъдеще, човечеството трябва да реши редица глобални проблеми и да насочи всички усилия към намаляване на замърсяването на въздуха, топлиннитезамърсяване на планетата.
