Tepelné znečistenie označuje javy, pri ktorých sa teplo uvoľňuje do vodných útvarov alebo do atmosférického vzduchu. Zároveň teplota stúpa oveľa vyššie ako je priemerná norma. Tepelné znečistenie prírody súvisí s ľudskou činnosťou a emisiami skleníkových plynov, ktoré sú hlavnou príčinou globálneho otepľovania.
Zdroje tepelného znečistenia atmosféry
Existujú dve skupiny zdrojov:
- prírodné - to sú lesné požiare, sopky, prachové búrky, suché vetry, procesy rozkladu živých a rastlinných organizmov;
- antropogénne sú spracovanie ropy a plynu, priemyselná činnosť, tepelná energetika, jadrová energetika, doprava.
Každý rok sa do atmosféry Zeme v dôsledku ľudskej činnosti dostane asi 25 miliárd ton oxidu uhoľnatého, 190 miliónov ton oxidu síry a 60 miliónov ton oxidu dusíka. Polovica tohto odpadu vzniká v dôsledku činností energetického priemyslu, priemyslu a hutníctva.
Emisie výfukových plynov automobilov sa v posledných rokoch zvýšili.
Dôsledky
V metropolitných mestách s veľkými priemyselnými podnikmi je atmosférický vzduch najsilnejšie tepelne znečistený. Prijíma látky, ktoré majú vyššiu teplotu ako vzduchová vrstva okolitého povrchu. Teplota priemyselných emisií je vždy vyššia ako priemerná povrchová vrstva vzduchu. Napríklad pri lesných požiaroch, z výfukových potrubí áut, z potrubí priemyselných podnikov, pri vykurovaní domov sa uvoľňujú prúdy teplého vzduchu s rôznymi nečistotami. Teplota takéhoto prúdu je približne 50-60 ºС. Táto vrstva zvyšuje priemernú ročnú teplotu v meste o šesť až sedem stupňov. V mestách a nad nimi vznikajú „ostrovy tepla“, čo vedie k zväčšovaniu oblačnosti, pričom sa zvyšuje množstvo zrážok a zvyšuje sa vlhkosť vzduchu. Keď sa produkty spaľovania pridávajú do vlhkého vzduchu, vzniká vlhký smog (ako londýnsky smog). Ekológovia tvrdia, že za posledných 20 rokov sa priemerná teplota v troposfére zvýšila o 0,7º C.
Zdroje tepelného znečistenia pôdy
Zdroje tepelného znečistenia pôdy vo veľkých mestách a priemyselných centrách sú:
- plynové potrubia hutníckych podnikov, teplota dosahuje 140-150ºС;
- vykurovacia sieť, teplota okolo 60-160ºС;
- komunikačné kohútiky, teplota 40-50º C.
Dôsledky tepelného vplyvu na pôdny kryt
Plynové potrubia, rozvody kúrenia a komunikačné výstupy zvyšujú teplotu pôdy o niekoľko stupňov, čo je zápornéovplyvňuje pôdu. V zime to vedie k topeniu snehu a v dôsledku toho k zamrznutiu povrchových vrstiev pôdy a v lete dochádza k opačnému procesu, horná vrstva pôdy sa zahrieva a suší. Pôdna pokrývka úzko súvisí s vegetáciou a živými mikroorganizmami, ktoré v nej žijú. Zmena jeho zloženia negatívne ovplyvňuje ich život.
Zdroje tepelného znečistenia hydrologických zariadení
Tepelné znečistenie vodných útvarov a pobrežných morských oblastí vzniká v dôsledku vypúšťania odpadových vôd do vodných útvarov jadrovými a tepelnými elektrárňami, priemyselnými podnikmi.
Účinky vypúšťania odpadových vôd
Vypúšťanie splaškových vôd vedie k zvýšeniu teploty vody v nádržiach o 6-7ºС, plocha takýchto teplých miest môže dosiahnuť až 30-40 km2.
Teplé vrstvy vody vytvárajú na povrchu vodnej masy akýsi film, ktorý bráni prirodzenej výmene vody (povrchové vody sa nemiešajú s spodnými), znižuje sa množstvo kyslíka a potreba organizmov zvyšuje sa, zatiaľ čo počet druhov rias sa zvyšuje.
Najväčší stupeň znečistenia termálnej vody spôsobujú elektrárne. Voda sa používa na chladenie turbín JE a plynového kondenzátu v JE. Voda používaná elektrárňami sa ohrieva asi o 7-8 ºС, potom sa vypúšťa do blízkych vodných plôch.
Zvýšenie teploty vody v nádržiach má negatívny vplyv na živé organizmy. Pre každý z nich existuje teplotné optimum, na ktoré sa obyvateľstvo cítivynikajúce. V prírodnom prostredí s pomalým zvyšovaním alebo znižovaním teploty sa živé organizmy postupne prispôsobujú zmenám, ale ak teplota prudko stúpa (napríklad pri veľkom objeme odpadových vôd z priemyselných podnikov), organizmy nemajú čas. aklimatizovať sa. Dostanú tepelný šok, v dôsledku ktorého môžu zomrieť. Toto je jeden z najnegatívnejších účinkov tepelného znečistenia na vodný život.
Môžu to však mať aj iné, škodlivejšie následky. Napríklad vplyv znečistenia termálnej vody na metabolizmus. So zvyšujúcou sa teplotou v organizmoch sa zvyšuje rýchlosť metabolizmu a zvyšuje sa potreba kyslíka. Ale ako teplota vody stúpa, obsah kyslíka v nej klesá. Jeho nedostatok vedie k smrti mnohých druhov vodných živých organizmov. Takmer 100% likvidácia rýb a bezstavovcov spôsobuje, že v lete teplota vody stúpa o niekoľko stupňov. Pri zmene teplotného režimu sa mení aj správanie rýb, je narušená prirodzená migrácia a dochádza k predčasnému treniu.
Zvýšenie teploty vody teda môže zmeniť druhovú štruktúru vodných útvarov. Mnohé druhy rýb buď opustia tieto oblasti, alebo uhynú. Riasy charakteristické pre tieto miesta sú nahradené teplomilnými druhmi.
Ak sa spolu s teplou vodou do nádrží dostanú aj organické a minerálne látky (domáce splašky, minerálne hnojivá vyplavené z polí), dochádza k prudkému rozmnožovaniu rias, začnú sa vytváraťhustá hmota, ktorá sa navzájom pokrýva. V dôsledku toho dochádza k ich smrti a rozkladu, čo vedie k moru všetkých živých organizmov v nádrži.
Tepelné znečistenie vodných plôch tepelnými elektrárňami je nebezpečné. Energiu generujú pomocou turbín, výfukové plyny je potrebné z času na čas ochladiť. Použitá voda sa vypúšťa do nádrží. Vo veľkých tepelných elektrárňach toto množstvo dosahuje 90 m3. To znamená, že do zásobníka vstupuje nepretržitý teplý prúd.
Škody spôsobené znečistením vodných ekosystémov
Všetky dôsledky tepelného znečistenia vodných útvarov spôsobujú katastrofálne škody na živých organizmoch a menia prostredie samotného človeka. Škody spôsobené znečistením:
- estetický (vzhľad krajiny je narušený);
- ekonomické (oprava znečistenia, vyhynutie mnohých druhov rýb);
- environmentálne (druhy vodnej vegetácie a živé organizmy sú zničené).
Objem teplej vody vypúšťanej elektrárňami neustále rastie, preto bude stúpať aj teplota vodných plôch. V mnohých riekach sa podľa environmentalistov zvýši o 3-4 °C. Tento proces už prebieha. Napríklad v niektorých riekach v Amerike je prehriatie vody asi 10-15 °С, v Anglicku - 7-10 °С, vo Francúzsku - 5 °С.
Tepelné znečistenie
Tepelné znečistenie (tepelné fyzické znečistenie) je forma, ku ktorej dochádza v dôsledku zvýšenia teploty okolia. Príčinou sú priemyselné a vojenské emisie ohriateho vzduchu, veľké požiare.
Tepelné znečistenie životného prostredia je spojené s prácou podnikov chemického, celulózo-papierenského, hutníckeho, drevospracujúceho priemyslu, tepelných elektrární a jadrových elektrární, ktoré vyžadujú veľké objemy vody na chladenie zariadení.
Doprava je silná znečisťujúca látka životného prostredia. Približne 80 % všetkých ročných emisií pochádza z áut. Mnohé škodlivé látky sú rozptýlené na značné vzdialenosti od zdroja znečistenia.
Pri spaľovaní plynu v tepelných elektrárňach dochádza okrem chemických účinkov na atmosféru aj k tepelnému znečisteniu. Navyše v okruhu približne 4 km od pochodne je veľa rastlín v depresívnom stave a v okruhu 100 metrov vegetačný kryt odumiera.
Každý rok sa v Rusku vyprodukuje asi 80 miliónov ton rôznych priemyselných a domácich odpadov, ktoré sú zdrojom znečistenia pôdneho krytu, vegetácie, podzemných a povrchových vôd a atmosférického vzduchu. Okrem toho sú zdrojom žiarenia a tepelného znečistenia prírodných objektov.
Pozemné vody sú znečistené rôznymi chemickými odpadmi, ktoré sa tam dostanú pri zmývaní minerálnych hnojív, pesticídov z pôdy, splaškov a priemyselných odpadových vôd. V nádržiach dochádza k tepelnému a bakteriálnemu znečisteniu, mnoho druhov rastlín a živočíchov umiera.
Akékoľvek uvoľnenie tepla do prírodného prostredia vedie k zmene teploty jeho zložiek, najmä spodných vrstiev atmosféry,objekty pôdy a hydrosféry.
Podľa environmentalistov tepelné emisie do životného prostredia zatiaľ nedokážu ovplyvniť rovnováhu planéty, ale majú významný vplyv na konkrétnu oblasť. Napríklad teplota vzduchu vo veľkých mestách je zvyčajne o niečo vyššia ako mimo mesta, tepelný režim riek alebo jazier sa mení, keď sa do nich vypúšťajú odpadové vody z tepelných elektrární. Mení sa druhové zloženie obyvateľov týchto priestorov. Každý druh má svoj vlastný teplotný rozsah, v ktorom je druh schopný sa prispôsobiť. Napríklad pstruh môže prežiť v teplej vode, ale nemôže sa rozmnožovať.
Tepelné výboje teda ovplyvňujú aj biosféru, hoci to nie je v planetárnom meradle, ale je to viditeľné aj pre ľudí.
Teplotné znečistenie pôdneho krytu je spojené so skutočnosťou, že existuje úzka interakcia so zvieratami, vegetáciou a mikrobiálnymi organizmami. So zvyšovaním teploty pôdy sa vegetačný kryt mení na teplomilnejšie druhy, mnohé mikroorganizmy odumierajú, nie sú schopné prispôsobiť sa novým podmienkam.
K tepelnému znečisteniu podzemných vôd dochádza v dôsledku odtoku vody vstupujúceho do zvodnených vrstiev. To negatívne ovplyvňuje kvalitu vody, jej chemické zloženie a tepelné podmienky.
Tepelné znečistenie životného prostredia zhoršuje podmienky života a ľudskej činnosti. V mestách, pri zvýšených teplotách v kombinácii s vysokou vlhkosťou, ľudia pociťujú časté bolesti hlavy, celkovú nevoľnosť, konské dostihy.krvný tlak. Vysoká vlhkosť vedie ku korózii kovov, poškodeniu kanalizácie, tepelných potrubí, plynových potrubí a pod.
Dôsledky znečistenia životného prostredia
Môžete špecifikovať všetky dôsledky tepelného znečistenia životného prostredia a zdôrazniť hlavné problémy, ktoré je potrebné riešiť:
1. Vo veľkých mestách vznikajú tepelné ostrovy.
2. Tvorí sa smog, zvyšuje sa vlhkosť vzduchu a v megamestách sa tvorí trvalá oblačnosť.
3. Problémy vznikajú v riekach, jazerách a pobrežných oblastiach morí a oceánov. V dôsledku zvýšenia teploty je narušená ekologická rovnováha, mnoho druhov rýb a vodných rastlín umiera.
4. Chemické a fyzikálne vlastnosti vody sa menia. Stane sa nepoužiteľným aj po vyčistení.
5. Živé organizmy vodných útvarov umierajú alebo sú v depresívnom stave.
6. Teplota podzemnej vody stúpa.
7. Štruktúra pôdy a jej zloženie sú narušené, vegetácia a mikroorganizmy v nej žijúce sú potlačené alebo zničené.
Tepelné znečistenie. Prevencia a opatrenia na jej predchádzanie
Hlavným opatrením na zabránenie tepelného znečistenia životného prostredia je postupné upustenie od používania paliva, úplný prechod na alternatívnu obnoviteľnú energiu: solárnu, veternú a vodnú energiu.
Pre ochranu vodných plôch pred tepelným znečistením v chladiacom systéme turbíny je potrebné vybudovať zásobníky - chladiče, z ktorých voda po ochladenímožno znova použiť v chladiacom systéme.
V posledných desaťročiach sa inžinieri pokúšali eliminovať parnú turbínu v tepelných elektrárňach pomocou magnetohydrodynamickej metódy premeny tepelnej energie na elektrickú energiu. To výrazne znižuje tepelné znečistenie okolia a vodných plôch.
Biológovia sa snažia identifikovať hranice stability biosféry ako celku a jednotlivých druhov živých organizmov, ako aj hranice rovnováhy biologických systémov.
Environmentalisti zase študujú mieru vplyvu ľudskej ekonomickej činnosti na prírodné procesy v životnom prostredí a snažia sa nájsť spôsoby, ako zabrániť negatívnym vplyvom.
Chráňte životné prostredie pred tepelným znečistením
Je zvykom deliť tepelné znečistenie na planetárne a lokálne. V planetárnom meradle nie je znečistenie príliš veľké a predstavuje len 0,018 % slnečného žiarenia vstupujúceho na planétu, teda v rámci jedného percenta. Tepelné znečistenie má však silný vplyv na prírodu na miestnej úrovni. Na reguláciu tohto vplyvu vo väčšine priemyselných krajín boli zavedené limity (limity) tepelného znečistenia.
Spravidla je limit stanovený pre režim vodných útvarov, keďže sú to moria, jazerá a rieky, ktoré do veľkej miery trpia tepelným znečistením a dostávajú svoju hlavnú časť.
V európskych krajinách by sa vodné útvary nemali zohriať o viac ako 3 °C oproti svojej prirodzenej teplote.
V USA by ohrev vody v riekach nemal byť belší ako 3 °С, v jazerách - 1,6 °С, vo vodách morí a oceánov - 0,8 °С.
BV Rusku by teplota vody v nádržiach nemala stúpnuť o viac ako 3 °C v porovnaní s priemernou teplotou najteplejšieho mesiaca. V nádržiach obývaných lososmi a inými chladnomilnými druhmi rýb nemožno zvýšiť teplotu o viac ako 5 °C, v lete nie viac ako 20 °C, v zime - 5 °C.
Rozsah tepelného znečistenia v blízkosti veľkých priemyselných centier je dosť významný. Takže napríklad z priemyselného centra s 2 miliónmi obyvateľov, z jadrovej elektrárne a ropnej rafinérie sa tepelné znečistenie šíri 120 km ďaleko a 1 km na výšku.
Environmentalisti navrhujú využitie tepelného odpadu na domáce potreby, napríklad:
- na zavlažovanie poľnohospodárskej pôdy;
- v skleníkovom priemysle;
- udržiavať severné vody v stave bez ľadu;
- na destiláciu ťažkých produktov ropného priemyslu a vykurovacieho oleja;
- na chov teplomilných druhov rýb;
- na výstavbu umelých jazierok vyhrievaných v zime pre voľne žijúce vodné vtáctvo.
Z planetárneho hľadiska tepelné znečistenie prírodného prostredia nepriamo ovplyvňuje globálne otepľovanie. Emisie skleníkových plynov z priemyselných odvetví priamo nezvyšujú teploty, ale zvyšujú ich prostredníctvom skleníkového efektu.
Na vyriešenie environmentálnych problémov a predchádzanie im v budúcnosti musí ľudstvo vyriešiť množstvo globálnych problémov a nasmerovať všetko úsilie na zníženie znečistenia ovzdušia, tepelnýchznečistenie planéty.
