Thermische vervuiling verwijst naar de verschijnselen waarbij warmte vrijkomt in waterlichamen of in de atmosferische lucht. Tegelijkertijd stijgt de temperatuur veel hoger dan de gemiddelde norm. Thermische vervuiling van de natuur wordt in verband gebracht met menselijke activiteiten en de uitstoot van broeikasgassen, die de belangrijkste oorzaak zijn van de opwarming van de aarde.
Bronnen van thermische vervuiling van de atmosfeer
Er zijn twee groepen bronnen:
- natuurlijk - dit zijn bosbranden, vulkanen, stofstormen, droge wind, afbraakprocessen van levende en plantaardige organismen;
- antropogeen zijn olie- en gasverwerking, industriële activiteit, thermische energietechniek, kernenergie, transport.
Elk jaar komt ongeveer 25 miljard ton koolmonoxide, 190 miljoen ton zwaveloxide en 60 miljoen ton stikstofoxide de atmosfeer van de aarde binnen als gevolg van menselijke activiteiten. De helft van al dit afval wordt toegevoegd als gevolg van de activiteiten van de energie-industrie, industrie en metallurgie.
De uitstoot van uitlaatgassen van auto's is de afgelopen jaren toegenomen.
Consequenties
In grootstedelijke steden met grote industriële ondernemingen ervaart de atmosferische lucht de sterkste thermische vervuiling. Het ontvangt stoffen die een hogere temperatuur hebben dan de luchtlaag van het omringende oppervlak. De temperatuur van industriële emissies is altijd hoger dan de gemiddelde oppervlaktelaag van lucht. Bijvoorbeeld tijdens bosbranden, uit de uitlaatpijpen van auto's, uit de pijpen van industriële ondernemingen, bij het verwarmen van huizen, komen stromen warme lucht met verschillende onzuiverheden vrij. De temperatuur van zo'n stroom is ongeveer 50-60 ºС. Deze laag verhoogt de gemiddelde jaartemperatuur in de stad met zes tot zeven graden. In en boven steden worden "eilanden van warmte" gevormd, wat leidt tot een toename van de bewolking, terwijl de hoeveelheid neerslag toeneemt en de luchtvochtigheid toeneemt. Wanneer de verbrandingsproducten worden toegevoegd aan vochtige lucht, ontstaat er vochtige smog (zoals Londense smog). Volgens ecologen is de gemiddelde temperatuur in de troposfeer de afgelopen 20 jaar met 0,7º C gestegen.
Bronnen van thermische bodemverontreiniging
Bronnen van thermische bodemverontreiniging in grote steden en industriële centra zijn:
- gasleidingen van metallurgische ondernemingen, de temperatuur bereikt 140-150ºС;
- verwarmingsnet, temperatuur rond 60-160ºС;
- communicatiekranen, temperatuur 40-50º C.
Gevolgen van thermische invloed op bodembedekking
Gasleidingen, verwarmingsleidingen en communicatie-uitlaten verhogen de bodemtemperatuur met enkele graden, wat negatief istast de bodem aan. In de winter leidt dit tot het smelten van de sneeuw en als gevolg daarvan bevriezing van de oppervlaktelagen van de grond, en in de zomer vindt het tegenovergestelde proces plaats, de bovenste laag grond wordt verwarmd en gedroogd. De bodembedekking is nauw verwant aan de vegetatie en levende micro-organismen die erin leven. Een verandering in de samenstelling heeft een negatieve invloed op hun leven.
Bronnen van thermische vervuiling van hydrologische voorzieningen
Thermische vervuiling van waterlichamen en mariene kustgebieden treedt op als gevolg van de lozing van afvalwater in waterlichamen door kern- en thermische krachtcentrales, industriële ondernemingen.
Effecten van afvalwaterlozingen
De lozing van afvalwater leidt tot een verhoging van de watertemperatuur in reservoirs met 6-7 ºС, het gebied van dergelijke warme plekken kan oplopen tot 30-40 km2.
Warme waterlagen vormen een soort film op het oppervlak van de watermassa, die natuurlijke wateruitwisseling verhindert (oppervlaktewateren vermengen zich niet met bodemwater), de hoeveelheid zuurstof neemt af en de behoefte van organismen voor het neemt toe, terwijl het soortaantal algen toeneemt.
De grootste mate van vervuiling van thermaal water wordt veroorzaakt door energiecentrales. Water wordt gebruikt om NPP-turbines en gascondensaat in TPP's te koelen. Water dat door elektriciteitscentrales wordt gebruikt, wordt ongeveer 7-8 verwarmd, waarna het wordt geloosd in nabijgelegen wateren.
De stijging van de watertemperatuur in reservoirs heeft een negatief effect op levende organismen. Voor elk van hen is er een temperatuuroptimum waarbij de bevolking zich voeltuitmuntend. In de natuurlijke omgeving, met een langzame temperatuurstijging of -daling, passen levende organismen zich geleidelijk aan aan veranderingen, maar als de temperatuur sterk stijgt (bijvoorbeeld met een groot volume afvalwaterlozingen van industriële ondernemingen), hebben de organismen geen tijd acclimatiseren. Ze krijgen een hitteshock, waardoor ze kunnen overlijden. Dit is een van de meest negatieve effecten van thermische vervuiling op het waterleven.
Maar er kunnen andere, meer nadelige gevolgen zijn. Bijvoorbeeld het effect van thermaalwaterverontreiniging op de stofwisseling. Met een toename van de temperatuur in organismen neemt de stofwisseling toe en neemt de behoefte aan zuurstof toe. Maar naarmate de watertemperatuur stijgt, neemt het zuurstofgeh alte daarin af. Het tekort ervan leidt tot de dood van vele soorten in het water levende organismen. Door de bijna 100% vernietiging van vissen en ongewervelde dieren stijgt de watertemperatuur in de zomer met enkele graden. Wanneer het temperatuurregime verandert, verandert ook het gedrag van vissen, wordt de natuurlijke migratie verstoord en vindt er voortijdig paaien plaats.
Een stijging van de watertemperatuur kan dus de soortenstructuur van waterlichamen veranderen. Veel vissoorten verlaten deze gebieden of sterven. De algen die kenmerkend zijn voor deze plaatsen worden vervangen door warmteminnende soorten.
Als, samen met warm water, organische en minerale stoffen (huishoudelijk afvalwater, minerale meststoffen die uit de velden worden gewassen) de reservoirs binnendringen, is er een scherpe reproductie van algen, ze beginnen zich te vormendichte massa, die elkaar bedekken. Als gevolg hiervan vinden hun dood en verval plaats, wat leidt tot de pest van alle levende organismen van het reservoir.
De thermische vervuiling van waterlichamen door thermische krachtcentrales is gevaarlijk. Ze wekken energie op met behulp van turbines, het uitlaatgas moet van tijd tot tijd worden gekoeld. Gebruikt water wordt geloosd in reservoirs. Bij grote thermische centrales bereikt deze hoeveelheid 90 m3. Dit betekent dat er een continue warme stroom het reservoir binnenkomt.
Schade door vervuiling van aquatische ecosystemen
Alle gevolgen van thermische vervuiling van waterlichamen veroorzaken catastrofale schade aan levende organismen en veranderen de leefomgeving van de persoon zelf. Schade veroorzaakt door vervuiling:
- esthetisch (het uiterlijk van landschappen is verbroken);
- economisch (sanering van vervuiling, uitsterven van veel vissoorten);
- milieu (soorten waterplanten en levende organismen worden vernietigd).
Het volume warm water dat door elektriciteitscentrales wordt geloosd, groeit voortdurend, daarom zal de temperatuur van waterlichamen ook stijgen. In veel rivieren zal het volgens milieuactivisten met 3-4 °C toenemen. Dit proces is al aan de gang. In sommige rivieren in Amerika is de oververhitting van water bijvoorbeeld ongeveer 10-15 °С, in Engeland - 7-10 °С, in Frankrijk - 5 °С.
Thermische vervuiling
Thermische vervuiling (thermisch-fysische vervuiling) is een vorm die optreedt als gevolg van een stijging van de omgevingstemperatuur. De oorzaken zijn industriële en militaire emissies van verwarmde lucht, grote branden.
Thermische vervuiling van het milieu wordt in verband gebracht met het werk van ondernemingen in de chemische, pulp- en papier-, metallurgische, houtverwerkende industrie, thermische centrales en kerncentrales, die grote hoeveelheden water nodig hebben om apparatuur te koelen.
Vervoer is een krachtige vervuiler van het milieu. Ongeveer 80% van alle jaarlijkse uitstoot komt van auto's. Veel schadelijke stoffen worden verspreid over aanzienlijke afstanden van de bron van vervuiling.
Wanneer gas wordt verbrand in thermische centrales, treedt er naast chemische effecten op de atmosfeer ook thermische vervuiling op. Bovendien zijn binnen een straal van ongeveer 4 km van de fakkel veel planten in een depressieve toestand en binnen een straal van 100 meter sterft het vegetatiedek af.
Elk jaar wordt in Rusland ongeveer 80 miljoen ton verschillend industrieel en huishoudelijk afval gegenereerd, dat een bron is van vervuiling van bodembedekking, vegetatie, grond- en oppervlaktewater en atmosferische lucht. Bovendien zijn ze een bron van straling en thermische vervuiling van natuurlijke objecten.
Landwateren zijn vervuild met een verscheidenheid aan chemisch afval dat daar terechtkomt wanneer minerale meststoffen, pesticiden van de grond worden gewassen, met rioolwater en industrieel afvalwater. Thermische en bacteriële vervuiling vindt plaats in reservoirs, veel soorten planten en dieren sterven.
Elke afgifte van warmte aan de natuurlijke omgeving leidt tot een verandering in de temperatuur van de componenten, vooral de onderste lagen van de atmosfeer,bodem en hydrosfeer objecten.
Volgens milieuactivisten zijn thermische emissies naar het milieu nog niet in staat om de balans van de planeet te beïnvloeden, maar ze hebben een aanzienlijke impact op een specifiek gebied. Zo is de luchttemperatuur in grote steden meestal wat hoger dan buiten de stad; het thermische regime van rivieren of meren verandert wanneer afvalwater van thermische centrales daarin wordt geloosd. De soortensamenstelling van de bewoners van deze ruimten verandert. Elke soort heeft zijn eigen temperatuurbereik waarin de soort zich kan aanpassen. Forel kan bijvoorbeeld overleven in warm water, maar kan zich niet voortplanten.
Thermische ontladingen hebben dus ook invloed op de biosfeer, hoewel dit niet op planetaire schaal is, maar ook voor mensen waarneembaar is.
Temperatuurvervuiling van de bodembedekking is beladen met het feit dat er een nauwe interactie is met dieren, vegetatie en microbiële organismen. Met een stijging van de bodemtemperatuur verandert de vegetatiebedekking in meer thermofiele soorten, veel micro-organismen sterven af, niet in staat zich aan te passen aan nieuwe omstandigheden.
Thermische verontreiniging van grondwater treedt op als gevolg van afvloeiing die watervoerende lagen binnendringt. Dit heeft een negatief effect op de kwaliteit van water, de chemische samenstelling en thermische omstandigheden.
Thermische vervuiling van het milieu verslechtert de levensomstandigheden en menselijke activiteit. In steden, met hoge temperaturen in combinatie met een hoge luchtvochtigheid, ervaren mensen vaak hoofdpijn, algemene malaise, paardenraces.bloeddruk. Hoge luchtvochtigheid leidt tot corrosie van metalen, schade aan riolen, warmteleidingen, gasleidingen, enzovoort.
Gevolgen van milieuvervuiling
U kunt alle gevolgen van thermische vervuiling van het milieu specificeren en de belangrijkste problemen benadrukken die moeten worden aangepakt:
1. Hitte-eilanden ontstaan in grote steden.
2. In megasteden wordt smog gevormd, de luchtvochtigheid stijgt en er ontstaat permanente bewolking.
3. Problemen ontstaan in rivieren, meren en kustgebieden van zeeën en oceanen. Door de temperatuurstijging wordt het ecologisch evenwicht verstoord, veel soorten vissen en waterplanten sterven af.
4. De chemische en fysische eigenschappen van water veranderen. Het wordt zelfs na het schoonmaken onbruikbaar.
5. Levende organismen van waterlichamen sterven af of verkeren in een depressieve toestand.
6. De grondwatertemperatuur stijgt.
7. De structuur van de bodem en de samenstelling ervan worden verstoord, de vegetatie en de micro-organismen die erin leven worden onderdrukt of vernietigd.
Thermische vervuiling. Preventie en maatregelen om het te voorkomen
De belangrijkste maatregel om thermische vervuiling van het milieu te voorkomen, is de geleidelijke stopzetting van het gebruik van brandstof, een volledige overgang naar alternatieve hernieuwbare energie: zon, wind en waterkracht.
Om watergebieden te beschermen tegen thermische vervuiling in het turbinekoelsysteem, is het noodzakelijk om reservoirs te bouwen - koelers, waaruit water na afkoelingkan opnieuw worden gebruikt in het koelsysteem.
In de afgelopen decennia hebben ingenieurs geprobeerd de stoomturbine in thermische energiecentrales te elimineren, met behulp van de magnetohydrodynamische methode om thermische energie om te zetten in elektrische energie. Dit vermindert de thermische vervuiling van de omgeving en waterlichamen aanzienlijk.
Biologen proberen de grenzen van de stabiliteit van de biosfeer als geheel en individuele soorten levende organismen te identificeren, evenals de grenzen van het evenwicht van biologische systemen.
Milieudeskundigen bestuderen op hun beurt de mate van invloed van menselijke economische activiteit op natuurlijke processen in het milieu en zoeken naar manieren om een negatieve impact te voorkomen.
Bescherm het milieu tegen thermische vervuiling
Het is gebruikelijk om thermische vervuiling op te delen in planetair en lokaal. Op planetaire schaal is de vervuiling niet erg groot en bedraagt slechts 0,018% van de zonnestraling die de planeet binnenkomt, dat wil zeggen binnen één procent. Maar thermische vervuiling heeft een sterke impact op de natuur op lokaal niveau. Om deze invloed in de meeste geïndustrialiseerde landen te reguleren, zijn er limieten (limieten) voor thermische vervuiling ingevoerd.
In de regel wordt de limiet bepaald voor het regime van waterlichamen, aangezien het de zeeën, meren en rivieren zijn die in grote mate lijden onder thermische vervuiling en het grootste deel ervan ontvangen.
In Europese landen mogen waterlichamen niet meer dan 3 °C opwarmen ten opzichte van hun natuurlijke temperatuur.
In de VS mag de waterverwarming in rivieren niet witter zijn dan 3 °С, in meren - 1,6 °С, in de wateren van de zeeën en oceanen - 0,8 °С.
BIn Rusland mag de watertemperatuur in reservoirs niet meer dan 3 °C stijgen in vergelijking met de gemiddelde temperatuur van de warmste maand. In reservoirs die worden bewoond door zalm en andere koudeminnende vissoorten, mag de temperatuur niet meer dan 5 °C stijgen, in de zomer niet hoger dan 20 °C, in de winter - 5 °C.
De omvang van thermische vervuiling in de buurt van grote industriële centra is behoorlijk groot. Dus bijvoorbeeld vanuit een industrieel centrum met een bevolking van 2 miljoen mensen, van een kerncentrale en een olieraffinaderij, verspreidt thermische vervuiling zich 120 km verder en 1 km hoog.
Milieudeskundigen stellen voor om warmteafval te gebruiken voor huishoudelijke behoeften, bijvoorbeeld:
- voor irrigatie van landbouwgrond;
- in de glastuinbouw;
- om de noordelijke wateren ijsvrij te houden;
- voor de distillatie van zware producten van de olie-industrie en stookolie;
- voor het kweken van warmteminnende vissoorten;
- voor de aanleg van kunstmatige vijvers die in de winter worden verwarmd voor wilde watervogels.
Op planetaire schaal heeft thermische vervuiling van de natuurlijke omgeving indirect invloed op de opwarming van de aarde. De uitstoot van broeikasgassen door industrieën verhoogt niet direct de temperatuur, maar verhoogt deze door het broeikaseffect.
Om milieuproblemen op te lossen en in de toekomst te voorkomen, moet de mensheid een aantal mondiale problemen oplossen en alle inspanningen richten om luchtvervuiling, thermischevervuiling van de planeet.
