Тепловое загрязнение воды: что это такое, источники и последствия

Если на фоне теплового загрязнения наблюдается повышенная концентрация органических и минеральных веществ, то в водоеме запускаются процессы эвтрофикации.

Содержание

Источники теплового загрязнения воды

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

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.

Истощение запасов поверхностных и подземных вод

Этот процесс сопровождается обмелением водоемов и водотоков и понижением уровня подземных вод. Он определяется двумя факторами. Во-первых, это ежегодные безвозвратные потери воды в процессе использования ее в хозяйственных нуждах. В зависимости от качества повторной очистки и существующих систем оборотного использования они составляют до 25% ежегодного технологического расхода воды. Вторым фактором, существенно влияющим на истощение запасов воды, является создание как отдельных водохранилищ, так и каскадов водохранилищ, в том числе в аридных областях, которые должны были решить определенные экономические задачи. В частности, с их помощью решаются проблемы водоснабжения населения прилегающих районов, орошения, снижения опасности наводнений и подтопления территорий, улучшения условий судоходства, рыболовства, рыбовоспроизводства и создания рекреационных зон.

Вместе с тем водохранилища оказались объектами безвозвратных потерь не только поверхностных, но и подземных вод суши, которые происходят за счет усилившегося испарения с поверхности. Особенно сильно тенденция к сокращению запасов воды стала проявляться после начавшегося потепления климата.

Безвозвратные потери поверхностных вод стимулировали развитие некоторых региональных катастроф и среди них — катастрофа Аральского моря, уровень воды в котором в связи со снижением общего количества поверхностного стока рек Амударьи и Сырдарьи, расходуемого на орошение, стал снижаться. Другой пример подобного рода — строительство в верховьях р. Или в конце 60-х годов XX в. Капчагайского водохранилища недалеко от г. Алма-Аты. Это привело к резкому снижению уровня озера Балхаш и к почти полной утрате его экономического значения. В настоящее время наблюдается обмеление многих рек, в том числе снижение уровня воды не только в системе каскада Волжских водохранилищ, но и в крупнейших водохранилищах Сибири и Дальнего Востока.

Тематический план

  • Онлайн-лекции по дисциплине “Экология”

    • Форум для обсуждения учебных и организационных вопросов
  • Раздел 1. Общая экология

    %D0%A0%D0%B8%D1%81%20%D0%9E%D0%B1%D1%89%D0%B0%D1%8F%20%D1%8D%D0%BA%D0%BE.jpg?time=1585409496496

  • Лекция 1

    Наука экология

    • Наука экология Книга
    • AzT_qAOu4ns
  • Лекция 2

    Экосистема и экологические факторы

    • DIf9hMnJXfY
  • Лекция 3

    Основные понятия, принципы и законы экологии

    • Основные понятия, принципы и законы экологии Книга
    • TMc0JMKCTi8
  • Раздел 2. Прикладная экология

    %D1%80%D0%B8%D1%81%20%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BA.jpg?time=1585409951245

  • Лекция 4

    Рациональное природопользование и охрана природы

  • Лекция 5

    Антропогенные воздействия на атмосферу и ее защита

    • Антропогенные воздействия на атмосферу и ее защита Книга
  • Лекция 6

    Не доступен

  • Раздел 3. Социальная экология

  • Лекция 7

    Международная торговля и экология

    • Международная торговля и экология Файл документ PDF, 16.3Мбайт
  • Лекция 8

    Эколого-психологические аспекты взаимодействия человека и природы

    • Эколого-психологические аспекты взаимодействия человека и природы Файл документ PDF, 7.7Мбайт
    • Окружающая среда и здоровье человека

      MA0v5EXL1Dg
  • Методические материалы по курсу “Экология”

    • Методические материалы Папка
  • Рефераты по дисциплине “Экология”

    Не доступен

  • Коллоквиум по разделу 1 “Общая экология”

    Не доступен

  • Практические занятия по дисциплине “Экология”

    Не доступен

  • Итоговая аттестация по дисциплине “Экология”

    Не доступен

Пропустить Люди

Люди

Управляющий

  • Ирисметов Алишер Ильмуратович

Участники

Просмотр списка участников запрещен в этом курсе

Пропустить Категории курсов

Категории курсов
  • ИХТИ
  • ИХНМ
  • ИУИ
  • ИНХН
  • ИП
  • ИППБТ
  • ИТЛПМД
  • ИУАИТ
  • ИДПО
  • ИРНО
  • ФМОП
  • ФВО
  • ГАПОУ ККТД
  • БФ
  • КМИЦ НТ
  • КФ
  • ЦПК
  • Материалы к ДО
  • Олимпиады
  • Оценка персонала
  • СДО Moodle
  • УНИЦ
  • Разное (в корзину)
Все курсы

Очистка воды

Основным источником загрязнения жидкости является производственная деятельность. Интенсивное засорение воды наблюдается вблизи промышленных предприятий, выбрасывающих тонны вредных отходов в местные водохранилища. В мусоре может содержаться любой химический элемент из таблицы Менделеева. На атомных электростанциях возможно наличие радиационного загрязнения, наблюдается повышенная температура жидкости.

Сточные воды, которые не используют повторно, редко подвергают очистке. Только 5% крупных производителей устанавливает дорогие фильтры, чтобы обеспечить безопасность окружающей среды. Другие компании не могут позволить себе оборудование с высокой стоимостью и не обладают возможностью изменить метод утилизации мусора из-за сложной технологии фильтрации.

Как работает контроль и очистка вод

Высокий уровень загрязнения угрожает жизни населения, хронические заболевания сокращают число трудоспособных граждан. Поэтому государственные органы стараются решить экологическую катастрофу в городских условиях с помощью регулярного посещения производственных предприятий и лабораторных исследований водных проб.

Санэпидемстанции 2 раза в месяц осуществляют проверку промышленных заводов и следят за правильной утилизацией токсичных отходов. Раз в полгода исследователи берут пробы воды из природных водоемов, рек и жидкости, циркулирующей в трубах. Благодаря полученным данным можно вовремя выявить и устранить источник загрязнения.

Любые изменения химической структуры регистрируются в документах по контролю воды и механизму фильтрации.

Очистка воды проводится вне зависимости от причины засорения. Выделяют следующие виды процедур:

  1. Механическая. На пути потока воды ставят решетки для фильтрования жидкости. Благодаря данным сооружениям эксплуатируемые водные ресурсы освобождаются от крупного мусора. В то же время механическая очистка несовершенна, потому что требует повышенного внимания человека. Решетки и другие устройства фильтрации необходимо постоянно очищать от скопившейся грязи. Если не освобождать трубы от мусора, они лопнут и станут причиной аварии.
  2. Третичная. Метод очистки позволяет использовать воду в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и в бытовых условиях. Жидкость отличается высоким качеством. Загрязнители растворяются с помощью специальных порошков в ходе многоэтапной фильтрации. В процессе освобождения водных ресурсов от грязи можно удалить патогенные микроорганизмы, соли тяжелых металлов, кислоты и щелочи.
  3. Специализированная. Данная форма очистки позволяет освободить воду от специфического вида загрязнения. В жидкости растворяют коагулянты, которые заставляют посторонние вещества слипаться в твердую массу и выводиться в виде хлопьев. Благодаря такому эффекту можно устранять нефтяные, жировые и масляные отходы с поверхности воды, предупреждать утечку синтетических веществ.
  4. Химическая. Вредные примеси вступают в жидкости в реакцию с добавленными реагентами, что позволяет приблизить состав воды к естественным показателям. Благодаря химической обработке можно повторно использовать сточные воды, постоянно циркулирующие в канализационных трубах. В то же время такую жидкость нельзя будет пить, потому что она техническая с высокой жесткостью.

В бытовых условиях для очистки воды от лишних примесей используют фильтры, наполненные углем. Абсорбент задерживает вредные вещества, образующиеся внутри труб.

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.

тепловое загрязнение

Источники теплового загрязнения почв

Источниками теплового загрязнения почв на территории крупных городов и промышленных центров являются:

  • газовые трубы металлургических предприятий, температура достигает 140-150ºС;
  • теплотрассы, температура около 60-160ºС;
  • коммуникационные отводы, температура 40-50º С.

Возможные последствия

Изменение температуры в атмосфере и гидросфере приводит к локальным и глобальным изменениям климата. Особенность теплового загрязнения в том, что повышение температуры воды оказывает воздействие на атмосферу и наоборот. Повышение температуры влияет на климат на Земле, почвенный состав, живые организмы. Изменения состояния среды, вызванные высокими температурами, нарушают естественное развитие растений, условия обитания живых организмов во всех вовлеченных частях биосферы.

Глобальное потепление климата

Механизм глобального потепления

Регулярное тепловое воздействие на атмосферу, гидросферу и почвы приводит к постепенному повышению средней температуры на Земле. Это явление называется глобальным потеплением, оно влияет на климат и природные условия существования планеты. По разным оценкам, за последние 100-150 лет средняя температура выросла на 2-4 °C. Последствия глобального потепления: таяние ледников, затопление прибрежных и низменных территорий из-за повышения уровня Мирового океана, опустынивание из-за засухи.

Влияние на гидросферу

Изменение температуры в водоемах влияет на его обитателей, причем воздействие может быть отрицательным и положительным. Для некоторых видов рыб изменение температуры в сторону повышения лишает возможности размножаться или просто существовать. Из-за нагрева сокращается доступ к кислороду, что провоцирует развитие бактерий в водоемах.

Некоторые виды рыб (например, налим, сиг) очень чувствительны к температурным колебаниям. Для других видов повышение температуры положительно сказывается на возможности размножаться. Распространена практика по разведению осетровых рыб в отводных каналах электростанций.

Влияние на атмосферу

Через гидросферу или напрямую тепловое загрязнение влияет на атмосферу. В местах возникновения избытков тепла (например, около ТЭЦ) температура в среднем стабильно выше на несколько градусов. Кроме этого, обилие таких источников и их регулярная работа глобально влияют на климат, внося вклад в разных местах Земли. Повышение температуры провоцирует климатические изменения, формирование парникового эффекта, ставящего под угрозу некоторые формы существования.

Изменения почв

Избыточный нагрев почв, аналогично изменениям в гидросфере и атмосфере, приводит к нарушению естественных природных процессов. Наиболее характерные признаки чрезмерного нагрева земли: таяние снега или льда, засуха. Это приводит в меньшей степени к климатическим изменениям, в большей – к локальным очагам неблагоприятной обстановки. Из-за нагрева теплолюбивые растения и живые организмы начинают вытеснять естественные для прежней среды виды. Дополнительный ущерб наносится при утечках и повреждениях трубопроводов.

Воздействие на живые организмы

Смена условий существования вынуждает животных и растения адаптироваться или мигрировать в другие места. Адаптация и миграция меняют образ жизни и структуру организма. Например, потепление морей на Дальнем Востоке привело к миграции краба-стригуна в Карское море – одно из самых холодных море России, где температура редко бывает выше 0 °C. Сокращение количества доступного кислорода из-за потепления влияет не только на животных, но и на людей.

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.

Пути решения

Океану все сложнее самостоятельно справляться с загрязнением воды. Поэтому фактическое загрязнение устраняется человеком по средствам различных механизмов. Их классификация предлагает фильтрационный путь очистки, механизм переноса и расщепления. Кроме того, на уровне мировой арены постоянно пересматриваются нормы обращения с водами мирового океана.

Важно! Каждый человек может внести свой личный вклад в экономичное потребление воды для потребления, гигиены и хозяйственных целей. Использованная вода в грязном состоянии возвращается в мировой океан через канализацию и местные водные бассейны.

Смотрите также

  • Водяное охлаждение
  • Загрязнение воды

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.

Истощение биологической продуктивности

Уровень биологической продуктивности находится в полной зависимости от гидрологического режима (регулирование и снижение стока, изменение скорости и объема воды) и качества воды. Ухудшение этих показателей приводит к уменьшению пищевой базы и сокращению численности рыб в водоемах.

Источники возникновения

В результате урбанизации многих территории сформировалась «тепловая шапка», которая имеет куполообразный вид. Основными источниками этого вида загрязнения связаны с выбросами в атмосферу воздуха, нагретого до больших температур. Также выбросы в водоприемники горячих сточных вод пагубно влияют на гидросферу. Серьезность теплового загрязнения связана с появлением парникового эффекта.

тепловое загрязнение

Доска почета

Чтобы сюда попасть – пройдите тест

Еще тесты

  • Анатомия
  • Английский язык
  • Астрономия
  • Биология
  • Литература
  • История
  • Педсовет
  • Естествознание
  • Финансы и кредит
  • Правоведение
  • Товароведение
  • Экономика
  • Социология
  • Маркетинг
  • Обществознание
  • Культурология
  • Математика
  • Философия
  • Русский язык
  • Психология
  • Политология
  • Делопроизводство
  • Бухгалтерия
  • ОБЖ
  • Орфография
  • География
  • Биографии
  • Физика
  • Пунктуация
  • Краткие содержания
  • Химия
  • Менеджмент

Критика

Саймон Купер (Simon Kuper) в 2011 г. в связи с конференцией ООН по изменению климата в Дурбане писал, что явно отсутствующая при этом готовность к действиям мирового сообщества едва ли связана с немногочисленными голосами климатических скептиков. Было бы большой ошибкой полагать, что политические решения, в том числе и связанные с отношением к изменению климата, действительно связаны с научными представлениями об этом феномене.[5]

Купер ссылается на тезис Даниэля Заревица (Daniel Sarewitz), согласно которому политические интересы и желания преобразований по ряду экологических вопросов в 1970-е гг. были намного более сильными, чем имевшиеся в то время научные данные по соответствующим вопросам по сравнению с тем, что мы знаем о них сегодня.[5] Это же касалось и климатической политики: здесь налицо были не столько научные исследования, сколько политические интересы. Именно поэтому политические конфликты интересов в то время должны были быть вынесены на общественное обсуждение.[6]

По мнению социолога Мэтью Нисбета (Matthew Nisbet), отношение к климатической политике и к изменению климата в США превратилось, подобно отношению к налоговой политике, праву на ношение оружия и законодательству об абортах, в политический и социальный маркер. Майк Халм (Mike Hulme) также связывает отношение к климатическим изменениям и климатический скептицизм не столько с наукой, сколько с различным мировоззрением и убеждениями, в связи с чем возможность убедить противную сторону в таких спорах ограничена.[7]

Купер подчёркивает, что едва ли сторонники теории управляемого человеком изменения климата численно превышают скептиков. Существенным фактором глобального бездействия по климатическим вопросам является недостаток у большинства готовности к действиям.[5]

Вредные вещества

Для работы тепловых двигателей чаще всего применяется ископаемое топливо или продукты его переработки: уголь, газ, мазут, бензин, керосин и др. Они никогда не сгорает на 100%, и остатки загрязняют окружающую среду.

Не меньший вред наносят продукты сгорания. При работе ТМ выделяются следующие виды вредных веществ:

  • сажа;
  • углекислый газ;
  • угарный газ;
  • оксид азота;
  • соединения свинца;
  • формальдегид;
  • бензол.

Атомные электростанции – также тепловые машины, в которых для нагревания рабочего тела используются ядерные реакции. Их эксплуатация связана с опасностью загрязнения окружающей среды радиоактивными материалами.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...