Причины

Любая тепловая машина характеризуется величиной КПД, показывающей отношение полезной работы к затраченной энергии. КПД на современных АЭС составляет примерно 30-35 %, а на ТЭЦ 35-40 %. Это означает, что большая часть тепловой энергии (60-70 %) выбрасывается в окружающую среду.Транспорт, работающий на ДВС, и потребляющий основную часть продуктов нефти, также вносит большой вклад в тепловое загрязнение.

В конечном итоге вся энергия от ископаемых углеводородов (нефть, уголь, газ, торф) и урана превращается в тепло, вызывая тепловое загрязнение атмосферы и водных ресурсов.

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.

Источники

Существует два основных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный. Естественный — это вулканы, лесные пожары, пыльные бури, выветривание, процессы разложения растений и животных. Источником антропогенного загрязнения атмосферы различными веществами являются теплоэнергетика, нефтегазопереработка, промышленность, транспорт и др. По мнению специалистов, в результате деятельности человека в атмосферу Земли ежегодно поступает 25,5 миллиардов тонн оксидов углерода, 190 миллионов тонн оксидов серы, 65 миллионов тонн оксидов азота, 1,4 миллиона тонн хлорфторуглеродов. Половина всех выбросов в атмосферу приходится на предприятия таких отраслей промышленности, как энергетика 24,8% и металлургия 26,2%.

В последние годы наибольшее количество вредных веществ в атмосферу выбрасывается с выхлопными газами автомобилей, причём их доля постоянно возрастает.

В промышленных центрах и крупных городах атмосфера подвергается тепловому загрязнению в связи с тем, что в атмосферу поступают вещества с более высокой температурой, чем окружающий воздух. Температура выбросов обычно выше средней многолетней температуры приземного слоя воздуха. Из труб промышленных предприятий, выхлопных труб двигателей внутреннего сгорания, при отоплении домов, лесных пожарах выделяются вещества, нагретые до 60 градусов Цельсия и более

Источникам теплового загрязнения почв в пределах городских территорий служат :

Подземные газоходы промышленных предприятий металлургического производства (140-160°C)

Теплотрассы(50-150°C)

Сборные коллекторы

Коммуникационные туннели(35-40°C)

Туннели метро и другие подземные сооружения(18-25 °C)

Искусственное промораживание грунтов при строительстве в сложных гидрогеологических условиях приводит к формированию временных криозон (от -10 до -26 °C ) шириной до нескольких метров.

температуры над фоновой на 6-10 градусов Цельсия.

Последствия

Тепловое загрязнение является причиной создания тепловых островов, местной (искусственной) инверсии температур над источником, что приводит к развитию микроциркуляций атмосферы, изменению микроклимата и усложнению механизма переноса загрязнений.

Возникают проблемы в реках и прибрежных океанических водах.
ычно такое загрязнение связано с использованием природных вод в качестве охлаждающих агентов в промышленных процессах, например на электростанциях. Вода, возвращаемая в водоемы предприятиями, теплее исходной и, следовательно, содержит меньше растворенного кислорода. Одновременно нагревание среды увеличивает интенсивность метаболизма её обитателей, а, значит, их потребность в кислороде. Если температура сбрасываемой воды незначительно отличается от температуры воды в водоеме, то никаких изменений биотического компонента экосистемы может не произойти. Если же температура повышается существенно, то в биоте могут произойти серьёзные изменения. Например, для проходных рыб типа лосося бедные кислородом участки рек становятся непреодолимыми препятствиями, и связь этих видов с нерестилищами прерывается.

Меняются физические свойства воды, что неблагоприятно влияет на обитателей водоемов. Основным фактором ухудшения её качества является снижение растворимости кислорода, которая уменьшается на одну треть при температуре 30С, вызывая эвтрофикацию водоёмов и их видовой состав.

Происходит увеличение температуры подземных вод против фоновых значений. Тепловому загрязнению сопутствуют, как правило, уменьшение содержания кислорода в воде, изменение её химического и газового состава, цветение воды и увеличение содержания в воде микроорганизмов. Тепловое загрязнение подземных вод обусловливается как поступлением в водоносные горизонты нагретых сточных вод с поверхности, так и внедрением вод нижележащих горизонтов вследствие затрубных перетоков.

Выбросы тепла в окружающую среду в центрах крупных городов приводят к повышению температуры воздуха на 2-3 С по сравнению с периферией.

Тепловые загрязнения среды обитания возникают в местах использования различных энергоносителей. Наиболее значительными источниками теплового загрязнения среды являются ТЭС и АЭС, а в последнее десятилетие еще и дата-центры сетевых гигантов Google, и других, а также гигантские майнинговые фермы. Основная доля тепловых сбросов ТЭС и АЭС приходится на системы конденсации отработавшего пара турбин. Потребление воды в системе конденсации пара на ТЭС составляет до 150 л / (кВт ч), что объясняется ограничением нагрева охлаждающей воды на величину не более 10 С. При этом нагрев воды в естественных водоемах, куда сбрасывается теплота, не должен превышать 5 зимой и 3 С летом.

Меры по защите от теплового загрязнения

Больше всего от теплового загрязнения страдают водоемы, поэтому экологические службы многих стран выработали рекомендации по соблюдению температурного режима в реках, озерах, акваториях морей.

• В западных странах температура воды не должна повышаться больше, чем на 3° от естественного фона; в озерах США воду можно нагревать не выше, чем на 1,6°, а в морях – на 0, 8°.
• В России допустимо термическое изменений воды в реках и озерах не больше, чем на 3°. Для рек, которые посещают лососевые, температура воды не должна подниматься в летние месяцы выше 20°С.

Второе направление по защите от термального загрязнения – использование нагретой воды в хозяйственных целях:

• для орошения полей;
• для обогрева теплиц;
• для освобождения ото льда водоемов;
• для образования искусственных прудов и разведения теплолюбивых рыб.

Ученые и хозяйственники ищут все новые сферы использования избыточного тепла.

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.

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. 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.

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.
йк 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.

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.

Как предотвратить тепловое загрязнение?

Для того, чтобы тепловое загрязнение не стало глобальной проблемой, человечество должно совершить постепенный переход с использования ископаемого топлива на альтернативные источники энергии: солнечную радиацию, энергию ветра и воды.

Уже сегодня тепловое загрязнение от ТЭС можно уменьшить, если вместо паровых турбин использовать магнитогидродинамический метод преобразования тепла в электричество. Экологам и биологам предстоит рассчитать границы, в которых человеческое вмешательство не принесет вреда биосфере.

Примечания

Эта страница в последний раз была отредактирована 26 апреля 2019 в 07:38.

Контроль температурного режима водоемов

Для того, чтобы сохранить температуру води в реках и озерах на естественном уровне, персонал ТЭС и АЭС использует специальные приспособления.

• Охладительные бассейны – искусственные резервуары, в которые поступает нагретая вода. Здесь её температура понижается за счет испарения – и она снова поступает в систему охлаждения турбин.
• Градирни – высокие резервуары для охлаждения воды. Их преимущество в том, что они занимают меньше места, чем охладительные бассейны. Охлажденная вода вновь поступает на промышленный объект.
• Когенерация – использование нагретой воды для отопления жилых помещений.

Тепловое загрязнение – сравнительно молодая экологическая проблема, решить которую могут совместные усилия ученых, хозяева промышленных предприятий, политики и государственные деятели. Важно не допустить, чтобы тепловое загрязнение из локальной проблемы приобрело глобальные масштабы.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

Источник: vladyka23.ru

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

«Физические загрязнения окружающей среды»

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире и в России так или иначе связаны с загрязнением окружающей природной среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы).

Загрязнением называют привнесение в окружающую природную среду новых, не характерных для нее агентов: химических (твердых, жидких и газообразных веществ), физических (энергий — в виде звуков, шумов, излучений), биологических (микроорганизмов) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем или превышение естественного уровня этих агентов в среде.

Более развернутую характеристику этого понятия приводит известный французский ученый Ф. Рамад (1981): «Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственную продукцию, через воду или другие биологические продукты (вещества)».

По объектам загрязнения различают : 1) загрязнение поверхностных и подземных вод; 2) загрязнение атмосферного воздуха; 3) загрязнение почв; 4) загрязнение околоземного космического пространства.

Источники загрязнения – промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и т.д.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и др. В наибольшей степени происходит загрязнение территории крупных городов и промышленных агломераций. Природные загрязнители – пылевые бури, вулканический пепел, селевые потоки.

По видам загрязнения выделяют : 1) химические (тяжелыми металлами, пестицидами, отдельными химическими веществами и элементами, синтетическими поверхностно-активными веществами (СПАВ), пластмассами), 2) физические (тепловое, шумовое, радиоактивное, электромагнитное), 3) биологические (биогенное, микробиологическое, продукты и живые организмы, появляющиеся в результате исследований в области генной инженерии).

По масштабам и распространению загрязнение может быть локальным (местным), региональным и глобальным.

Количество загрязняющих веществ в мире огромно, и число их по мере развития новых технологических процессов постоянно растет.

Мы же остановимся на физических загрязнениях окружающей среды.

Физические загрязнения, в свою очередь, подразделяются на: тепловые, шумовые, радиоактивные, электромагнитные. Рассмотрим источники, действие каждого из этих подвидов на окружающую среду и здоровье человека.

Тепловое загрязнение.

Наиболее масштабное однократное употребление воды — производство электроэнергии, где она используется главным образом для охлаждения и конденсации пара, вырабатываемого турбинами тепловых электростанций. При этом вода нагревается в среднем на 7° С, после чего сбрасывается непосредственно в реки и озера, являясь основным источником дополнительного тепла, который называют «тепловым загрязнением».

Тепловое загрязнение – (син. термическое загрязнение), один из видов физического загрязнения, происходящего в результате повышения температуры среды за счет использования человеком энергии, главным образом при сжигании ископаемого топлива (90%).

Повышение температуры в водоемах пагубно влияет на жизнь водных организмов. В процессе эволюции холоднокровные обитатели водной среды приспособились к определенному интервалу температур. Для каждого вида существует температурный оптимум, который на определенных стадиях жизненного цикла может несколько изменяться. В каких-то пределах эти организмы способны приспосабливаться к жизни при более высоких или более низких температурах. Если организм живет в условиях самых высоких значений присущего ему температурного интервала, он настолько к ним приспосабливается, что гибель его может наступать при температурах несколько более высоких, чем для организма, постоянно живущего в условиях более низких температур. Большая часть водных организмов быстрее приспосабливается к жизни в более теплой воде, нежели в более холодной. Однако способность к адаптации не имеет абсолютных максимальных или минимальных пределов и меняется в зависимости от вида.

В естественных условиях при медленных повышениях или понижениях температур рыбы и другие водные организмы постепенно приспосабливаются к изменениям температуры окружающей среды. Но если в результате сброса в реки и озера горячих стоков с промышленных предприятий быстро устанавливается новый температурный режим, то времени для акклиматизации не хватает, живые организмы получают тепловой шок и погибают.

Тепловой шок — это крайний результат теплового загрязнения. Результатом сброса в водоемы нагретых стоков могут быть и иные, более серьезные, последствия. Одним из них является влияние на процессы обмена веществ. Согласно закону Ван Хоффа, скорость химической реакции удваивается с увеличением температуры на каждые 10 °С. Поскольку температура тела холоднокровных организмов регулируется температурой окружающей водной среды, повышение температуры воды усиливает скорость обмена веществ у рыб и водных беспозвоночных. В свою очередь, это повышает их потребность в кислороде. В результате же возрастания температуры воды содержание в ней кислорода падает. Нехватка кислорода вызывает жестокий физиологический стресс и даже смерть.

В летнее время повышение температуры воды всего на несколько градусов может вызвать 100%-ную гибель рыб и беспозвоночных, особенно тех, которые обитают у южных границ температурного интервала. Искусственное подогревание воды может существенно изменить и поведение рыб — вызвать несвоевременный нерест, нарушить миграцию. Если разрушающая сила электростанций превышает способность видов к самовосстановлению, популяция приходит в упадок.

Таким образом, повышение температуры воды способно нарушить структуру подводного растительного мира. Характерные для водоемов с холодной водой водоросли заменяются более теплолюбивыми и при возрастании температур постепенно ими вытесняются — вплоть до полного исчезновения.

Если тепловое загрязнение усугубляется поступлением в водоем органических и минеральных веществ (смыв удобрений с полей, навоза с ферм, бытовые стоки), происходит процесс эвтрофикации, т. е. резкого повышения продуктивности водоема. Азот и фосфор, служа питанием для водорослей, в том числе микроскопических, позволяют последним резко усилить свой рост. Размножившись, они начинают закрывать друг другу свет, в результате чего происходит их массовое отмирание и гниение. Процесс сопровождается ускоренным потреблением кислорода: он может оказаться полностью исчерпанным, а это грозит гибелью всей экосистемы.

Кроме того, что электростанции способны изменять среду обитания водных организмов, они могут оказывать на них и физическое влияние. Соленая вода, использующаяся для охлаждения, оказывает значительное коррозирующее влияние на металлические поверхности и вызывает высвобождение ионов металлов, особенно меди, в воду. Ракушечные животные накапливают медь в таких количествах, что становятся опасными при использовании их в пищу.

Все перечисленные выше последствия теплового загрязнения водоемов наносят огромный вред природным экосистемам и приводят к пагубному изменению среды обитания человека. Ущерб в результате теплового загрязнения можно условно разделить на несколько направлений:

• экономический (потери вследствие снижения продуктивности водоемов, затрат на ликвидацию последствий от загрязнения);

• социальный (эстетический ущерб вследствие деградации ландшафтов);

• экологический (необратимые разрушения уникальных экосистем, исчезновение видов, генетический ущерб).

Источники теплового загрязнения

Тепловое загрязнение распространяется на гидросферу, атмосферу, литосферу.

Источники теплового загрязнения гидросферы

Температурный режим водоемов осложняет работа ТЭС и АЭС. Тепловые и атомные электростанции берут из близлежащих рек и озер воду для охлаждения конденсаторов и турбин, а нагретую жидкость сбрасывают назад с температурой на 8-12° выше обычной.

При производстве 1 кВт•ч электроэнергии в окружающую среду от ТЭЦ поступает 135 ккал, а от АЭС – 1900 ккал лишнего тепла. В связи с этим, средняя температура в водоемах повышается на 5-12°, что оказывает негативное влияние на живые организмы.

Тепловое загрязнение атмосферы

В повышение температурного режима атмосферы вносят свою лепту все промышленные предприятия, но основная нагрузка падает на предприятия энергетики, металлургические, нефтеперерабатывающие комбинаты и транспорт.

Трубы заводов, тепловые двигатели автомобилей загрязняют атмосферу горячими газами с температурой 60-120° – воздух возле них нагревается на 6-7° выше обычного, из-за чего в радиусе 50-100 м от «горячих» труб и факелов наблюдается угнетение растительности и ухудшение условий жизни.

Химический состав выброшенных в атмосферу веществ: углекислого газа, метана, фтор углеродов – способствует образованию парникового эффекта. Газы пропускают ультрафиолетовые солнечные лучи, идущие к поверхности земли, но задерживают инфракрасное излучение тепла в обратном направлении.

В итоге тепловое загрязнение атмосферы над промышленными городами-миллионниками распространяется на высоту до 1 км в радиусе 50-80 км.

Тепловое загрязнение почв

Источниками повышения температуры верхних слоев земли и грунтовых вод служат коммуникационные системы промышленных предприятий и жилых домов:

• газовые ходы металлургических заводов с температурой до 150°;
• подвалы для хранения сжиженного газа;
• сборные коллекторы;
• теплотрассы, имеющие температуру 65-160°;
• жилищные коммуникации с температурой до 60°.

Нагретые подземные сооружения повышают температуру грунта на 2-4°. Зимой это приводит к подтягиванию снега, его поверхностный слой просачивается, а верхний слой почвы вымерзает. Летом прогревание грунта приводит к высыханию верхнего слоя земли, снижению плодородности почвы.

Охрана атмосферы от тепловых выбросов

Влияние на атмосферу при использовании жидкого топлива

5. Охрана атмосферы от тепловых выбросов.

Решение проблемы охраны окружающей среды от вредного воздействия предприятий тепловой энергетики требует комплексного подхода.

Размещение ТЭС. Ряд ограничений и технических требований при выборе площадке под строительство диктуется экологическими соображениями.

Во-первых, так называемый фон загрязнений, который возникает в связи с работой в этой зоне ряда промышленных предприятий, а иногда и уже существующих электростанций. Если величина загрязнений в месте предполагаемого строительства уже достигла предельных значений или близка к ним, размещение, например, тепловой станции не должно разрешаться.

Во-вторых, при наличии определённого, но недостаточно высокого фона загрязнений должны быть проведены подробные оценки, позволяющие сопоставить значения возможных выбросов от проектируемой тепловой станции с уже существующими в данном районе. При этом нужно учитывать различные по характеру и содержанию факторы: направленность, силу и периодичность ветров в этой местности, вероятность осадков, абсолютные выбросы станции при работе на предполагаемом виде топлива, инструкции топочных устройство, показатели систем очистки и улавливания выбросов и т.д. После сопоставления полученной суммарной (с учётом воздействия от проектируемой тепловой станции) величины выбросов с предельно допустимой и должен быть сделан окончательный вывод о целесообразности строительства ТЭС.

При сооружении электростанций, прежде всего ТЭЦ, в городах или пригородах предусматривается создание лесных полос между станцией и жилыми массивами. Они уменьшают воздействие шума на близлежащие районы, способствуют задержанию пыли при ветрах в направлении жилых массивов.

При проектировании и строительстве ТЭС необходимо планировать их оснащение высокоэффективными средствами очистки и утилизации отходов, сбросов и выбросов загрязняющих веществ, использование экологически безопасных видов топлива.

Защита воздушного бассейна. Защита атмосферы от основного источника загрязнений ТЭС – диоксида серы – происходит прежде всего путём его рассеивания в более высоких слоях воздушного бассейна. Для этого сооружаются дымовые трубы высотой 180, 250 и даже 420 м. Более радикальное средство сокращения выбросов диоксида серы – выделение серы из топлива до его сжигания на ТЭС.

Наиболее эффективный способ снижения выбросов сернистого газа – сооружение на ТЭС известняковых сероулавливающих установок и внедрение на обогатительных фабриках установок по извлечению из угля пиритной серы.

Одним из важных документом в охране атмосферы от тепловых выбросов на территории Республики Беларусь является Закон Республики Беларусь «Об охране атмосферного воздуха». В Законе подчёркивается, что атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды, благоприятное состояние которого составляет естественную основу устойчивого социально-экономического развития республики. Закон направлен на сохранение и улучшение качества атмосферного воздуха, его восстановление для обеспечения экологической безопасности жизнедеятельности человека, а также предотвращение вредного воздействия на окружающую среду. Закон устанавливает правовые и организационные основы норм хозяйственной и иной деятельности в области использования и охраны атмосферного воздуха [1].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главная опасность теплоэнергетики для атмосферы заключается в том, что сжигание углеродсодержащих топлив приводит к появлению двуокиси углерода CO2 , которая выбрасывается в атмосферу и способствует созданию парникового эффекта.

Наличие в сжигаемом угле добавок серы приводит к появлению окислов серы, они поступают в атмосферу и после реакции с парами воды в облаках создают серную кислоту, которая с осадками падает на землю. Так возникают кислотные осадки с серной кислотой.

Другим источником кислотных осадков являются окислы азота, которые возникают в топках ТЭС при высоких температурах (при обычных температурах азот не взаимодействует с кислородом атмосферы). Далее эти окислы поступают в атмосферу, вступают в реакцию с парами воды в облаках и создают азотную кислоту, которая вместе с осадками попадает на землю. Так возникают кислотные осадки с азотной кислотой.

ТЭС на угле, вырабатывающая электроэнергию мощностью 1 ГВт = 10’ Вт, ежегодно потребляет 3 млн угля, выбрасывая в окружающую среду 7 млн т СО2, 120 тыс. т двуокиси серы, 20 тыс т оксидов азота NО2, и 750 тыс. т золы.

В каменном угле и летучей золе содержатся значительные количества радиоактивных примесей. Годовой выброс в атмосферу в районе расположения ТЭС мощностью 1 ГВт приводит к накоплению на почве радиоактивности, в 10-20 раз превышающей радиоактивность годовых выбросов АЭС такой же мощности.

Таким образом, защита атмосферы от тепловых выбросов должна быть направлена на снижение объёмов газовых выбросов и их очистку и включать следующие мероприятия:

— контроль за состоянием окружающей среды;

— применение методов, способов и средств, ограничивающих объёмы выбросов газа и подачи его в промысловую газосборочную сеть;

— использование в аварийных случаях факельных устройств, обеспечивающих полное сгорание сбрасываемого газа;

— обеспечение соблюдения экологических нормативов проектируемыми объектами и сооружениями;

— применение системы автоматических блокировок технологических потоков в нефтепереработке, позволяющей герметизировать опасные участки в аварийных ситуациях и осуществить разрядку этого звена в факельную систему;

— максимально возможное изменение топливных режимов тепловых энергетических установок в пользу экологически чистых видов топлива и режимов его снижения;

— достижение основного объёма снижения газовых выбросов в нефтепереработке путём строительства установок по подготовке попутного и нефтяного газа и систем газопроводов, обеспечивающих утилизацию.

Снижение объёмов вредных выбросов и нефтепереработке достигается в процессе реконструкции и модернизации нефтеперерабатывающего производства, сопровождаемых строительством природоохранных объектов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Закон Республики Беларусь «Об охране атмосферного воздуха» / Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь 20 марта 2001 г. № 2/577.

2. Маврищев В.В. Основы экологии: Учебник / В.В. Маврищев. – Мн.: Выш. шк., 2003. – 416 с.

3. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учеб. пособие для вузов, средних школ и колледжей. – 3-е изд., испр. и доп. / Ю.В. Новиков. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2005. – 736 с.

4. Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. – 2-е изд., перераб. – М.: Издательский , 2004. – 480 с.

5. Экология: Учебное пособие / Под ред. проф. В.В. Денисова. – 2-е изд., исправленное и дополненное. – Москва: ИКЦ «МарТ», Ростов-на-Дону, 2004. – 672 с.

Влияние на атмосферу при использовании жидкого топлива

Информация о работе «Тепловые выбросы в атмосферу и их влияние на окружающую среду»

Раздел: Экология Количество знаков с пробелами: 26189 Количество таблиц: 0 Количество изображений: 0

Похожие работы

Загрязняющие вещества и их влияние на окружающую среду

73094

0

0

… и приводят к пагубному изменению среды обитания человека. Обобщая материал, можно сделать вывод, что эффекты антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и популяционно-биоценотическом уровнях. Длительное действие загрязняющих веществ приводит к упрощению экосистемы. Глава III. Загрязнение почвы 3.1 Классификация почвенных загрязнений Почвенный покров Земли …

Технологический процесс добычи марганцевой руды и влияние на окружающую среду (на прим. Ордженекидзовского ГОКа)

44746

5

0

… , взаимного расположения очистных камер и подготовительных выработок, форм и размеров очистных забоев и способов выкалывания монолитных блоков из массива.[14,c.34] Глава 2. Технологический процесс добычи марганцевой руды используемый на ОАО «Орджоникидзевский горно-обогатительный комбинат» Наиболее чистый марганец получают в промышленности по способу советского электрохимика Р. И. Агладзе ( …

Влияние на окружающую среду агро

57315

3

8

… представленных материалов и с учетом положительных заключений (согласований) надзорных и контрольных органов можно считать допустимым уровень воздействия на окружающую среду в процессе обращения с опасными отходами Агро. Государственная экологическая экспертиза утверждена Приказом Управления по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора по Республике Татарстан …

Влияние загрязнения окружающей среды на человека

37119

1

0

… в атмосферу, предельно допустимый сброс (ПДС) загрязняющих веществ в водоемы и предельно допустимое количество сжигаемого топлива (ПДТ). Эти нормативы устанавливаются для каждого источника поступления загрязнений в окружающую среду и тесно связаны с профилем работы, объемом и характером загрязнений конкретного предприятия цеха, агрегата. Градостроительные нормативы разрабатывают для обеспечения …

Влияние теплового загрязнения на окружающую среду

Выброс избыточного тепла в водоемы, атмосферу, в подземные слои постепенно изменяет условия жизнедеятельности растений и животных.

Гидросфера

Тепловое загрязнение гидросферы может привести к полному изменению экосистемы подводного мира, которая будет меняться в сторону упрощения и обеднения.

Рост средней температуры воды уменьшает содержание в ней кислорода. Дело в том, что растворение газов в воде сопровождается выделением тепла. Теплая вода не в состоянии растворить большое количество кислорода – она быстро насыщается и процесс растворения прекращается. Вместе с этим повышается содержание углекислого газа и сероводорода.

Водная среда с повышенной температурой, бедная кислородом, но обогащенная углекислотой и сероводородом – оптимальна для бурного развития сине-зелёных водорослей (цианобактерий). Они являются главными провокаторами цветения воды, вызывают массовую гибель рыб и отравление человека. Кроме того, сине-зеленые водоросли подавляют развитие зеленых водорослей – а они составляют основу питания планктона.

Повышение температурного режима водной среды изменяет количество зообентоса – личинок, моллюсков, рачков и других донных организмов. При температуре воды на дне водоема выше 7,2-7,7° некоторые из них теряют способность быстро размножаться: у одних видов в потомстве появляются одни самки, у других видов в таких условиях задерживается икрометание. Снижение же популяций зообентоса создает трудности с питанием рыб.

При температурном загрязнении в стрессовые условия попадают и рыбы. Чем ценнее порода рыб, тем труднее ей приспособиться и выжить в среде с повышенной температурой:

1. Во-первых, в теплой воде ускоряется обмен веществ, требуется больше кислорода – а его количество, как уже было сказано, наоборот уменьшается – крупным рыбам становится все труднее выживать.
2. Во-вторых, острая нехватка кислорода становится препятствием на пути лососевых рыб к местам нереста – они не могут преодолеть участки рек с пониженным содержанием кислорода, поэтому лишаются возможность размножаться.

Форель может приспособиться к существованию в излишне теплом водоеме, но размножаться в нем эта рыба не будет. В третьих, потепление воды создает благоприятные условия для размножения малоценных в промысловом отношении рыб (плотва, окунь, карась)увеличение их численности создает трудности с питанием лососёвых, сиговых, карповых и других ценных пород.

Большое значение имеет скорость и диапазон термального загрязнения. При незначительном и постепенном повышении температуры воды в водоеме, его обитатели имеют возможность приспособиться к существованию в новых условиях. Экологические службы рекомендуют держать температуру рек в водоемах не выше 15° зимой и 21-26° летом.

При сильном и быстром изменении термального режима (больше, чем на 5-6°) начнется резкое уменьшение ценных пород рыб. А при резком скачке температур (с 25° до 35°, например) водные организмы получают термальный шок и гибнут в массовом порядке.

Атмосфера

В мегаполисах концентрируются источники теплового загрязнения: промышленные предприятия, каменные постройки, аккумулирующие солнечную энергию. Это приводит к формированию тепловых куполов над большими городами – воздух в них прогрет на 1-4° выше, чем в окружающей естественной среде.

В таких тепловых островах наблюдаются процессы:

• вертикальное движение воздушных масс;
• усиленное образование облаков;
• частое выпадение дождей;
• повышенная влажность, её сочетание с запыленностью образует смог, подолгу висящий над городами в безветренную погоду.

Локальное изменение климата в больших городах – один из примеров теплового загрязнения атмосферы.

Литосфера

В больших городах подвергается тепловому загрязнению и почвенный слой. Сильно нагретый или промороженный грунт является средой обитания растений и живых организмов. Температурные аномалии грунта в окрестностях мегаполисов достигают 6-10°: начинается бурный рост теплолюбивых видов растений, которые заглушают остальные виды растений, не успевших приспособиться к новому термальному режиму.

Изменение температуры почвы и грунтовых вод угнетает жизнь на лугах и в лесных массивах в окрестностях городов, снижает продуктивность с/х угодий. Свою лепту в ухудшение природной среды вносят повреждения газо- и теплопроводов.

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.

Последствия

Тепловое загрязнение относится к воздействиям, которые изменяют физические характеристики среды обитания растений, животных, человека.

• Изменяется климат в промышленных многолюдных районах: тепловые острова, постоянная облачность, смог.
• Обедняется жизнь в водоемах и морских акваториях, вырождаются ценные промысловые породы рыб.
• Повышается температура почвы и подземных вод, что приводит к уничтожению многих видов растений и микроорганизмов.

Последствия теплового загрязнения наносят обществу экономический, эстетический, экологический ущерб. Снижается добыча ценных пород рыб, деградируют ландшафты, исчезают с лица земли уникальные экосистемы.

Меры по защите от теплового загрязнения

Больше всего от теплового загрязнения страдают водоемы, поэтому экологические службы многих стран выработали рекомендации по соблюдению температурного режима в реках, озерах, акваториях морей.

• В западных странах температура воды не должна повышаться больше, чем на 3° от естественного фона; в озерах США воду можно нагревать не выше, чем на 1,6°, а в морях – на 0, 8°.
• В России допустимо термическое изменений воды в реках и озерах не больше, чем на 3°. Для рек, которые посещают лососевые, температура воды не должна подниматься в летние месяцы выше 20°С.

Второе направление по защите от термального загрязнения – использование нагретой воды в хозяйственных целях:

• для орошения полей;
• для обогрева теплиц;
• для освобождения ото льда водоемов;
• для образования искусственных прудов и разведения теплолюбивых рыб.

Ученые и хозяйственники ищут все новые сферы использования избыточного тепла.

Как предотвратить тепловое загрязнение?

Для того, чтобы тепловое загрязнение не стало глобальной проблемой, человечество должно совершить постепенный переход с использования ископаемого топлива на альтернативные источники энергии: солнечную радиацию, энергию ветра и воды.

Уже сегодня тепловое загрязнение от ТЭЦ можно уменьшить, если вместо паровых турбин использовать магнитогидродинамический метод преобразования тепла в электричество. Экологам и биологам предстоит рассчитать границы, в которых человеческое вмешательство не принесет вреда биосфере.

Источник: greenway-schop.ru

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.

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.

Болезни, которые может провоцировать грязная вода

Наиболее опасно загрязнение жидкости патогенными микроорганизмами. Возбудители инфекции приводят к развитию следующих заболеваний:

• брюшной тиф;
• холера;
• временное или необратимое бесплодие, эректильная дисфункция у мужчин;
• поражение эндокринной системы;
• гастрит, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки;
• шистосомоз;
• врожденные аномалии развития;
• лямблиоз;
• дизентерия;
• пищевые отравления;
• дерматологические заболевания;
• нарушение общего метаболизма;
• злокачественные новообразования.

Избежать проблемы с водой можно с помощью специальных фильтров, серебра или покупки бутилированной жидкости.

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.

Загрязнение – проблема экологии

Экология воды, которая подвергается негативному влиянию человека, отражается на состоянии флоры, фауны и развитии индустрии. Любые изменения химической структуры жидкости, спровоцированные попаданием синтетических веществ, приводят к развитию заболеваний:

1. Высокая концентрация свинца и других тяжелых металлов в воде способна привести к поражению центральной нервной системы.
2. Растворенные соли негативно влияют на кислотно-щелочной баланс организма, обменные процессы и реологические свойства крови.
3. Алюминий, используемый при очистке воды, вызывает паралич, нарушение иннервации тканей и поражение иммунной системы.
4. Повышенное содержание меди и ее солей вызывает печеночную и почечную недостаточность.
5. Никель провоцирует дерматологические заболевания, цинк – болезни почек.

Чтобы устранить прогрессирующие патологии, человечество должно ответить на вопрос, как остановить загрязнение гидросферы. В норме химическая структура водных ресурсов не содержит большого количества химических элементов и их продуктов реакций. Высокая концентрация синтетических компонентов наблюдается по причине засорения вод производственными отходами неорганического и органического типа.

В ходе исследования 9 поселений в Сибирской области медицинские специалисты выяснили, что рост заболеваемости в условиях потребления загрязненной воды вырос с 7 до 45%. Из-за неправильной утилизации отходов бактериологических лабораторий повышается количество заболеваний пищеварительной системы. Низкое качество питьевой воды провоцирует эпидемические вспышки гриппа, дерматологических и вирусных инфекций.

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.

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.

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.

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 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.

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]

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.

Проблема загрязнения воды и ее решение на государственном и глобальном уровне

Каждый знает, почему нельзя загрязнять воду. С приростом населения Земли и развитием промышленного производства мировая статистика отмечает ускоренный процесс потребления воды. В России люди каждый день расходуют 3600 млрд тонн, тогда как в 1900 году на всех хватало 170 млрд л жидкости. Поэтому для полного обеспечения водой необходимо регулярно очищать и повторно применять водные ресурсы.

Европейские страны в качестве решения проблемы преимущественно берут воду из рек, используя жидкость до 30 раз в день. Это возможно благодаря специальным фильтрам и химической обработке примененной воды. Сократить расходы невозможно из-за ускоренных процессов производства и высокой плотности населения.

В то же время повторная эксплуатация жидкости ведет к уменьшению объемов пресной воды, пригодной для употребления. В процессе изготовления химических веществ происходит загрязнение водоемов, т.к. 80% промышленных отходов сливаются в природные источники. Такая жидкость не может быть полностью очищена от синтетических соединений.

Экологическую проблему мирового масштаба необходимо решать коллективно, потому что водные массы постоянно перемещаются вне зависимости от проведенных границ различных государств.

Если одна из стран будет продолжать процесс загрязнения гидросферы, попытки других регионов сохранить чистоту потерпят поражение.

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.

Чем опасно загрязнение гидросферы для живых организмов

Загрязнение пресных водоемов и морской жидкости нарушает условия для дальнейшей жизнедеятельности различных представителей флоры и фауны. Существует несколько форм негативного воздействия:

• нейротоксическое;
• онкологическое;
• генотоксическое;
• нарушение процессов размножения;
• расстройство энергообмена.

Нейротоксичное воздействие

Загрязнение озера, моря или реки солями тяжелых металлов, токсинами или другими неорганическими соединениями приводит к развитию заболеваний нервной системы человека и животных. В результате нарушается движение, координация, развиваются психические расстройства. Организм в состоянии аффекта под действием внезапной агрессии или суицидальных наклонностей способен нанести вред себе и окружающим.

Канцерогенный эффект

При регулярном употреблении жидкости с высокой загрязненностью риск развития злокачественных новообразований увеличивается на 60%. Токсичные соединения при попадании в здоровые клетки вызывают раковое перерождение последних, заставляя их изменить морфологическую структуру. Опухолевые клетки прекращают выполнять свою функцию, постоянно делятся и проникают в здоровые ткани.

Генотоксичность загрязнителей воды

В некоторых случаях повышенная загрязненность может нарушить строение ДНК. Негативное воздействие мутагенов и канцерогенов на клеточный генетический материал приводит к ухудшению общего состояния. Появившиеся заболевания способны передаваться по наследству.

Репродуктивные нарушения

Загрязнение прудов, озер или рек с питьевой водой могут не приводить к летальному исходу и различным инфекционным заболеваниям. В редких случаях химические соединения поражают половые органы. Репродуктивная система наиболее чувствительна к действию тяжелых металлов.

Нарушения энергообмена

7% водных загрязнителей способны подавлять работу клеточных митохондрий, которые используют питательные вещества для образования энергии. В результате негативного воздействия органоиды прекращают свою деятельность, что приводит к нарушению обмена веществ. Расстройство метаболизма способно привести к смерти.

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.

Как работает тепловой двигатель

Работа теплового двигателя основана на способности веществ расширяться при повышении температуры. В качестве рабочего тела в ТД используется газ, который нагревается за счет сжигания топлива.

Все ТМ работают циклически. Чтобы запустить подобную систему, температура нагревателя должна быть существенно выше, чем окружающей среды. При обратном ходе поршня температура газа понижается за счет холодильника. Им может служить охлаждающая жидкость или атмосфера.

Работа двигателя равна разности подведенного и отведенного тепла. Коэффициент полезного действия – это отношение работы к теплу, подведенному к системе. Принцип действия тепловых машин основан на 1-м и 2-м законе термодинамики.

Что такое тепловая машина

Тепловая машина (ТМ) – тип двигателя, преобразующий тепло в полезную работу. Он состоит из трех элементов:

• нагревателя;
• холодильника;
• рабочего тела.

К тепловым машинам относятся все бензиновые и дизельные автомобильные моторы, паровые турбины и котлы, реактивные и ракетные двигатели.

Тепловые двигатели (ТД) распространены повсеместно: на транспорте, в энергетике, промышленности. Изобретение паровой машины привело к индустриальной революции XVIII-XIX столетий, радикально изменило облик нашего мира.

Источник: BaikalHangkai.ru