آلودگی حرارتی چیست؟

2024 نویسنده: Henry Conors | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-02-12 06:40

آلودگی حرارتی به پدیده‌هایی اطلاق می‌شود که در آن گرما در آب‌ها یا هوای اتمسفر منتشر می‌شود. در همان زمان، دما بسیار بالاتر از حد معمول افزایش می یابد. آلودگی حرارتی طبیعت با فعالیت‌های انسانی و انتشار گازهای گلخانه‌ای که عامل اصلی گرمایش جهانی هستند، مرتبط است.

منابع آلودگی حرارتی جو

دو گروه از منابع وجود دارد:

• طبیعی - اینها آتش سوزی جنگل ها، آتشفشان ها، طوفان های گرد و غبار، بادهای خشک، فرآیندهای تجزیه موجودات زنده و گیاهی هستند؛
• انسان زا هستند فرآوری نفت و گاز، فعالیت های صنعتی، مهندسی برق حرارتی، انرژی هسته ای، حمل و نقل.

هر سال حدود 25 میلیارد تن مونوکسید کربن، 190 میلیون تن اکسید گوگرد، 60 میلیون تن اکسید نیتروژن در نتیجه فعالیت های انسانی وارد جو زمین می شود. نیمی از این زباله ها در نتیجه فعالیت های صنعت انرژی، صنعت و متالورژی اضافه می شود.

آلایندگی اگزوز خودروها در سال‌های اخیر افزایش یافته است.

پیامدها

در کلان شهرها با شرکت های صنعتی بزرگ، هوای جوی شدیدترین آلودگی حرارتی را تجربه می کند. موادی را دریافت می کند که دمای آنها بالاتر از لایه هوای سطح اطراف است. دمای انتشارات صنعتی همیشه بالاتر از میانگین لایه سطحی هوا است. به عنوان مثال، در هنگام آتش سوزی جنگل، از لوله های اگزوز اتومبیل ها، از لوله های شرکت های صنعتی، هنگام گرم کردن خانه ها، جریان های هوای گرم با ناخالصی های مختلف آزاد می شود. دمای چنین جریانی تقریباً 50-60 درجه سانتیگراد است. این لایه میانگین دمای سالانه شهر را بین شش تا هفت درجه افزایش می دهد. «جزایر گرما» در داخل و بالای شهرها تشکیل می شود که ضمن افزایش میزان بارندگی و افزایش رطوبت هوا منجر به افزایش ابر ابری می شود. هنگامی که محصولات احتراق به هوای مرطوب اضافه می شود، مه دود مرطوب (مانند مه دود لندن) تشکیل می شود. بوم شناسان می گویند که در طول 20 سال گذشته، میانگین دمای تروپوسفر 0.7 درجه سانتیگراد افزایش یافته است.

منابع آلودگی حرارتی خاک

منابع آلودگی حرارتی خاک در شهرهای بزرگ و مراکز صنعتی عبارتند از:

• لوله‌های گاز شرکت‌های متالورژی، دما به 140-150ºC می‌رسد؛
• شبکه گرمایش، دما در حدود 60-160ºC؛
• شیرهای ارتباطی، دمای 40-50º C.

عواقب تأثیر حرارتی بر پوشش خاک

لوله های گاز، شبکه های گرمایشی و خروجی های ارتباطی دمای خاک را چندین درجه افزایش می دهند که منفی است.روی خاک تاثیر می گذارد. این امر در زمستان منجر به ذوب شدن برف و در نتیجه یخ زدن لایه های سطحی خاک می شود و در تابستان روند معکوس روی می دهد و لایه بالایی خاک گرم و خشک می شود. پوشش خاک ارتباط نزدیکی با پوشش گیاهی و میکروارگانیسم های زنده ای دارد که در آن زندگی می کنند. تغییر در ترکیب آن بر زندگی آنها تأثیر منفی می گذارد.

منابع آلودگی حرارتی تاسیسات هیدرولوژیکی

آلودگی حرارتی بدنه های آبی و نواحی دریایی ساحلی در نتیجه تخلیه فاضلاب به بدنه های آبی توسط نیروگاه های هسته ای و حرارتی، شرکت های صنعتی رخ می دهد.

اثرات تخلیه فاضلاب

تخلیه فاضلاب منجر به افزایش دمای آب در مخازن به میزان 6-7 ºC می شود، مساحت چنین نقاط گرم می تواند تا 30-40 کیلومتر برسد2.

لایه های گرم آب نوعی لایه بر روی سطح توده آب تشکیل می دهد که از تبادل طبیعی آب جلوگیری می کند (آب های سطحی با آب های کف مخلوط نمی شوند)، میزان اکسیژن کاهش می یابد و نیاز موجودات زنده به افزایش می یابد، در حالی که تعداد گونه های جلبک افزایش می یابد.

بیشترین درجه آلودگی آبهای حرارتی توسط نیروگاهها انجام می شود. آب برای خنک کردن توربین های NPP و میعانات گازی در TPP ها استفاده می شود. آب مورد استفاده توسط نیروگاه ها حدود 7-8 درجه سانتیگراد گرم می شود و پس از آن به آب های مجاور تخلیه می شود.

افزایش دمای آب در مخازن بر موجودات زنده تأثیر منفی می گذارد. برای هر یک از آنها دمای بهینه ای وجود دارد که جمعیت در آن احساس می کندعالی در محیط طبیعی، با افزایش یا کاهش آهسته دما، موجودات زنده به تدریج خود را با تغییرات وفق می دهند، اما اگر دما به شدت افزایش یابد (مثلاً با حجم زیادی از پساب خروجی از شرکت های صنعتی)، موجودات زمان ندارند. برای خو گرفتن آنها شوک گرمایی دریافت می کنند و در نتیجه می توانند بمیرند. این یکی از منفی ترین اثرات آلودگی حرارتی بر آبزیان است.

اما ممکن است پیامدهای مخرب دیگری نیز وجود داشته باشد. مثلاً تأثیر آلودگی آب های حرارتی بر متابولیسم. با افزایش دما در موجودات، سرعت متابولیسم افزایش می یابد و نیاز به اکسیژن افزایش می یابد. اما با افزایش دمای آب، میزان اکسیژن موجود در آن کاهش می یابد. کمبود آن منجر به مرگ بسیاری از گونه های موجودات زنده آبزی می شود. تخریب تقریباً 100 درصدی ماهی ها و بی مهرگان باعث می شود دمای آب در تابستان چندین درجه افزایش یابد. هنگامی که رژیم دما تغییر می کند، رفتار ماهی نیز تغییر می کند، مهاجرت طبیعی مختل می شود و تخم ریزی نابهنگام رخ می دهد.

بنابراین، افزایش دمای آب می تواند ساختار گونه ای بدنه های آبی را تغییر دهد. بسیاری از گونه های ماهی یا این مناطق را ترک می کنند یا می میرند. جلبک های مشخصه این مکان ها با گونه های گرما دوست جایگزین می شوند.

اگر همراه با آب گرم، مواد آلی و معدنی (فاضلاب های خانگی، کودهای معدنی شسته شده از مزارع) وارد مخازن شوند، تولید مثل جلبک ها به شدت شروع می شود، شروع به تشکیل می کنند.توده متراکم که یکدیگر را می پوشانند. در نتیجه مرگ و پوسیدگی آنها اتفاق می افتد که منجر به آفت همه موجودات زنده مخزن می شود.

آلودگی حرارتی بدنه های آبی توسط نیروگاه های حرارتی خطرناک است. آنها با استفاده از توربین ها انرژی تولید می کنند، گاز خروجی باید هر از چند گاهی خنک شود. آب مصرف شده به مخازن تخلیه می شود. در نیروگاه های حرارتی بزرگ، این مقدار به 90 متر 3 می رسد. این بدان معنی است که یک جریان گرم مداوم وارد مخزن می شود.

آسیب ناشی از آلودگی اکوسیستم های آبی

همه پیامدهای آلودگی حرارتی بدنه های آبی باعث آسیب فاجعه بار به موجودات زنده و تغییر زیستگاه خود شخص می شود. خسارت ناشی از آلودگی:

• زیبایی شناختی (ظاهر مناظر شکسته است)؛
• اقتصادی (رفع آلودگی، انقراض بسیاری از گونه های ماهی)؛
• محیط‌زیست (گونه‌های پوشش گیاهی آبزی و موجودات زنده از بین می‌روند).

حجم آب گرم تخلیه شده توسط نیروگاه ها به طور مداوم در حال رشد است، بنابراین دمای بدنه های آبی نیز افزایش می یابد. در بسیاری از رودخانه ها، به گفته کارشناسان محیط زیست، 3-4 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. این روند در حال حاضر در حال انجام است. به عنوان مثال، در برخی از رودخانه های آمریکا، گرمای بیش از حد آب در حدود 10-15 درجه سانتیگراد، در انگلستان - 7-10 درجه سانتیگراد، در فرانسه - 5 درجه سانتیگراد است.

آلودگی حرارتی

آلودگی حرارتی (آلودگی فیزیکی حرارتی) شکلی است که در نتیجه افزایش دمای محیط رخ می دهد. علل آن انتشار صنعتی و نظامی هوای گرم، آتش سوزی های بزرگ است.

آلودگی حرارتی محیط زیست با کار شرکت های شیمیایی، خمیر و کاغذ، متالورژی، صنایع نجاری، نیروگاه های حرارتی و نیروگاه های هسته ای مرتبط است که برای خنک کردن تجهیزات به حجم زیادی آب نیاز دارند.

حمل و نقل یک آلاینده قوی برای محیط زیست است. حدود 80 درصد از کل آلاینده های سالانه از خودروها ناشی می شود. بسیاری از مواد مضر در فواصل قابل توجهی از منبع آلودگی پراکنده می شوند.

هنگامی که گاز در نیروگاه های حرارتی سوزانده می شود، علاوه بر اثرات شیمیایی بر جو، آلودگی حرارتی نیز رخ می دهد. علاوه بر این، در شعاع تقریباً 4 کیلومتری مشعل، بسیاری از گیاهان در حالت افسردگی هستند و در شعاع 100 متری، پوشش گیاهی در حال مرگ است.

سالانه حدود ۸۰ میلیون تن زباله های مختلف صنعتی و خانگی در روسیه تولید می شود که منبع آلودگی پوشش خاک، پوشش گیاهی، آب های زیرزمینی و سطحی و هوای جوی است. علاوه بر این، آنها منبع تشعشع و آلودگی حرارتی اجسام طبیعی هستند.

آب‌های زمین با انواع زباله‌های شیمیایی که با شسته شدن کودهای معدنی، آفت‌کش‌ها از خاک، با فاضلاب و پساب‌های صنعتی به آنجا می‌رسند، آلوده می‌شوند. آلودگی حرارتی و باکتریایی در مخازن رخ می دهد، بسیاری از گونه های گیاهی و جانوری می میرند.

هر گونه انتشار گرما در محیط طبیعی منجر به تغییر دمای اجزای آن، به ویژه لایه های زیرین جو می شود.اجسام خاک و هیدروسفر.

طبق نظر کارشناسان محیط زیست، انتشارات حرارتی در محیط زیست هنوز قادر به تأثیرگذاری بر تعادل سیاره نیست، اما تأثیر قابل توجهی در یک منطقه خاص دارد. به عنوان مثال، دمای هوا در شهرهای بزرگ معمولاً تا حدودی بالاتر از خارج از شهر است؛ رژیم حرارتی رودخانه ها یا دریاچه ها زمانی که فاضلاب نیروگاه های حرارتی به داخل آنها تخلیه می شود تغییر می کند. ترکیب گونه ای ساکنان این فضاها در حال تغییر است. هر گونه دارای محدوده دمایی خاص خود است که گونه قادر به سازگاری با آن است. به عنوان مثال، قزل آلا می تواند در آب گرم زنده بماند اما نمی تواند تولید مثل کند.

بنابراین، تخلیه های حرارتی روی بیوسفر نیز تأثیر می گذارد، اگرچه این در مقیاس سیاره ای نیست، اما برای انسان نیز قابل توجه است.

آلودگی دمایی پوشش خاک مملو از این واقعیت است که تعامل نزدیک با حیوانات، پوشش گیاهی و موجودات میکروبی وجود دارد. با افزایش دمای خاک، پوشش گیاهی به گونه‌های گرمادوست تبدیل می‌شود، بسیاری از میکروارگانیسم‌ها می‌میرند و قادر به سازگاری با شرایط جدید نیستند.

آلودگی حرارتی آب های زیرزمینی در نتیجه ورود رواناب به سفره های زیرزمینی رخ می دهد. این بر کیفیت آب، ترکیب شیمیایی و شرایط حرارتی آن تأثیر منفی می‌گذارد.

آلودگی حرارتی محیط زیست شرایط زندگی و فعالیت انسان را بدتر می کند. در شهرها، با درجه حرارت بالا همراه با رطوبت بالا، مردم سردردهای مکرر، ضعف عمومی، مسابقه اسب دوانی را تجربه می کنند.فشار خون. رطوبت بالا منجر به خوردگی فلزات، آسیب به فاضلاب، لوله های حرارتی، لوله های گاز و غیره می شود.

عواقب آلودگی محیط زیست

می توانید تمام پیامدهای آلودگی حرارتی محیط زیست را مشخص کنید و مشکلات اصلی را که باید برطرف شوند برجسته کنید:

1. جزایر گرمایی در شهرهای بزرگ تشکیل می شوند.

2. دود تشکیل می شود، رطوبت هوا افزایش می یابد و ابری دائمی در کلان شهرها شکل می گیرد.

3. مشکلات در رودخانه ها، دریاچه ها و مناطق ساحلی دریاها و اقیانوس ها به وجود می آید. به دلیل افزایش دما، تعادل اکولوژیکی به هم می‌خورد، بسیاری از گونه‌های ماهی و گیاهان آبزی در حال مرگ هستند.

4. خواص شیمیایی و فیزیکی آب تغییر می کند. حتی پس از تمیز کردن غیر قابل استفاده می شود.

5. موجودات زنده آب در حال مرگ هستند یا در حالت افسردگی هستند.

6. دمای آب‌های زیرزمینی در حال افزایش است.

7. ساختار خاک و ترکیبات آن مختل می شود، پوشش گیاهی و میکروارگانیسم های ساکن در آن سرکوب می شوند یا از بین می روند.

آلودگی حرارتی. پیشگیری و اقدامات پیشگیری از آن

اقدام اصلی برای جلوگیری از آلودگی حرارتی محیط زیست، کنار گذاشتن تدریجی استفاده از سوخت، انتقال کامل به انرژی های تجدیدپذیر جایگزین: خورشیدی، بادی و برق آبی است.

برای محافظت از مناطق آبی از آلودگی حرارتی در سیستم خنک کننده توربین، باید مخازن - کولرهایی ساخته شود که پس از خنک شدن از آنها آب می گیرد.می توان دوباره در سیستم خنک کننده استفاده کرد.

در دهه های اخیر، مهندسان با استفاده از روش مگنتوهیدرودینامیکی تبدیل انرژی حرارتی به انرژی الکتریکی، سعی در حذف توربین بخار در نیروگاه های حرارتی داشته اند. این به طور قابل توجهی آلودگی حرارتی مناطق اطراف و بدنه های آبی را کاهش می دهد.

زیست شناسان به دنبال شناسایی محدودیت های پایداری بیوسفر به عنوان یک کل و گونه های منفرد موجودات زنده، و همچنین محدودیت های تعادل سیستم های بیولوژیکی هستند.

محیط‌بانان به نوبه خود میزان تأثیر فعالیت اقتصادی انسان بر فرآیندهای طبیعی در محیط را مطالعه می‌کنند و به دنبال یافتن راه‌هایی برای جلوگیری از تأثیرات منفی هستند.

محافظت از محیط زیست در برابر آلودگی حرارتی

مرسوم است که آلودگی حرارتی را به سیاره ای و محلی تقسیم می کنند. در مقیاس سیاره ای، آلودگی خیلی زیاد نیست و تنها 0.018 درصد از تابش خورشیدی ورودی به سیاره را تشکیل می دهد، یعنی یک درصد. اما آلودگی حرارتی در سطح محلی تأثیر زیادی بر طبیعت دارد. برای تنظیم این تأثیر در اکثر کشورهای صنعتی، محدودیت‌ها (حدود) آلودگی حرارتی معرفی شده است.

به عنوان یک قاعده، محدودیت برای رژیم بدنه های آبی تعیین می شود، زیرا این دریاها، دریاچه ها و رودخانه ها هستند که تا حد زیادی از آلودگی حرارتی رنج می برند و قسمت اصلی آن را دریافت می کنند.

در کشورهای اروپایی، بدنه های آبی نباید بیش از 3 درجه سانتیگراد از دمای طبیعی خود گرم شوند.

در ایالات متحده آمریکا، گرمایش آب در رودخانه ها نباید سفیدتر از 3 درجه سانتیگراد، در دریاچه ها - 1.6 درجه سانتیگراد، در آب های دریاها و اقیانوس ها - 0.8 درجه سانتیگراد باشد.

Bدر روسیه، دمای آب در مخازن نباید بیش از 3 درجه سانتیگراد در مقایسه با دمای متوسط گرمترین ماه افزایش یابد. در مخازنی که ماهی قزل آلا و دیگر گونه‌های ماهی‌های سردسیر زندگی می‌کنند، دما را نمی‌توان بیش از 5 درجه سانتی‌گراد، در تابستان بیش از 20 درجه سانتی‌گراد، در زمستان - 5 درجه سانتی‌گراد افزایش داد.

مقیاس آلودگی حرارتی در نزدیکی مراکز صنعتی بزرگ بسیار قابل توجه است. بنابراین، برای مثال، از یک مرکز صنعتی با جمعیت 2 میلیون نفر، از یک نیروگاه هسته ای و یک پالایشگاه نفت، آلودگی حرارتی 120 کیلومتر دورتر و 1 کیلومتر در ارتفاع پخش می شود.

کارشناسان محیط زیست استفاده از زباله های حرارتی را برای نیازهای خانگی پیشنهاد می کنند، به عنوان مثال:

• برای آبیاری زمین های کشاورزی؛
• در صنعت گلخانه؛
• برای حفظ آب های شمالی در حالت بدون یخ؛
• برای تقطیر محصولات سنگین صنعت نفت و نفت کوره؛
• برای پرورش گونه های ماهی گرما دوست؛
• برای ساخت استخرهای مصنوعی که در زمستان برای پرندگان آبزی وحشی گرم می شوند.

در مقیاس سیاره ای، آلودگی حرارتی محیط طبیعی به طور غیرمستقیم بر گرمایش جهانی تأثیر می گذارد. انتشار گازهای گلخانه ای از صنایع به طور مستقیم دما را افزایش نمی دهد، بلکه آن را از طریق اثر گلخانه ای افزایش می دهد.

برای حل مشکلات زیست محیطی و پیشگیری از آنها در آینده، بشریت باید تعدادی از مشکلات جهانی را حل کند و تمام تلاش ها را برای کاهش آلودگی هوا، حرارتی هدایت کند.آلودگی سیاره.