Ô nhiễm nhiệt là gì?

2024 Tác giả: Henry Conors | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-12 14:39

Ô nhiễm nhiệt là hiện tượng nhiệt được tỏa vào các khối nước hoặc vào không khí. Đồng thời, nhiệt độ tăng cao hơn nhiều so với định mức trung bình. Ô nhiễm nhiệt của tự nhiên gắn liền với các hoạt động của con người và phát thải khí nhà kính, là nguyên nhân chính gây ra sự nóng lên toàn cầu.

Nguồn gây ô nhiễm nhiệt của bầu khí quyển

Có hai nhóm nguồn:

• tự nhiên - đó là cháy rừng, núi lửa, bão bụi, gió khô, quá trình phân hủy sinh vật sống và thực vật;
• nhân tạo là chế biến dầu khí, hoạt động công nghiệp, kỹ thuật nhiệt điện, năng lượng hạt nhân, giao thông vận tải.

Hàng năm, khoảng 25 tỷ tấn carbon monoxide, 190 triệu tấn oxit lưu huỳnh, 60 triệu tấn nitơ oxit đi vào bầu khí quyển của Trái đất do kết quả của các hoạt động của con người. Một nửa số chất thải này được thêm vào do hoạt động của ngành năng lượng, công nghiệp và luyện kim.

Lượng khí thải ô tô đã tăng lên trong những năm gần đây.

Hậu quả

Ở các thành phố đô thị với các xí nghiệp công nghiệp lớn, không khí trong khí quyển bị ô nhiễm nhiệt mạnh nhất. Nó nhận các chất có nhiệt độ cao hơn lớp không khí của bề mặt xung quanh. Nhiệt độ của khí thải công nghiệp luôn cao hơn nhiệt độ trung bình của lớp bề mặt không khí. Ví dụ, trong các vụ cháy rừng, từ ống xả của ô tô, từ ống của các xí nghiệp công nghiệp, khi sưởi ấm nhà ở, các luồng không khí ấm với nhiều tạp chất được thải ra. Nhiệt độ của một dòng như vậy là khoảng 50-60 ºС. Lớp này làm tăng nhiệt độ trung bình hàng năm trong thành phố từ sáu đến bảy độ. "Quần đảo nhiệt" được hình thành ở trong và trên các thành phố, dẫn đến lượng mây tăng lên, đồng thời làm tăng lượng mưa và tăng độ ẩm không khí. Khi các sản phẩm của quá trình đốt cháy được thêm vào không khí ẩm, sương mù ẩm (như sương mù London) được hình thành. Các nhà sinh thái học cho biết trong 20 năm qua, nhiệt độ trung bình của tầng đối lưu đã tăng 0,7º C.

Nguồn gây ô nhiễm đất nhiệt

Các nguồn gây ô nhiễm đất nhiệt ở các thành phố lớn và trung tâm công nghiệp là:

• ống dẫn khí của xí nghiệp luyện kim, nhiệt độ đạt 140-150ºС;
• nguồn điện làm nóng, nhiệt độ khoảng 60-160ºС;
• vòi giao tiếp, nhiệt độ 40-50º C.

Hậu quả của ảnh hưởng nhiệt đến lớp phủ của đất

Đường ống dẫn khí đốt, nguồn điện và ổ cắm thông tin liên lạc làm tăng nhiệt độ đất lên vài độ, tức là âmảnh hưởng đến đất. Vào mùa đông, điều này dẫn đến tuyết tan chảy và kết quả là đóng băng các lớp bề mặt của đất, và vào mùa hè, quá trình ngược lại xảy ra, lớp trên cùng của đất được nung nóng và làm khô. Lớp phủ của đất có quan hệ mật thiết với thảm thực vật và các vi sinh vật sống trong đó. Một sự thay đổi trong thành phần của nó ảnh hưởng tiêu cực đến cuộc sống của họ.

Nguồn gây ô nhiễm nhiệt của các công trình thủy văn

Ô nhiễm nhiệt của các vùng nước và các vùng biển ven biển xảy ra do việc xả nước thải vào các vùng nước của các nhà máy nhiệt điện, hạt nhân, các xí nghiệp công nghiệp.

Ảnh hưởng của xả nước thải

Việc xả nước thải dẫn đến nhiệt độ nước trong các hồ chứa tăng lên 6-7 ºС, diện tích các điểm ấm như vậy có thể lên tới 30-40 km2.

Các lớp nước ấm tạo thành một loại màng trên bề mặt của khối nước, ngăn cản quá trình trao đổi nước tự nhiên (nước trên bề mặt không trộn lẫn với nước dưới đáy), lượng oxy giảm, và nhu cầu của các sinh vật nó tăng lên, trong khi số lượng loài tảo tăng lên.

Mức độ ô nhiễm nước nhiệt lớn nhất được thực hiện bởi các nhà máy điện. Nước được sử dụng để làm mát các tua-bin của NPP và ngưng tụ khí trong các TPP. Nước được sử dụng bởi các nhà máy điện được làm nóng khoảng 7-8 ºС, sau đó nó được xả vào các vùng nước gần đó.

Việc tăng nhiệt độ nước trong các hồ chứa có tác động tiêu cực đến các sinh vật sống. Đối với mỗi người trong số họ có một nhiệt độ tối ưu mà quần thể cảm thấythông minh. Trong môi trường tự nhiên, nhiệt độ tăng hoặc giảm chậm, sinh vật thích nghi dần với sự thay đổi, nhưng nếu nhiệt độ tăng mạnh (ví dụ với lượng lớn nước thải xả ra từ các xí nghiệp công nghiệp) thì sinh vật không có thời gian. để di thực. Họ bị sốc nhiệt, hậu quả là họ có thể chết. Đây là một trong những tác động tiêu cực nhất của ô nhiễm nhiệt đối với đời sống thủy sinh.

Nhưng có thể có những hậu quả khác, bất lợi hơn. Ví dụ, ảnh hưởng của ô nhiễm nhiệt nước đối với quá trình trao đổi chất. Với sự gia tăng nhiệt độ ở các sinh vật, tốc độ trao đổi chất tăng lên, và nhu cầu về oxy tăng lên. Nhưng khi nhiệt độ nước tăng lên, hàm lượng oxy trong nước giảm. Sự thiếu hụt của nó dẫn đến cái chết của nhiều loài sinh vật sống dưới nước. Việc cá và động vật không xương sống bị tiêu diệt gần như 100% khiến nhiệt độ nước tăng vài độ vào mùa hè. Khi chế độ nhiệt độ thay đổi, hành vi của cá cũng thay đổi, quá trình di cư tự nhiên bị gián đoạn và sinh sản không kịp thời.

Vì vậy, nhiệt độ nước tăng lên có thể làm thay đổi cấu trúc loài của các thủy vực. Nhiều loài cá rời khỏi những khu vực này hoặc chết. Đặc tính tảo của những nơi này đang bị thay thế bởi các loài ưa nhiệt.

Nếu cùng với nước ấm, các chất hữu cơ và khoáng chất (nước thải sinh hoạt, phân khoáng rửa từ ruộng) đi vào các bể chứa, tảo sinh sản mạnh thì chúng sẽ bắt đầu hình thànhkhối dày đặc, bao bọc lẫn nhau. Kết quả là, cái chết và sự thối rữa của chúng xảy ra, dẫn đến dịch hại của tất cả các sinh vật sống trong hồ chứa.

Ô nhiễm nhiệt của các vùng nước bởi các nhà máy nhiệt điện là rất nguy hiểm. Chúng tạo ra năng lượng bằng cách sử dụng tuabin, khí thải phải được làm mát theo thời gian. Nước đã qua sử dụng được xả vào các hồ chứa. Tại các nhà máy nhiệt điện lớn, lượng này lên tới 90 m3. Điều này có nghĩa là một dòng chảy ấm liên tục đi vào bể chứa.

Thiệt hại do ô nhiễm hệ sinh thái thủy sinh

Tất cả những hậu quả do ô nhiễm nhiệt của các vùng nước gây ra tác hại thảm khốc đối với các sinh vật sống và thay đổi môi trường sống của chính con người. Thiệt hại do ô nhiễm:

• thẩm mỹ (sự xuất hiện của phong cảnh bị phá vỡ);
• kinh tế (khắc phục ô nhiễm, sự tuyệt chủng của nhiều loài cá);
• môi trường (các loài thực vật thủy sinh và các sinh vật sống bị tiêu diệt).

Khối lượng nước ấm do các nhà máy điện thải ra không ngừng tăng lên, do đó, nhiệt độ của các vùng nước cũng sẽ tăng lên. Ở nhiều con sông, theo các nhà bảo vệ môi trường, nó sẽ tăng thêm 3-4 ° C. Quá trình này đã được tiến hành. Ví dụ, ở một số sông ở Mỹ, nước quá nóng khoảng 10-15 ° С, ở Anh - 7-10 ° С, ở Pháp - 5 ° С.

Ô nhiễm nhiệt

Ô nhiễm nhiệt (ô nhiễm vật lý nhiệt) là một dạng xảy ra do sự gia tăng nhiệt độ môi trường xung quanh. Nguyên nhân của nó là khí thải công nghiệp và quân sự của không khí nóng, các đám cháy lớn.

Ô nhiễm nhiệt môi trường liên quan đến công việc của các doanh nghiệp thuộc ngành công nghiệp hóa chất, bột giấy và giấy, luyện kim, chế biến gỗ, nhà máy nhiệt điện và nhà máy điện hạt nhân, đòi hỏi lượng nước lớn để làm mát thiết bị.

Giao thông vận tải là một chất gây ô nhiễm môi trường mạnh mẽ. Khoảng 80% tổng lượng khí thải hàng năm đến từ ô tô. Nhiều chất độc hại được phân tán trong khoảng cách đáng kể từ nguồn ô nhiễm.

Khi đốt khí tại các nhà máy nhiệt điện, ngoài tác dụng hoá học lên khí quyển còn xảy ra hiện tượng ô nhiễm nhiệt. Ngoài ra, trong bán kính khoảng 4 km tính từ ngọn đuốc, nhiều loài thực vật ở trạng thái suy kiệt, và trong bán kính 100 mét, lớp phủ thực vật đang chết dần.

Hàng năm, khoảng 80 triệu tấn chất thải công nghiệp và sinh hoạt khác nhau được tạo ra ở Nga, là nguồn gây ô nhiễm lớp phủ đất, thảm thực vật, mặt đất và nước bề mặt, và không khí trong khí quyển. Ngoài ra, chúng còn là nguồn bức xạ và ô nhiễm nhiệt của các vật thể tự nhiên.

Nước trên đất liền bị ô nhiễm với nhiều loại chất thải hóa học khi phân khoáng, thuốc trừ sâu bị rửa trôi khỏi đất, cùng với nước thải và nước thải công nghiệp. Ô nhiễm nhiệt và vi khuẩn xảy ra trong các hồ chứa, nhiều loài động thực vật chết.

Bất kỳ sự giải phóng nhiệt nào vào môi trường tự nhiên đều dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ của các thành phần của nó, đặc biệt là các lớp thấp hơn của khí quyển,các đối tượng đất và thủy quyển.

Theo các nhà bảo vệ môi trường, nhiệt phát thải ra môi trường chưa thể ảnh hưởng đến sự cân bằng của hành tinh, nhưng chúng có tác động đáng kể đến một khu vực cụ thể. Ví dụ, nhiệt độ không khí ở các thành phố lớn thường cao hơn một chút so với bên ngoài thành phố; chế độ nhiệt của sông hoặc hồ thay đổi khi nước thải từ các nhà máy nhiệt điện được xả vào chúng. Thành phần loài của cư dân trong những không gian này đang thay đổi. Mỗi loài có khoảng nhiệt độ riêng mà loài đó có thể thích nghi. Ví dụ, cá hồi có thể sống được trong nước ấm nhưng không thể sinh sản.

Vì vậy, phóng điện nhiệt cũng ảnh hưởng đến sinh quyển, mặc dù điều này không ở quy mô hành tinh, nhưng cũng đáng chú ý đối với con người.

Ô nhiễm nhiệt độ của lớp phủ đất đi kèm với thực tế là có sự tương tác chặt chẽ với động vật, thảm thực vật và các sinh vật vi sinh vật. Khi nhiệt độ đất tăng lên, lớp phủ thực vật thay đổi thành nhiều loài ưa nhiệt hơn, nhiều vi sinh vật bị chết, không thể thích nghi với điều kiện mới.

Ô nhiễm nhiệt của nước ngầm xảy ra do nước chảy tràn vào các tầng chứa nước. Điều này ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng nước, thành phần hóa học và điều kiện nhiệt.

Ô nhiễm nhiệt của môi trường làm xấu đi điều kiện sống và hoạt động của con người. Ở các thành phố, nhiệt độ tăng cao kết hợp với độ ẩm cao, người dân thường xuyên bị đau đầu, suy nhược toàn thân, đua ngựa.huyết áp. Độ ẩm cao dẫn đến ăn mòn kim loại, làm hỏng hệ thống cống rãnh, ống dẫn nhiệt, ống dẫn khí đốt, v.v.

Hậu quả của ô nhiễm môi trường

Bạn có thể chỉ rõ tất cả các hậu quả của ô nhiễm nhiệt đối với môi trường và nêu rõ các vấn đề chính cần được giải quyết:

1. Các đảo nhiệt hình thành ở các thành phố lớn.

2. Khói được hình thành, độ ẩm không khí tăng lên và mây vĩnh viễn hình thành trong các siêu đô thị.

3. Các vấn đề nảy sinh ở sông, hồ và các vùng ven biển và đại dương. Do nhiệt độ tăng, cân bằng sinh thái bị xáo trộn, nhiều loài cá và thực vật thủy sinh đang bị chết.

4. Các tính chất hóa học và vật lý của nước thay đổi. Nó không thể sử dụng được ngay cả sau khi làm sạch.

5. Các sinh vật sống ở các vùng nước đang chết dần hoặc ở trạng thái suy nhược.

6. Nhiệt độ nước ngầm đang tăng lên.

7. Cấu trúc của đất và thành phần của nó bị xáo trộn, thảm thực vật và vi sinh vật sống trong đó bị kìm hãm hoặc tiêu diệt.

Ô nhiễm nhiệt. Phòng tránh và các biện pháp phòng tránh

Biện pháp chính để ngăn ngừa ô nhiễm nhiệt môi trường là từ bỏ dần việc sử dụng nhiên liệu, chuyển hoàn toàn sang năng lượng tái tạo thay thế: năng lượng mặt trời, gió và thủy điện.

Để bảo vệ các vùng nước khỏi ô nhiễm nhiệt trong hệ thống làm mát tuabin, cần phải xây dựng các bể chứa - bộ làm mát, từ đó nước sau khi làm mátcó thể được sử dụng lại trong hệ thống làm mát.

Trong những thập kỷ gần đây, các kỹ sư đã cố gắng loại bỏ tuabin hơi nước trong các nhà máy nhiệt điện, sử dụng phương pháp từ động lực học chuyển đổi nhiệt năng thành điện năng. Điều này làm giảm đáng kể ô nhiễm nhiệt của khu vực xung quanh và các vùng nước.

Các nhà sinh vật học tìm cách xác định các giới hạn về sự ổn định của sinh quyển nói chung và các loài sinh vật sống riêng lẻ, cũng như các giới hạn về trạng thái cân bằng của các hệ thống sinh học.

Các nhà bảo vệ môi trường lần lượt nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của hoạt động kinh tế của con người đối với các quá trình tự nhiên trong môi trường và tìm cách ngăn chặn tác động tiêu cực.

Bảo vệ môi trường khỏi ô nhiễm nhiệt

Thông thường người ta chia ô nhiễm nhiệt thành hành tinh và địa phương. Ở quy mô hành tinh, ô nhiễm không lớn lắm và chỉ chiếm 0,018% bức xạ mặt trời đi vào hành tinh, tức là trong vòng một phần trăm. Tuy nhiên, ô nhiễm nhiệt đã tác động mạnh mẽ đến tự nhiên ở cấp độ địa phương. Để điều chỉnh ảnh hưởng này ở hầu hết các nước công nghiệp, các giới hạn (giới hạn) ô nhiễm nhiệt đã được đưa ra.

Theo quy định, giới hạn được đặt ra cho chế độ của các vùng nước, vì biển, hồ và sông là nơi chịu ô nhiễm nhiệt ở mức độ lớn và nhận phần chính của nó.

Ở các nước Châu Âu, các vùng nước không được nóng lên quá 3 ° C so với nhiệt độ tự nhiên của chúng.

Ở Hoa Kỳ, nước nóng ở sông không được trắng hơn 3 ° С, trong hồ - 1,6 ° С, ở nước biển và đại dương - 0,8 ° С.

BỞ Nga, nhiệt độ nước trong các hồ chứa không được tăng quá 3 ° C so với nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất. Trong các hồ chứa nơi sinh sống của cá hồi và các loài cá ưa lạnh khác, nhiệt độ không được tăng quá 5 ° C, vào mùa hè không cao hơn 20 ° C, vào mùa đông - 5 ° C.

Quy mô ô nhiễm nhiệt gần các trung tâm công nghiệp lớn là khá đáng kể. Vì vậy, ví dụ, từ một trung tâm công nghiệp với dân số 2 triệu người, từ một nhà máy điện hạt nhân và một nhà máy lọc dầu, ô nhiễm nhiệt sẽ lan rộng 120 km và cao 1 km.

Các nhà môi trường đề xuất sử dụng chất thải nhiệt cho các nhu cầu của hộ gia đình, ví dụ:

• tưới cho đất nông nghiệp;
• trong ngành công nghiệp nhà kính;
• để duy trì vùng biển phía bắc ở trạng thái không có băng;
• để chưng cất các sản phẩm nặng của ngành công nghiệp dầu mỏ và dầu nhiên liệu;
• để lai tạo các loài cá ưa nhiệt;
• để xây dựng các ao nhân tạo được sưởi ấm vào mùa đông cho các loài chim nước hoang dã.

Ở quy mô hành tinh, ô nhiễm nhiệt của môi trường tự nhiên ảnh hưởng gián tiếp đến sự nóng lên toàn cầu. Khí thải nhà kính từ các ngành công nghiệp không trực tiếp làm tăng nhiệt độ, nhưng làm tăng chúng thông qua hiệu ứng nhà kính.

Để giải quyết các vấn đề môi trường và ngăn chặn chúng trong tương lai, nhân loại phải giải quyết một số vấn đề toàn cầu và hướng mọi nỗ lực giảm thiểu ô nhiễm không khí, nhiệtô nhiễm của hành tinh.