热污染是指自然界和人类活动产生的废热对环境造成的污染。(
至高悬赏)热污染通过使受体水和空气温度升高的增温作用污染大气和水体。火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系统排出的热水,以及石油、化工、造纸等工厂排出的生产性废水中均含有大量废热。热污染改变了自然界原有的热平衡,带来一系列环境问题,已经引起了人们广泛的关注。
比斯坎湾热污染
美国佛罗里达半岛有一火力发电厂,每分钟有2000立方米冷却水排入水深只有1—2米的半封闭的比斯坎湾,发电厂的冷却水使海水升温,排水口附近海水最高日平均水温竟达40c。1968—1969年调查发现,大约有10—12公顷的水域表层水温升高4c—5c,60公顷表层水温升高3c—4c,整个升温海域超过900公顷。由于发电厂排出热废水,改变了该海区的潮流方向。此后,该地区又建两套原子能发电机,投产后所需冷却水每分钟增加了5000立方米,排出废水对海水的影响更大。比斯坎湾热污染调查结果表明,在水温升高4c以上的水域中,几乎所有的动植物绝迹,常见的硅藻、红藻和褐藻也消失了,而代之是高温种类的蓝绿藻大量地繁殖。(
魔天记)在水温升高3c以上的水域,动物的种类和个体数都有所下降。
7.5.1热污染的危害
影响气候变化
随着人口和耗能量的增长,人类活动排入大气的热量日益增多,使地球表面温度升高,造成局部地区干旱,影响农作物生长。矿石燃料的大量使用,排入地球大气中的co2量不断增加,产生的温室效应使地球气候变暖,冰川积雪融化,海水水位上升,对全球气候产生重大影响。地球的热污染还可能减少海洋从大气层中吸收co2的能力,加剧温室效应,使地球变得更热。热污染使海水温度升高,使海藻、浮游生物和甲壳类动物等物种栖息的珊瑚礁和极地海岸周围的冰架遭到破坏;促进细菌和病毒的大量生长,危害海洋生物。热污染使水温升高,水分子热运动加剧,加快了水分蒸发,使水面上的大气受热膨胀而上升,加强了水汽在地球垂直面上的对流运动,从而导致陆地上的液态水加快转化为大气水,破坏了地球上水的蒸发平衡和调节气候的功能,台风、暴雨、酷热、旱涝等灾害发生次数增加。(
王者好莱坞)全球气候变暖,低层大气中水汽减少,土地干裂,河流干涸,沙化严重,干旱地区明显增多。尤其是在副热带干旱区和温带干旱区,由于气候变化和地面水分的减少,使这些地区的太阳辐射强度增大,而且地表对太阳辐射的吸收作用明显增强,干旱和荒漠化面积扩大。
污染大气
热污染能加强城市的“热岛效应”,由于热岛中心区域近地面气温高,大气作上升运动,与周围地区形成气压差异,周围地区近地面大气向中心区辐合,从而形成一个以城区为中心的低压漩涡,使人们生活、生产活动产生的大量大气污染物(可吸入颗粒物、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物等)聚集在热岛中心,危害人们的身体健康甚至生命。“热岛效应”形成的“城市风”,可干扰自然界季风,使城区的云量和降水量增多,与大气中的污染物质结合形成酸雨、酸雾等环境问题。
污染水体
火力发电厂、核电站和钢铁厂冷却系统排出的热水,以及石油、化工、造纸等工厂排出的生产性废水中均含有大量废热。(
帝尊)这些含有废热的废水排入江河后,会引起水质发生物理、化学和生物化学的变化:水体温度升高,会引起水的粘度降低、密度减小、水中沉积物的空间位置和数量发生变化,导致污泥沉积量增多。水质的改变会引发一系列问题:水温增加,还会引起水中溶解氧减少,溶解氧的减少,会使水中的有机污染物难以降解而加重水体的污染;水体处于缺氧状态,同时又使水生生物代谢率增高而需要更多的氧,造成一些鱼类和水生生物在热效力作用下发育受阻或死亡;水体的热污染会降低生物的繁殖率,使生物种类和个体数目下降;改变某些生物的洄游路线;污染水域藻类结构发生变化;还可能加大水体中有害物质毒性。
温度升高还会使水中化学物质的溶解度增大,生化反应加速,影响水生生物的适应能力,因此水体增温会使水生生物群落结构发生变化,使动物栖息场所减少,影响生物多样性。(
重庆书厂)水体温度升高还会使水体富营养化加剧,引起水生生物大量繁殖,藻类和浮游生物爆发性生长,使水中溶解氧进一步减少,造成水质恶化。水温的升高还使水中含有的病毒、细菌得以滋生泛滥,危害水生生物。
危害人体健康
热污染对人体健康构成严重危害,降低人体的正常免疫功能。高温不仅会使体弱者中暑,还会使人心律加快,引起情绪烦躁、精神萎靡、食欲不振、思维反应迟钝、工作效率降低。高温助长了多种病原体、病毒的繁殖和扩散,易引起疾病,特别是肠道疾病和皮肤病。河水水温上升给一些致病微生物创造了条件,使它们得以滋生、泛滥,引起疾病流行,危害人类健康。
7.5.2热污染产生原因
热污染产生的主要原因包括自然因素和人类活动。
自然因素1.气候异常变化。近年来太阳活动频繁,到达地球的太阳辐射量发生改变,大气环流运行状况随之发生变化。当太阳黑子活动增强时,径向环流活跃,南北气流交换频繁,导致冬冷夏热。(
继承者:纨绔二小姐)
2.森林破坏和森林火灾的发生使大气释放大量热量。直接或间接地破坏了生态平衡,并给人类带来无法估量的损失。全世界每年有几百万平方千米的原始森林遭到破坏,极大地削弱了森林对气候的调节作用。
3.火山爆发频繁,释放大量热量,直接或间接对地球气温变化产生影响,而地震、风暴等灾害也使地球升温,造成全球热量平衡紊乱,并且严重影响地球气候变化。
人类活动1.工业的迅速发展带来各种燃料(煤、石油、天然气等)的消费剧增,产生大量废热气和废热渣被释放到大气中,造成热污染。大量砍伐森林、草场和过度放牧使荒漠化、沙漠化状况日趋严重,加速了地球大气平均温度的增高。
2.工业生产(如电力、冶金、石油、化工、造纸、机械等行业)过程中的动力、化学反应、高温熔化等,居民生活(如汽车、空调、电视、电风扇、微波炉、照明、液化气、蜂窝煤等)向环境排放大量的废热水、废热气和废热渣。
3.电力工业(火力发电厂、核电站)排放的冷却水,其次为冶金、化工、石油、造纸和机械等工业排放的热废水。
以煤、油为燃料的热电厂,只有三分之一的热量转变为电能,剩余热量则排入大气或随冷却水排出。
原子能发电厂几乎全部废热都进入冷却水中,约占其总热量的75%,每生产1度电约排放1200大卡的热量。
一座10万千瓦的火力发电厂,每秒钟排出温排水达3—5吨,而同样规模原子能发电厂,每秒钟排出热水为6—8吨。大量的能量以温排水(提高了水温的冷却水排到水体时,称为“温排水”,温排水的温度一般高于环境7c—8c)的形式带给海洋。
在工业发达的美国,每天所排放的冷却用水达4.5亿立方米,接近全国用水量的1/3;废热水含热量约10450亿千焦,足够2.5亿立方米的水温升高10c。
据统计美国电力工业所用冷却水为总冷却水的81.3%,冶金为6.8%,化工6.2%,因此,一般可用电力工业的发展趋势做指标,来估计热污染的情况。
4.在生产过程中,与热过程有关的热灾害,如火灾、爆炸和毒物泄漏,也是热污染的来源。这些灾害可以引起大范围的人员伤害和大面积的区域热污染。
5.能源未能被最有效、最合理地利用。
7.5.3热污染的防治
人类的生活离不开热能,随着社会的发展和人口的不断增长,环境热污染将日趋严重。人类面临的问题是,如何在利用热能的同时减少热污染。
1.在能源使用上尽可能开发和利用太阳能、风能、潮汐能、地热能等可再生能源。
2.控制温室效应,采取多种措施限制人类活动对大气的破坏,减少使用矿物燃料,限制co2的排放量;加强绿化,大力植树造林,增加森林覆盖面积,吸收co2以减少大气中co2的含量。
3.提高热能转化和利用率及加强对废热的综合利用。像热电厂、核电站的热能向电能的转化,生产以及人们平时生活中热能的利用上,都应提高热能的转化使用效率,把排放到大气中的热能和co2降低到最小量。在电能的消耗上,应使用良好设计的节能、散发额外热能少的电器等。这样做,既节省能源,又有利于环境。
4.提高冷却排放技术水平,改进冷却设备和方法,如以空气冷却代替水冷却,使排入水体的热废水减少到最小的限度以减少废热排放。
思考题
1.为什么要控制噪声?
2.如何防护放射性污染对人体的伤害?
3.生活中有哪些电磁辐射污染源?如何防治电磁辐射?
4.怎样控制城市光污染?
5.热污染会对水环境带来什么危害?
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