Termičko zagađenje se odnosi na pojave u kojima se toplota oslobađa u vodena tijela ili u atmosferski zrak. Istovremeno, temperatura raste mnogo više od prosječne norme. Toplotno zagađenje prirode povezano je s ljudskim aktivnostima i emisijom stakleničkih plinova, koji su glavni uzrok globalnog zagrijavanja.
Izvori toplotnog zagađenja atmosfere
Postoje dvije grupe izvora:
- prirodno - to su šumski požari, vulkani, oluje prašine, suhi vjetrovi, procesi razgradnje živih i biljnih organizama;
- antropogeni su prerada nafte i plina, industrijska djelatnost, termoenergetika, nuklearna energija, transport.
Svake godine oko 25 milijardi tona ugljen-monoksida, 190 miliona tona sumpornog oksida, 60 miliona tona azotnog oksida uđe u Zemljinu atmosferu kao rezultat ljudskih aktivnosti. Polovina svega ovog otpada nastaje kao rezultat aktivnosti energetske industrije, industrije i metalurgije.
Emisija izduvnih gasova automobila porasla je posljednjih godina.
Posljedice
U metropolitanskim gradovima sa velikim industrijskim preduzećima, atmosferski vazduh doživljava najjače toplotno zagađenje. Prima tvari koje imaju višu temperaturu od zračnog sloja okolne površine. Temperatura industrijskih emisija je uvijek viša od prosječnog površinskog sloja zraka. Na primjer, tokom šumskih požara, iz izduvnih cijevi automobila, iz cijevi industrijskih preduzeća, prilikom grijanja kuća, oslobađaju se tokovi toplog zraka s raznim nečistoćama. Temperatura takvog toka je približno 50-60 ºS. Ovaj sloj podiže prosječnu godišnju temperaturu u gradu za šest do sedam stepeni. U gradovima i iznad njih formiraju se "ostrva vrućine", što dovodi do povećanja oblačnosti, uz povećanje količine padavina i povećanja vlažnosti zraka. Kada se produkti sagorevanja dodaju vlažnom vazduhu, nastaje vlažni smog (poput Londonskog smoga). Ekolozi kažu da je u proteklih 20 godina prosječna temperatura troposfere porasla za 0,7º C.
Izvori termalnog zagađenja tla
Izvori termičkog zagađenja tla u velikim gradovima i industrijskim centrima su:
- plinske cijevi metalurških preduzeća, temperatura dostiže 140-150ºS;
- centrala za grijanje, temperatura oko 60-160ºS;
- komunikacijske slavine, temperatura 40-50º C.
Posljedice toplotnog utjecaja na zemljišni pokrivač
Plinske cijevi, grijanje i komunikacioni izlazi povećavaju temperaturu tla za nekoliko stepeni, što je negativnoutiče na tlo. Zimi to dovodi do topljenja snijega i, kao rezultat, smrzavanja površinskih slojeva tla, a ljeti se događa suprotan proces, gornji sloj tla se zagrijava i suši. Pokrivač tla je usko povezan s vegetacijom i živim mikroorganizmima koji žive u njemu. Promjena njegovog sastava negativno utiče na njihov život.
Izvori toplotnog zagađenja hidroloških objekata
Termičko zagađenje vodnih tijela i obalnih morskih područja nastaje kao rezultat ispuštanja otpadnih voda u vodna tijela od strane nuklearnih i termoelektrana, industrijskih preduzeća.
Efekti ispuštanja otpadnih voda
Ispuštanje kanalizacije dovodi do povećanja temperature vode u rezervoarima za 6-7 ºS, površina takvih toplih tačaka može doseći i do 30-40 km2.
Topli slojevi vode stvaraju svojevrsni film na površini vodene mase, koji onemogućava prirodnu izmjenu vode (površinske vode se ne miješaju sa pridnenim vodama), smanjuje se količina kisika i potreba organizama za povećava se, dok se broj vrsta algi povećava.
Najveći stepen zagađenja termalne vode vrše elektrane. Voda se koristi za hlađenje turbina NEK i gasnog kondenzata u TE. Voda koju koriste elektrane zagrijava se za oko 7-8 ºS, nakon čega se ispušta u obližnja vodna tijela.
Povećanje temperature vode u rezervoarima negativno utiče na žive organizme. Za svaku od njih postoji temperaturni optimum na kojem se stanovništvo osjećaodličan. U prirodnom okruženju, uz polagano povećanje ili smanjenje temperature, živi organizmi se postupno prilagođavaju promjenama, ali ako temperatura naglo poraste (na primjer, s velikom količinom otpadnih voda iz industrijskih preduzeća), organizmi nemaju vremena da se aklimatizuju. Dobivaju toplotni šok, zbog čega mogu umrijeti. Ovo je jedan od najnegativnijih efekata termičkog zagađenja na vodeni svet.
Ali mogu postojati i druge, štetnije posljedice. Na primjer, utjecaj zagađenja termalne vode na metabolizam. Sa povećanjem temperature u organizmima, ubrzava se metabolizam, a povećava se i potreba za kisikom. Ali kako temperatura vode raste, sadržaj kisika u njoj se smanjuje. Njegov nedostatak dovodi do smrti mnogih vrsta vodenih živih organizama. Gotovo 100% uništenje ribe i beskičmenjaka uzrokuje porast temperature vode za nekoliko stupnjeva ljeti. Promjenom temperaturnog režima mijenja se i ponašanje riba, narušava se prirodna migracija i dolazi do prevremenog mrijesta.
Dakle, povećanje temperature vode može promijeniti strukturu vrsta vodenih tijela. Mnoge vrste riba ili napuste ova područja ili uginu. Alge karakteristične za ova mjesta zamjenjuju se vrstama koje vole toplinu.
Ako zajedno sa toplom vodom, organske i mineralne materije (kućna kanalizacija, mineralna đubriva isprana sa polja) uđu u rezervoare, dolazi do oštrog razmnožavanja algi, one počinju da se formirajuguste mase, prekrivaju jedna drugu. Kao rezultat, dolazi do njihove smrti i propadanja, što dovodi do kuge svih živih organizama u rezervoaru.
Termičko zagađenje vodnih tijela termoelektranama je opasno. Oni generišu energiju pomoću turbina, a izduvni gasovi se moraju s vremena na vreme hladiti. Iskorišćena voda se ispušta u rezervoare. Kod velikih termoelektrana ova količina dostiže 90 m3. To znači da kontinuirani topli tok ulazi u rezervoar.
Šteta od zagađenja vodenih ekosistema
Sve posljedice termičkog zagađenja vodnih tijela uzrokuju katastrofalnu štetu živim organizmima i mijenjaju stanište same osobe. Šteta uzrokovana zagađenjem:
- estetika (izgled pejzaža je narušen);
- ekonomski (sanacija zagađenja, izumiranje mnogih ribljih vrsta);
- ekološki (uništene su vrste vodene vegetacije i živih organizama).
Količina tople vode koju ispuštaju elektrane stalno raste, stoga će i temperatura vodenih tijela rasti. U mnogim rijekama, prema ekolozima, porast će za 3-4 °C. Ovaj proces je već u toku. Na primjer, u nekim rijekama u Americi, pregrijavanje vode je oko 10-15 °S, u Engleskoj - 7-10 °S, u Francuskoj - 5 °S.
Termalno zagađenje
Termičko zagađenje (termalno fizičko zagađenje) je oblik koji nastaje kao rezultat povećanja temperature okoline. Njegovi uzroci su industrijske i vojne emisije zagrijanog zraka, veliki požari.
Termičko zagađenje životne sredine povezuje se sa radom preduzeća hemijske, celulozne i papirne, metalurške, drvoprerađivačke industrije, termoelektrana i nuklearnih elektrana, kojima su potrebne velike količine vode za hlađenje opreme.
Saobraćaj je snažan zagađivač životne sredine. Oko 80% svih godišnjih emisija dolazi od automobila. Mnoge štetne supstance su raspršene na značajnim udaljenostima od izvora zagađenja.
Kada se gas sagoreva u termoelektranama, pored hemijskog dejstva na atmosferu dolazi i do termičkog zagađenja. Osim toga, u radijusu od približno 4 km od baklje, mnoge biljke su u depresivnom stanju, au radijusu od 100 metara vegetacijski pokrivač umire.
Svake godine u Rusiji se generiše oko 80 miliona tona raznog industrijskog i kućnog otpada, koji je izvor zagađenja zemljišnog pokrivača, vegetacije, podzemnih i površinskih voda i atmosferskog vazduha. Osim toga, izvor su radijacije i toplotnog zagađenja prirodnih objekata.
Kopnene vode su zagađene raznim hemijskim otpadom koji tamo dospevaju kada se mineralna đubriva, pesticidi ispiru sa tla, kanalizacijom i industrijskim otpadnim vodama. U rezervoarima dolazi do termičkog i bakterijskog zagađenja, mnoge vrste biljaka i životinja umiru.
Svako oslobađanje toplote u prirodno okruženje dovodi do promene temperature njegovih komponenti, posebno nižih slojeva atmosfere,tlo i objekti hidrosfere.
Prema ekolozima, toplotne emisije u životnu sredinu još uvek ne mogu uticati na ravnotežu planete, ali imaju značajan uticaj na određeno područje. Na primjer, temperatura zraka u velikim gradovima je obično nešto viša nego izvan grada, toplinski režim rijeka ili jezera se mijenja kada se u njih ispuštaju otpadne vode iz termoelektrana. Vrsni sastav stanovnika ovih prostora se mijenja. Svaka vrsta ima svoj temperaturni raspon u kojem se vrsta može prilagoditi. Na primjer, pastrmka može preživjeti u toploj vodi, ali se ne može razmnožavati.
Dakle, toplotna pražnjenja utiču i na biosferu, iako to nije na planetarnoj skali, ali je primetno i za ljude.
Temperaturno zagađenje zemljišnog pokrivača opterećeno je činjenicom da postoji bliska interakcija sa životinjama, vegetacijom i mikrobnim organizmima. Sa povećanjem temperature tla, vegetacijski pokrivač se mijenja u termofilnije vrste, mnogi mikroorganizmi umiru, nesposobni da se prilagode novim uvjetima.
Termičko zagađenje podzemnih voda nastaje kao rezultat oticanja koji ulazi u vodonosne slojeve. Ovo negativno utiče na kvalitet vode, njen hemijski sastav i termičke uslove.
Termičko zagađenje životne sredine pogoršava uslove života i ljudske aktivnosti. U gradovima, sa povišenim temperaturama u kombinaciji sa visokom vlažnošću, ljudi imaju česte glavobolje, opštu slabost, konjske trke.krvni pritisak. Visoka vlažnost dovodi do korozije metala, oštećenja kanalizacije, toplotnih cevi, gasovoda i tako dalje.
Posljedice zagađenja životne sredine
Možete navesti sve posljedice termičkog zagađenja okoliša i istaknuti glavne probleme koje je potrebno riješiti:
1. Toplotna ostrva se formiraju u većim gradovima.
2. Nastaje smog, povećava se vlažnost vazduha i stvara trajna oblačnost u megagradima.
3. Problemi nastaju u rijekama, jezerima i priobalnim područjima mora i okeana. Zbog porasta temperature poremećena je ekološka ravnoteža, mnoge vrste riba i vodenih biljaka umiru.
4. Hemijska i fizička svojstva vode se mijenjaju. Postaje neupotrebljiv čak i nakon čišćenja.
5. Živi organizmi vodenih tijela umiru ili su u depresivnom stanju.
6. Temperatura podzemne vode raste.
7. Struktura tla i njegov sastav su poremećeni, vegetacija i mikroorganizmi koji žive u njemu su potisnuti ili uništeni.
Termičko zagađenje. Prevencija i mjere za sprječavanje
Glavna mera za sprečavanje toplotnog zagađenja životne sredine je postepeno napuštanje upotrebe goriva, potpuni prelazak na alternativne obnovljive izvore energije: solarnu, vetar i hidroenergiju.
Za zaštitu vodenih površina od termičkog zagađenja u sistemu za hlađenje turbine, potrebno je izgraditi rezervoare - hladnjake, iz kojih voda nakon hlađenjamože se ponovo koristiti u sistemu hlađenja.
Poslednjih decenija inženjeri pokušavaju da eliminišu parnu turbinu u termoelektranama, koristeći magnetohidrodinamičku metodu pretvaranja toplotne energije u električnu. Ovo značajno smanjuje termičko zagađenje okolnog područja i vodenih tijela.
Biolozi nastoje da identifikuju granice stabilnosti biosfere u celini i pojedinih vrsta živih organizama, kao i granice ravnoteže bioloških sistema.
Ekolozi zauzvrat proučavaju stepen uticaja ljudske ekonomske aktivnosti na prirodne procese u životnoj sredini i traže načine da spreče negativan uticaj.
Zaštitite okolinu od toplotnog zagađenja
Uobičajeno je da se toplotno zagađenje deli na planetarno i lokalno. Na planetarnoj skali, zagađenje nije veliko i iznosi samo 0,018% sunčevog zračenja koje ulazi u planetu, odnosno unutar jednog procenta. Ali, toplotno zagađenje ima snažan uticaj na prirodu na lokalnom nivou. Da bi se regulisao ovaj uticaj u većini industrijalizovanih zemalja, uvedene su granice (ograničenja) termičkog zagađenja.
Po pravilu se postavlja granica za režim vodnih tijela, budući da su mora, jezera i rijeke u velikoj mjeri trpe od termičkog zagađenja i primaju njegov glavni dio.
U evropskim zemljama, vodene površine ne bi trebalo da se zagreju za više od 3 °C od njihove prirodne temperature.
U SAD zagrevanje vode u rekama ne bi trebalo da bude belje od 3 °S, u jezerima - 1,6 °S, u vodama mora i okeana - 0,8 °S.
BU Rusiji temperatura vode u rezervoarima ne bi trebala porasti za više od 3 °C u odnosu na prosječnu temperaturu najtoplijeg mjeseca. U akumulacijama u kojima živi losos i druge hladnoljubive vrste riba, temperatura se ne može povećati za više od 5 °C, ljeti ne više od 20 °C, zimi - 5 °C.
Obim termičkog zagađenja u blizini velikih industrijskih centara je prilično značajan. Tako, na primjer, iz industrijskog centra sa populacijom od 2 miliona ljudi, iz nuklearne elektrane i rafinerije nafte, toplotno zagađenje se širi 120 km dalje i 1 km u visinu.
Ekolozi predlažu korištenje toplotnog otpada za potrebe domaćinstva, na primjer:
- za navodnjavanje poljoprivrednog zemljišta;
- u industriji staklenika;
- za održavanje sjevernih voda u stanju bez leda;
- za destilaciju teških proizvoda naftne industrije i lož ulja;
- za uzgoj vrsta riba koje vole toplinu;
- za izgradnju vještačkih ribnjaka grijanih zimi za divlje vodene ptice.
Na planetarnoj skali, toplotno zagađenje prirodne sredine indirektno utiče na globalno zagrevanje. Emisije gasova staklene bašte iz industrije ne povećavaju direktno temperature, već ih povećavaju kroz efekat staklene bašte.
Da bi riješili ekološke probleme i spriječili ih u budućnosti, čovječanstvo mora riješiti niz globalnih problema i usmjeriti sve napore na smanjenje zagađenja zraka, termičkihzagađenje planete.
