Тепловое загрязнение

редактировать
Изменения температуры воды, приводящие к ухудшению качества воды Электростанция Брайтон-Пойнт в штате Массачусетс нагретая вода сбрасывается в залив Маунт-Хоуп. Завод был остановлен в июне 2017 года.

Термическое загрязнение, иногда называемое «термическое обогащение», - это ухудшение качества воды в результате любого процесса, который приводит к изменению температуры окружающей воды . Распространенной причиной теплового загрязнения является использование воды в качестве хладагента электростанциями и промышленными производителями. Когда вода, используемая в качестве хладагента, возвращается в естественную окружающую среду при более высокой температуре, резкое изменение температуры уменьшает подачу кислорода и влияет на состав экосистемы. Рыба и другие организмы, адаптированные к определенному температурному диапазону, могут быть убиты резким изменением температуры воды (быстрым повышением или понижением), известным как «тепловой шок».

Городские стоки - ливневые воды, сбрасываемые в поверхностные воды с дорог и парковок - также могут быть источником повышенной температуры воды.

Содержание

  • 1 Экологические эффекты
    • 1.1 Воздействие теплой воды
    • 1.2 Холодная вода
    • 1.3 Термический шок
  • 2 Источники теплового загрязнения и борьба с ними
    • 2.1 Промышленные сточные воды
    • 2.2 Городские сток
  • 3 См. также
  • 4 Ссылки

Экологические эффекты

Генерирующая станция Потреро сбрасывала нагретую воду в залив Сан-Франциско. Завод был закрыт в 2011 году.

Воздействие теплой воды

Повышенная температура обычно снижает уровень растворенного кислорода и воды, поскольку газы менее растворимы в более горячих жидкостях. Это может нанести вред водным животным, таким как рыбы, земноводные и другие водные организмы. Тепловое загрязнение может также увеличивать скорость метаболизма водных животных, так как ферментная активность, в результате чего эти организмы потребляют больше пищи за более короткое время, чем если бы их среда не была изменена. Повышенная скорость метаболизма может привести к уменьшению ресурсов; более адаптированные организмы, переезжающие сюда, могут иметь преимущество перед организмами, которые не привыкли к более высокой температуре. В результате могут быть нарушены пищевые цепи старой и новой среды. Некоторые виды рыб избегают участков ручьев или прибрежных районов, прилегающих к тепловому сбросу. Биоразнообразие в результате может быть уменьшено.

Высокая температура ограничивает рассеивание кислорода в более глубокие воды, создавая анаэробные условия. Это может привести к повышению уровня бактерий при наличии достаточного количества пищи. Многие водные виды не могут воспроизводиться при повышенных температурах.

Первичные продуценты (например, растения, цианобактерии ) страдают от теплой воды, потому что более высокая температура воды увеличивает скорость роста растений, что приводит к сокращению продолжительности жизни и виды перенаселение. Повышенная температура также может изменить баланс роста микробов, включая скорость цветения водорослей, что снижает концентрацию растворенного кислорода.

Температурные изменения даже на один-два градуса Цельсий может вызывать значительные изменения в метаболизме организма и другие неблагоприятные эффекты клеточной биологии. Основные неблагоприятные изменения могут включать уменьшение проницаемости клеточных стенок для необходимого осмоса, коагуляцию клеточных белков и изменение метаболизма фермента . Эти эффекты на клеточном уровне могут отрицательно повлиять на смертность и воспроизводство.

Сильное повышение температуры может привести к денатурации поддерживающих жизнь ферментов за счет расщепления водорода - и дисульфидные связи в четвертичной структуре ферментов. Снижение активности ферментов у водных организмов может вызывать такие проблемы, как неспособность расщеплять липиды, что приводит к недоеданию. Повышенная температура воды может также увеличить растворимость и кинетику металлов, что может увеличить поглощение тяжелых металлов водными организмами. Это может привести к токсическим последствиям для этих видов, а также к накоплению тяжелых металлов на более высоких трофических уровнях в пищевой цепочке, увеличивая воздействие на человека через пищевые продукты. проглатывание.

В ограниченных случаях теплая вода имеет небольшой вредный эффект и может даже привести к улучшению функции принимающей водной экосистемы. Это явление особенно заметно в сезонных водах. Крайний случай связан с привычками к агрегации ламантина, который зимой часто использует места сброса электростанции. Прогнозы предполагают, что популяция ламантинов сократится после устранения этих выбросов.

Холодная вода

Выбросы неестественно холодной воды из водоемов могут резко изменить фауну рыб и макробеспозвоночных в реки и снизить продуктивность рек. В Австралии, где многие реки имеют более теплый температурный режим, местные виды рыб были уничтожены, а фауна макробеспозвоночных претерпела радикальные изменения. Это можно смягчить, спроектировав плотину для сброса более теплых поверхностных вод вместо более холодной воды на дне водохранилища.

Термический шок

Когда электростанция впервые открывается или останавливается для ремонта или по другим причинам рыба и другие организмы, адаптированные к определенному температурному диапазону, могут быть убиты резким изменением температуры воды, повышением или понижением, известным как «тепловой шок».

Источники и контроль теплового загрязнения

Градирня на Электростанция Густава Неппера, Дортмунд, Германия

Промышленные сточные воды

В Соединенных Штатах около 75 до 82 процента теплового загрязнения генерируется электростанциями. Остальная часть поступает из промышленных источников, таких как нефтеперерабатывающие заводы, целлюлозно-бумажные комбинаты, химические заводы, сталелитейные заводы и плавильные заводы.. Нагретую воду из этих источников можно контролировать с помощью:

На некоторых предприятиях используются системы прямоточного охлаждения (OTC), которые не снижают температуру так эффективно, как указанные выше системы. Например, генерирующая станция Потреро в Сан-Франциско (закрыта в 2011 г.) использовала безрецептурные препараты и сбрасывала воду в залив Сан-Франциско примерно на 10 ° C (20 ° F) выше температуры окружающей среды в отсеке. По данным на 2014 год, более 1200 предприятий в США используют безрецептурные системы.

A биоудерживающая ячейка для очистки городских стоков в Калифорнии

Городские стоки

В теплую погоду городской сток может иметь значительные термические воздействия на небольших ручьях, так как ливневая вода проходит по горячим парковкам, дорогам и тротуарам. Установки для управления ливневыми водами, которые поглощают сток или направляют его в грунтовые воды, такие как системы биологического удержания и инфильтрационные бассейны, снижают эти тепловые эффекты. Эти связанные системы управления стоком являются компонентами расширяющегося подхода городского проектирования, обычно называемого зеленой инфраструктурой.

Водосборные бассейны (водоемы ливневых стоков), как правило, менее эффективны в снижении температуры стока, поскольку вода может быть нагрета солнцем перед сбросом в принимающий поток.

Другие причины теплового загрязнения включают эрозию почвы. Это поднимет воду и подвергнет ее воздействию солнечного света.

См. Также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-11 08:30:39
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте