Тепловое загрязнение среды. Источники теплового загрязнения

1.5 Тепловое загрязнение. Источники загрязнения воды

Тепловое загрязнение среды

Вызвано сжиганием огромного количества угля, нефти, газа и других видов топлива.

Тепловое воздействие оказывет отрицательное влияние на биосферу. Так, вместо обычной флоры появляются сине-зеленые водоросли: в теплой воде понижается содержание кислорода вследствие меньшей его растворимости и нарушается биологический режим водоемов.

Кроме того при тепловом загрязнении увеличивается испарение влаги с искусственных водохранилищ и оросительных систем, что приводит к изменению водного балланса в атмосфере.

Под влиянием теплового загрязнения уменьшается площадь снежно-ледяного покрова, повышается температура земной поверхности.

Шумовое загрязнение среды

Шум – одна из форм физического загрязнения окружающей среды, адаптация к которому физически невозможна. Шум характеризуется уровнем давления и частотой. Чем больше уровень давления, тем значительней отрицательный физиологический эффект. Для сна и отдыха уровень звукового давления не должен быть больше 35 дБ.

Экологически значимы и частотные характеристики. Инфразвуковые шумы создают ощущение дискомфорта, вызывают паники среди животных (и людей). Чем больше частота, тем больше вредность. У нас в стране введено нормирование шума.

Защита от шума производится несколькими путями:

1. Снижение шума в источнике;

2. Создание шумозащитных экранов в виде зданий, создающих акустическую тень внутри микрорайонов;

3. Применение растений в виде живых изгородей и др.

Электромагнитные излучения

Электромагнитные поля (ЭМП), создаваемые человеком, во много раз выше среднего уровня естественных полей. Радиопередающие устройства, ЛЭП и другие устройства создают ЭМП, оказывающие влияние на объекты биосферы.

Неблагоприятные последствия действия ЭМП на организм могут проявляться при напряженности 1000 В/м. ПДУ для населенных мест 2 – 10 В/м. Под ЛЭП напряженность может достигать нескольких тысяч

Время пребывания человека в зоне действия электромагнитного поля, создаваемого токами промышленной частоты напряжением больше 400 кВ, необходимо ограничивать, так как появляется головная боль, расстройство сна, ухудшение памяти, раздражительность, депрессия, функциональные нарушения ЦНС и сердечно-сосудистой системы.

ГОСТ 12.1.002-84 – нормирует нахождение персонала в зоне электроустановок для электрических полей 50 Гц.

ГОСТ 12.1.045-84 – нормирует допустимые уровни напряженности электростатических полей.

Санитарные нормы СН 1742-77 нормируют напряженность магнитного поля на рабочем месте (<= 8 кА/м)

Бжд в производственных условиях. (14 часов)

I. Электробезопасность Действие эл. Тока на организм человека

Проходя через организм человека эл.ток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое воздействие.

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве до высокой температуры органов, лежащих на пути тока, вызывая в них серьезные функциональные расстройства.

Электролитическое действие выражается в разложении органической жидкости, в том числе крови, в нарушении ее физико-химического состава.

Механическое действие выражается в расслоении разрыве тканей в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегретой током тканевой жидкости в крови.

Биологическое действие проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов.

Перечисленные действия эл.тока на организм нередко приводят к различным электротравмам, которые условно разделяют на местные и общие.

К местным эл.травмам относятся:

1) ожоги;

2) металлизация кожи;

3) эл.знаки;

4) механические повреждения;

5) электроофтальмия.

К общим эл.травмам относится: эл. удар, при котором происходит возбуждение различных групп мышц тела человека, что может привести к судорогам или к остановке дыхания или сердца. Последнее связано с фибрилляцией – хаотическим сокращением отдельных волокон сердечной мышцы (фибрилл).

1. Ожоги возникают вследствие термического эффекта при прохождении тока через тело человека, а также при внешнем воздействии на него эл.дуги. Внешний вид ожогов – от покраснения кожи до образования пузырей и обугливания биологической ткани.

2. Металлизация кожи связана с проникновением в нее мельчайших частиц металла при его расплавлнении под действием эл.дуги. С течением времени больная кожа сходит и происходит заживление.

3. Эл.знаки – это четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета диаметром 1-5 мм на поверхности кожи человека, подвергшегося действию тока. Эл. знаки безболезненны и лечатся благополучно.

4. Механические повреждения обусловлены возбуждением и судорожным сокращением мышц тела, что может вызвать разрыв кожи, кровеносных сосудов и нервных тканей, а также вывих суставов и даже перелом костей.

5. Электроофтальмия – воспаление наружных слизистых оболочек глаз вследствие мощного ультрафиолетового излучения эл.дуги.

6. Электрический удар – это возбуждение живых тканей организма проходящим через него эл.током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. Различают следующие 4 степени ударов:

а) судорожное сокращение мышц без потери сознания;

б) судорожное сокращение мышц с потерей сознания;

в) потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого)

г) клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения.

Поражающее действие эл. тока зависит от следующих факторов:

1. напряжение прикосновения;

2. значение и длительность протекания тока;

3. род и частота тока;

4. состояние кожного покрова человека и сопротивление человека;

5. индивидуальных особенностей человека;

6. пути протекания тока;

7. состояния внешней среды;

8. схемы сети. Рассмотрим эти факторы.

1. Напряжение прикосновения Uпр(В) – это потенциалов двух точек цепи, которых одновременно касается человек или, иначе говоря, падение напряжения в сопротивлении тела человека Rчел (Ом):

Uпр = Iчел * Rчел где Iчел – ток, проходящий через человека по пути рука-ноги.

ГОСТ 12.1.038-82 устанавливает предельные допустимые напряжения и токи, протекающие через тело человека для путей тока от одной руки к другой и от руки к ногам при нормальном (неаварийном) режиме работы эл.установки производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц.

{ПДУ – самостоятельно}

2. Значение и длительность протекания тока. Чем больше ток, тем опаснее его действие. Человек начинает ощущать протекающий через него ток промышленной частоты (50 Гц) при I = 0.6-1.5 мА. Этот ток называется ПОРОГОВЫМ ОЩУТИМЫМ ТОКОМ. Этот ток не поражает человека но может стать косвенной причиной несчастного случая (например при работе на высоте).

Ток 10-15 мА (при 50 Гц) вызывает сильные и весьма болезненные судороги мышц рук, которые человек преодолеть не в состоянии. Такой ток называется пороговым неотпускающим.

При 25-30 мА действие тока распространяется и на мышцы грудной клетки, что приводит к затруднению и даже прекращению дыхания. При длительном воздействии такого тока (в течение нескольких минут) может наступить смерть от прекращения работы легких.

При 100 мА ток оказывает влияние на мышцы сердца, вызывая его остановку или фибрилляцию, при которой сердце перестает работать как насос и поставлять кровь органам. В итоге – смерть.

Длительность протекания тока на исход поражения вследствие того, что со временем резко возрастает ток за счет уменьшения сопротивления тела и накапливаются отрицательные последствия воздействия тока на организм.

3. Род и частота тока в значительной мере определяют степень поражения. Наиболее опасным является переменный ток с частотой 20 – 1000 Гц. При частоте меньше 20 Гц или больше 1000 Гц опасность поражения током заметно снижается. Токи частотой более 500 000 Гц эл.удара не вызывают но могут быть причиной термического ожога.

При постоянном токе пороговый ощутимый ток составляет 6-7 мА (вместо 0.6-1.5 мА при 50 Гц), а пороговый неотпускающий ток равен 50-70 мА, фибриляционный – 300 мА.

4. Состояние кожного покрова человека и сопротивление человека; Эл. сопротивление человека складывается из сопротивления кожи и сопротивления внутренних тканей

5. Индивидуальные особенности человека. На сопротивление тела человека оказывают также влияние физическое и психическое состояние. Нездоровье, утомление, голод, опьянение, эмоциональное возбуждение приводит к уменьшению величины сопротивления тела, т.е. поражение током будет более тяжелым, чем в нормальном состоянии. Сопротивление тела человека – величина непостоянная. Оно уменьшается в результате действия тока и при увеличении приложенного напряжения (рис 1.)

проходящего тока. С увеличением времени воздействия тока сопротивление тела падает (рис 2) за счет возникающих ответных реакций организма (расширение сосудов кожи, повышение потоотделения).

6. Путь протекания тока. Из всех возможных путей протекания тока через тело человека(голова-руки, голова-ноги,рука-нога,нога-рука и т.д.) наиболее опасными являются те, при которых поражается головной или спинной мозг (голова-руки, голова-ноги) сердце и легкие (руки-ноги).

7. Состояние внешней среды. Сопротивление тела зависит от состояния внешней среды: влажности, температуры, запыленности и т.д. При повышении температуры влажности, уменьшения подвижности воздуха изменяется влагоотделение (в т.ч. выделение пота) и уменьшается сопротивление кожного покрова, т.е. увеличивается вероятность поражения током.

8. Влияние схемы сети. Действие эл. тока на человека сказывается при включении тела в эл. сеть (прикосновение к токоведущим частям или нетоковедущим при при повреждении изоляции). Прикосновения возможны двухполюсные(фаза-фаза) и однополюсные (фаза-земля).

а) двухполюсное

б) однополюсное с несовершенной изоляцией

в) однополюсное при пробое на корпус

г) однополюсное при одновременном замыкании на землю одной из двух

других фаз

При прикосновении ток через тело человека I чел зависит не только от схемы внешней цепи, но и от схемы включения человека в электрическую цепь, от состояния изоляции токопроводящих частей установки, от режима нейтрали источника питания и др. обстоятельств.

Наиболее опасной является схема двухполюсного прикосновения (Рис. 1а и 2а). При этом ток идет по пути рука-рука (самый опасный путь) и будет зависеть от прикладываемого к телу человека напряжения, равного линейному напряжению сети, а также от сопротивления тела человека, т.е.

I чел = Uл/Rчел , где Uл = sqrt(3)*Uфаз

При однополюсном прикосновении , которое случается чаще, в исходе поражения немаловажную роль играет режим работы нейтрали, сопротивление изоляции, емкость проводов относительно земли, сопротивление обуви, пола и т.д.

Рис 2б) при прикосновении к одной из фаз последовательно с сопротивлением человека оказываются включенными сопротивление изоляции и емкости относительно земли двух других фаз. В этом случае ток через тело человека ограничивается включенным последовательно с человеком эквивалентным сопротивлением изоляции фаз, состоящим из активной и емкостной составляющей

Рис 2г) при наличии одновременного замыкания на землю другой фазы, т.е. когда сопротивление этой фазы становится маленьким, человек оказывается под линейным напряжением аналогично случаю с 2-х полюсным прикосновением.

Iчел = Uфаз * sqrt(3)/(R чел+r зм)

где r зм – малое сопротивление

Рис 2в) при пробое изоляции часть тока замыкания на землю проходит через тело человека.

Система с изолированной нейтралью чаще применяется на предприятиях, где сети небольшой протяженности а следовательно небольшая емкость и высокий уровень сопротивления изоляции фаз относительно земли.

На предприятиях с разветвленной сетью и большой ее протяженности с т.зр. электробезопасности предпочтение отдается сети с заземленной нейтралью (особенно в электроустановках до 1000В).

Рис 1б) человек оказался включенным под фазное напряжение, которое меньше линейного в 1,73 раза (sqrt(3)).

Выводы:

1. Прикосновение человека к исправной фазе в сети с заземленной нейтралью в аварийном режиме (при замыкании другой фазы на землю) более опасно, чем при нормальном режиме.

2. В период нормальной работы сети более безопасной является, как правило, сеть с изолированной нейтралью, а в аварийный период – сеть с заземленной нейтралью.

3. Сеть с заземленной нейтралью следует применять там, где невозможно обеспечить хорошую изоляцию проводов (из-за высокой влажности, агрессивной среды и т.д.), когда нельзя быстро отыскать или устранить повреждение изоляции (напр. на крупных предприятиях).

4. Сеть с изолированной нейтралью целесообразно применять в тех случаях, когда имеется возможность поддержать высокий уровень изоляции проводов и когда емкость сети относительно земли незначительна, т.е. сеть малоразветвленная (напр. электротехнические лаборатории, малые предприятия).

5. При напряжении более 1000В по технологическим требованиям сети напряжением до 35кВ включительно имеют изолированную нейтраль, а выше 35кВ – заземленную.

studfiles.net

Тепловое загрязнение

При тепловом загрязнении вод (выбросе тепла в окружающую среду) происходит разрушение биоценозов. Тепловое загрязнение возникает, когда ископаемое топливо и расщепление урана добавляют тепло к солнечной радиации. Основной источник теплового загрязнения вод - производство электроэнергии, хотя в некоторых районах сталелитейные и другие отрасли тяжёлой промышленности также могут в значительной степени способствовать этому загрязнению.

При этом происходит сброс тёплой воды в пресноводную или морскую среду, и повышается температура природных вод.

Повышение температуры способствует гибели водорослей с высокими пищевыми свойствами (для беспозвоночных и позвоночных) и увеличению водорослей с низкими аналогичными свойствами, поэтому видовое разнообразие и количество беспозвоночных сокращается.

К беспозвоночным относятся вислоногие рачки (дафнии), как пресноводные, так и морские, гаммариды, последние составляют важную часть питания молоди лососевых рыб, личинки различных насекомых (пища для рыб), моллюски и другие. Морские беспозвоночные более уязвимых к тепловому загрязнению. Причем, фауна теплых морей более чувствительна, чем фауна холодных, так как обитатели теплых морей живут при температурах, близких к максимуму, который они могут выдержать в отличие от представителей фауны морей высоких или умеренных широт.

Что касается рыб, то для них существует верхняя летальная температура (ВЛТ). Это тот предел, выше которого рыбы гибнут от избытка тепла. По аналогии существует и нижняя летальная температура (НЛТ). Допустимый интервал лежит между этими границами. Причем НЛТ можно повысить, если рыбы будут находиться в течение некоторого времени под воздействием определенной температуры, называемой температурой акклиматизации. Так для плотвы ВЛТ повышается на один градус каждый раз, когда температура акклиматизации, увеличивается на три градуса. Однако существует предел температуры, выше которого акклиматизация невозможна, то есть происходит мгновенная смерть. Предел температуры акклиматизации для плотвы равен 34" С, для кеты 23,9° С. Вообще говоря, лососевые - стенотермные рыбы: они могут приспособиться только к небольшим изменениям температуры.

Изучение теплового загрязнения континентальных вод показывает, что изобилие рыб наблюдается при благоприятной температуре для каждого вида и количество рыбы уменьшается при температуре выше благоприятной. Причем ВЛТ у икринок и молоди рыб ниже, чем у взрослых особей, поэтому тепловое загрязнение губительно для нерестилищ рыб, особенно лососевых.

Для костных рыб, имеющих большое промысловое значение, любое повышение температуры чревато понижением пищевого ритма, более медленным приростом массы, более ранним половым созреванием и началом вымета икры, а также меньшей продолжительностью жизни. Так, верхняя граница долголетия лещей из озер Карелии 18 лет, тогда как в Каспийском море продолжительность жизни индивидуумов более 10 лет- редкое исключение.

Изучение влияния теплового загрязнения на рыб заставило службы защиты окружающей среды различных стран определить нормы температуры для континентальных вод. Эти органы призывают ограничить повышение температуры зимой до 5-6° С, ибо любое сильное повышение температуры отрицательно влияет на лососевых и других видов рыб. В США максимальная температура воды зимой не должна превышать 15°С, а летом 21 °С градус для лососевых и 26°С для карповых,

Наконец, гибель большего числа рыб может быть связана с механическим шоком, вызванным сбросом вод, охлаждающих системы атомных и тепловых электростанций. Организмы, обитающие в районе станции, смываются и наталкиваются на решетки и другие заградительные устройства станции или внутренние узлы цепи охлаждения.

13-й УЧЕБНЫЙ ВОПРОС:

studfiles.net

Последствия теплового загрязнения естественных водоёмов — Мегаобучалка

Тепловое загрязнение водоемов

Выполнила: Губина Ю. Ю. гр.292

Проверила: Яковлева А.В.

Казань, 2012

Содержание

Введение

Тепловое загрязнение

Последствия теплового загрязнения естественных водоёмов

Ущербы теплового загрязнения

Технологические пути решения проблемы охлаждения на электростанциях

Экономический эффективность природоохранных мероприятий во избежание теплового загрязнения

Заключение

Список используемых материалов

Введение

Вода - важнейший минерал на Земле, который нельзя заменить никаким другим веществом. Она составляет большую часть любых организмов, как растительных, так и животных, в частности, у человека на её долю приходится 60-80% массы тела. Вода является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщелачивает горные породы и минералы и транспортирует их из одних мест в другие и т.д. Для человека вода имеет важное производственное значение: она и транспортный путь, и источник энергии, и сырье для получения продукции, и охладитель двигателей, и очиститель и т.д. Проблема сохранения качества воды является на данный момент самой актуальной. Науке известно более 2,5 тыс. загрязнителей природных вод. Это пагубно влияет на здоровье населения и ведет к гибели рыб, водоплавающих птиц и других животных, а также к гибели растительного мира водоёмов. При этом не только ядовитые химические и нефтяные загрязнения, избыток органических и минеральных веществ, поступающих со смывом удобрений с полей, опасны для водных экосистем. Очень важным аспектом загрязнения водного бассейна Земли является тепловое загрязнение, которое представляет собой сброс подогретой воды с промышленных предприятий и тепловых электростанций в реки и озера.

Тепловое загрязнение

Это- тип физического (чаще антропогенного) загрязнения окружающей среды, характеризующийся увеличением температуры выше естественного уровня. Основные источники теплового загрязнения - выбросы в атмосферу нагретых отработанных газов и воздуха, сброс в водоемы нагретых сточных вод.

Использование воды из естественных водоёмов в качестве охладителя

Наиболее крупные проблемы термального загрязнения связаны с тепловыми электростанциями. Выработка электричества с помощью пара неэффективна, поскольку в этом случае используется 37-39% энергии, заключённой в угле, и 31% ядерной энергии. Несмотря на все недостатки, тепловые электростанции продолжают существовать. Большая часть энергии топлива, которая не может быть превращена в электричество, теряется в виде тепла. Наиболее простым способом избавления от этого тепла является выброс его в атмосферу. Но более экономичный путь состоит в использовании в качестве охладителя воды с её способностью аккумулировать огромное количество тепла с незначительным повышением собственной температуры, чтобы затем она сама постепенно отдавала тепло в воздух.Серьёзной экологической проблемой является то, что обычным способом использования воды для поглощения тепла является прямая прокачка пресной озерной или речной воды через охладитель и затем возвращение её в естественные водоёмы без предварительного охлаждения. Для электростанции мощностью 1000 МВт требуется озеро площадью 810 га, глубиной около 8,7 м.Электростанции могут повышать температуру воды по сравнению с окружающей на 5-15 С. Если температура воды в водоёме составляет 16 С, то температура отработанной на станции воды будет от 22 до 28 С. В летний период она может достигать 30-36 С.

Последствия теплового загрязнения естественных водоёмов

Повышение температуры в водоёмах пагубно влияет на жизнь водных организмов. В течение длительной эволюции холоднокровные обитатели водной среды приспособились к определённому интервалу температур. Для каждого вида существует температурный оптимум, который на определённых стадиях жизненного цикла может несколько изменяться. В определённых пределах эти организмы способны приспосабливаться к жизни при более высоких или более низких температурах. Если организм живет в условиях самых высоких температур присущего ему интервала, он настолько к ним приспосабливается, что гибель его может наступать при температурах несколько более высоких, чем для организма, постоянно живущего в условиях более низких температур. Большая часть водных организмов быстрее приспосабливается к жизни в более тёплой воде, нежели в более холодной. Однако эта способность к адаптации не имеет абсолютных максимальных или минимальных пределов и меняется в зависимости от вида. В естественных условиях при медленных повышениях или понижениях температур рыбы и другие водные организмы постепенно приспосабливаются к изменениям температуры окружающей среды. Но если в результате сброса в реки и озёра горячих стоков с промышленных предприятий быстро устанавливается новый температурный режим, времени для акклиматизации не хватает, живые организмы получают тепловой шок и погибают. Тепловой шок - это крайний результат теплового загрязнения. Результатом сброса в водоёмы нагретых стоков могут быть иные, более коварные последствия. Одним из них является влияние на процессы обмена веществ. Согласно закону Ван Хоффа, скорость химической реакции удваивается с увеличением температуры на каждые 10 С. Поскольку температура тела холоднокровных организмов регулируется температурой окружающей водной среды, повышение температуры воды усиливает скорость обмена веществ у рыб и водных беспозвоночных. В свою очередь это повышает их потребность в кислороде. В то же самое в результате повышения температуры воды содержание в ней кислорода падает, тогда как потребность в нём живых организмов возрастает. Возросшая потребность в кислороде, его нехватка вызывают жестокий физиологический стресс и даже смерть. В летнее время повышение температуры воды всего на несколько градусов может вызвать 100%-ную гибель рыб и беспозвоночных , особенно тех, которые обитают у южных границ температурного интервала. Искусственное подогревание воды может существенно изменить и поведение рыб - вызвать несвоевременный нерест, нарушить миграцию . Если разрушающая сила электростанций превышает способность видов к самовосстановлению, популяция приходит в упадок. Повышение температуры воды способно нарушить структуру растительного мира водоёмов. Характерные для холодной воды водоросли заменяются более теплолюбивыми и, наконец, при высоких температурах полностью ими вытесняются. Если тепловое загрязнение усугубляется поступлением в водоём органических и минеральных веществ (смыв удобрений с полей, навоза с ферм, бытовых стоков), происходит процесс эвтрофикации, то есть резкого повышения продуктивности водоёма. Азот и фосфор, служа питанием для водорослей, в том числе микроскопических, позволяет последним резко усилить свой рост. Размножившись, они начинают закрывать друг другу свет, в результате чего идёт процесс их массового отмирания и гниения, сопровождающийся ускоренным потреблением кислорода, вплоть до полного его исчерпания. А в этом случае, как уже говорилось, вся экосистема может погибнуть. Кроме изменения среды обитания водных организмов электростанции могут оказывать на них и физическое влияние. Солёная вода, использующаяся для охлаждения, оказывает сильное коррозирующее влияние на металлические поверхности и вызывает высвобождение ионов металлов, особенно меди, в воду. Ракушечные животные накапливают медь в таких количествах, что становятся непригодными для использования их человеком. Все перечисленные выше последствия теплового загрязнения водоёмов наносят огромный вред природным экосистемам и приводят к пагубному изменению среды обитания человека.

megaobuchalka.ru

2.1 Тепловые загрязнения. Загрязнение окружающей среды, его классификация

Тепловое загрязнение Википедия

Тепловое загрязнение — выброс тепла в атмосферу и в водные ресурсы, вызванный техногенной деятельностью человека, и наряду с выбросами парниковых газов, служащий одним из факторов глобального потепления.[1]

Причины

Любая тепловая машина характеризуется величиной КПД, показывающей отношение полезной работы к затраченной энергии. КПД на современных АЭС составляет примерно 30-35 %, а на ТЭЦ 35-40 %. Это означает, что большая часть тепловой энергии (60-70 %) выбрасывается в окружающую среду.[2][3]Транспорт, работающий на ДВС, и потребляющий основную часть продуктов нефти, также вносит большой вклад в тепловое загрязнение.

В конечном итоге вся энергия от ископаемых углеводородов (нефть, уголь, газ, торф) и урана превращается в тепло, вызывая тепловое загрязнение атмосферы и водных ресурсов.

Последствия

Тепловое загрязнение является причиной создания тепловых островов, местной (искусственной) инверсии температур над источником, что приводит к развитию микроциркуляций атмосферы, изменению микроклимата и усложнению механизма переноса загрязнений.

Возникают проблемы в реках и прибрежных океанических водах. Обычно такое загрязнение связано с использованием природных вод в качестве охлаждающих агентов в промышленных процессах, например на электростанциях. Вода, возвращаемая в водоемы предприятиями, теплее исходной и, следовательно, содержит меньше растворенного кислорода. Одновременно нагревание среды увеличивает интенсивность метаболизма её обитателей, а, значит, их потребность в кислороде. Если температура сбрасываемой воды незначительно отличается от температуры воды в водоеме, то никаких изменений биотического компонента экосистемы может не произойти. Если же температура повышается существенно, то в биоте могут произойти серьёзные изменения. Например, для проходных рыб типа лосося бедные кислородом участки рек становятся непреодолимыми препятствиями, и связь этих видов с нерестилищами прерывается.

Меняются физические свойства воды, что неблагоприятно влияет на обитателей водоемов. Основным фактором ухудшения её качества является снижение растворимости кислорода, которая уменьшается на одну треть при температуре 30С, вызывая эвтрофикацию водоёмов и их видовой состав.

Происходит увеличение температуры подземных вод против фоновых значений. Тепловому загрязнению сопутствуют, как правило, уменьшение содержания кислорода в воде, изменение её химического и газового состава, цветение воды и увеличение содержания в воде микроорганизмов. Тепловое загрязнение подземных вод обусловливается как поступлением в водоносные горизонты нагретых сточных вод с поверхности, так и внедрением вод нижележащих горизонтов вследствие затрубных перетоков.

Выбросы тепла в окружающую среду в центрах крупных городов приводят к повышению температуры воздуха на 2-3 С по сравнению с периферией.

Тепловые загрязнения среды обитания возникают в местах использования различных энергоносителей. Наиболее значительными источниками теплового загрязнения среды являются ТЭС и АЭС, а в последнее десятилетие еще и дата-центры сетевых гигантов Google, Facebook и других, а также гигантские майнинговые фермы[источник не указан 236 дней]. Основная доля тепловых сбросов ТЭС и АЭС приходится на системы конденсации отработавшего пара турбин. Потребление воды в системе конденсации пара на ТЭС составляет до 150 л / (кВт ч), что объясняется ограничением нагрева охлаждающей воды на величину не более 10 С. При этом нагрев воды в естественных водоемах, куда сбрасывается теплота, не должен превышать 5 зимой и 3 С летом.[4]

Меры предотвращения

Основным способом снижения теплового загрязнения является постепенный отказ от ископаемого топлива и переход на возобновляемую энергию, использующую солнечные источники энергии: свет, ветер и гидроресурсы. Вспомогательной мерой может быть переход от экономики общества потребления к ресурсной экономике.

Критика

Саймон Купер (Simon Kuper) в 2011 г. в связи с конференцией ООН по изменению климата в Дурбане писал, что явно отсутствующая при этом готовность к действиям мирового сообщества едва ли связана с немногочисленными голосами климатических скептиков. Было бы большой ошибкой полагать, что политические решения, в том числе и связанные с отношением к изменению климата, действительно связаны с научными представлениями об этом феномене.[5]

Купер ссылается на тезис Даниэля Заревица (Daniel Sarewitz), согласно которому политические интересы и желания преобразований по ряду экологических вопросов в 1970-е гг. были намного более сильными, чем имевшиеся в то время научные данные по соответствующим вопросам по сравнению с тем, что мы знаем о них сегодня.[5] Это же касалось и климатической политики: здесь налицо были не столько научные исследования, сколько политические интересы. Именно поэтому политические конфликты интересов в то время должны были быть вынесены на общественное обсуждение.[6]

По мнению социолога Мэтью Нисбета (Matthew Nisbet), отношение к климатической политике и к изменению климата в США превратилось, подобно отношению к налоговой политике, праву на ношение оружия и законодательству об абортах, в политический и социальный маркер. Майк Халм (Mike Hulme) также связывает отношение к климатическим изменениям и климатический скептицизм не столько с наукой, сколько с различным мировоззрением и убеждениями, в связи с чем возможность убедить противную сторону в таких спорах ограничена.[7]

Купер подчёркивает, что едва ли сторонники теории управляемого человеком изменения климата численно превышают скептиков. Существенным фактором глобального бездействия по климатическим вопросам является недостаток у большинства готовности к действиям.[5]

См. также

Примечания

↑ Thermal pollution causes global warming, 2001, Bo Nordell, Lulea, Sweden
↑ УТИЛИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ВЫБРОСОВ АЭС — СОЗДАНИЕ ЭНЕРГО-БИОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА Солдатов А. И., Скотникова О. Г. МИФИ (технический университет), г. Москва
↑ Энергетика и окружающая среда
↑ Тепловое загрязнение. Большая Энциклопедия Нефти Газа
↑ 1 2 3 Simon Kuper: Squabbling while the world burns. FT, 25. November 2011
↑ Daniel Sarewitz: The Trouble With Climate Science : More research makes the controversy worse. Slate, 10. März 2010
↑ Mike Hulme: Why We Disagree About Climate Change, Understanding Controversy, Inaction and Opportunity. Cambridge University Press, 2009, ISBN 978-0-521-72732-7

wikiredia.ru

Виды теплового загрязнения — реферат

Содержание

Введение.

Загрязнением в узком смысле считается привнесение в какую-либо среду новых, не характерных для неё физических, химических и биологических агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня этих агентов в среде.

Непосредственными объектами загрязнения (акцепторами загрязняющих веществ) служат основные компоненты экотопа (местообитание биотического сообщества): атмосфера, вода, почва. Косвенными объектами загрязнения являются составляющие биоценоза – растения, животные, микроорганизмы.

Источники загрязнения весьма разнообразны: среди них не только промышленные предприятия и теплоэнергетический комплекс, но и бытовые отходы, отходы животноводства, транспорта, а также химические вещества, намеренно вводимые человеком в экосистемы для защиты полезных продуцентов от вредителей, болезней и сорняков.

Среди ингредиентов загрязнения – тысячи химических соединений, особенно металлы и оксиды, токсические вещества, аэрозоли. Разные источники выбросов могут быть одинаковыми по составу и характеру загрязняющих веществ. Так, углеводороды поступают в атмосферу и при сжигании топлива, и от нефтеперерабатывающей, и от газодобывающей промышленности.

Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический вид (главным образом микроорганизмы), подающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих за рамки своей обычной концентрации – предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.

Различают антропогенные загрязнители, разрушаемые биологическими процессами и неразрушаемые ими (стойкие). Первые входят в естественные круговороты веществ и поэтому быстро исчезают или подвергаются разрушению биологическими агентами. Вторые не входят в естественные круговороты веществ, а потому разрушаются организмами в пищевых цепях.

Загрязнения окружающей среды подразделяют на природные, вызванные какими-то естественными, обычно катастрофическими причинами (извержение вулкана, селевой поток и т.п.), и антропогенные, возникающие в результате деятельности людей.

Среди антропогенных выделяют загрязнение биологическое – случайное или благодаря деятельности человека; механическое – засорение среды агентами, оказывающими лишь механическое воздействие без физико-химических последствий; химическое – изменение естественных химических свойств среды, в результате которого повышается среднемноголетнее колебание количества каких-либо веществ для рассматриваемого периода времени, или проникновение в среду веществ, нормально отсутствующих в ней или в концентрациях, превышающих норму.

Загрязнение физическое подразделяется на: 1) тепловое (термальное), возникающее в результате повышения температуры среды главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, отходящих газов и воды; 2) световое – нарушение естественной освещённости местности в результате воздействия искусственных источников света, приводящее к аномалиям в жизни растений и животных; 3) шумовое, образующееся в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума сверх природного уровня; 4) электромагнитное, появляющееся в результате изменения электромагнитных средств среды (от линии электропередачи, радио и телевидения, работы некоторых некоторых промышленных установок и т.п.), приводящее к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах; 5) радиоактивные, связанные с превышением естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ.

Загрязнение микробиологическое (микробное) – появление необычно большого количества микроорганизмов, связанное с массовым их размножением на антропогенных субстратах или средах, изменённых в ходе хозяйственной деятельности человека.

С экологических позиций загрязнение означает непросто внесение в атмосферу, почву или воду тех или иных чуждых им компонентов. В любом случае объектом загрязнения является элементарная структурная единица биосферы – биогеоценоз. Кроме того, избыток одних веществ в природной среде или просто присутствие в ней других веществ означает изменение режимов экологических факторов, поскольку вредные вещества по сути дела и есть экологические факторы. Следовательно, режим этих факторов (или их состав) отклоняется от требований экологической ниши того или иного организма (или звена в пищевой цепи). При этом нарушаются процессы иного обмена веществ, снижается интенсивность ассимиляции продуцентов, а значит, и продуктивность биогеоценоза в целом. Таким образом, с экологической позиции загрязнению можно дать следующее определение: загрязнение окружающей среды есть любое внесение в ту или иную экологическую систему (биогеоценоз) не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, их ассимиляцию, поток энергии, вследствие чего данная экосистема разрушается или снижается её продуктивность.

Загрязнение среды – сложный многообразный процесс.

Последствия загрязнения далеко не всегда ощущаются сразу. Скачкообразным проявлением загрязнения нередко предшествуют скрытые. Именно поэтому в настоящее время ученые интенсивно ищут способы своевременной косвенной индикации загрязнения в самые начальные его моменты.

Но загрязнение – это не только выброс в природную среду вредных веществ. При отводе воды в естественные водоемы от систем охлаждения в них изменяется естественный режим температуры , что представляет собой тепловое загрязнение. Важно то, что меняется режим температуры.

Тепловое загрязнение.

Тепловое (термальное) загрязнение окружающей среды является результатом рассеивания в окружающей природной среде теплоты, выделяющейся в многообразных тепловых процессах, прежде всего связанных со сжиганием топлива.

По существующим оценкам ежегодно в мире сжигается 5 млрд. т угля, 3,2 млрд. т нефти, т.е. высвобождается более 2 1020 Дж тепловой энергии , которая меняет температурный режим воздушной и водной среды, а также динамику происходящих там процессов. Замена тепловых электростанций на атомные , уменьшая до некоторой степени химическое загрязнение среды, одновременное увеличивает тепловое загрязнение.

Зимой количество искусственного тепла на единицу площади города почти равно теплу, получаемому от солнечной радиации. Кроме локального теплового загрязнения существует еще и глобальное повышение температуры на поверхности земли вследствие теплового загрязнения и парникового эффекта.

Сброс тепловых отходов в окружающую среду приводит к техногенному изменению температурного режима компонентов геосфер:

Тепловому загрязнению водоемов
Тепловому загрязнению атмосферы
Тепловому загрязнению верхних слоев литосферы

Источниками теплового загрязнения являются:

Горячие цеха и подземные газоходы металлургических предприятий
Теплотрассы
Сборные коллекторы
Коммуникационные туннели
Туннели метрополитена
Обогреваемые подземные сооружения
Сбросы горячих технологических вод в реки и открытые водоемы
Установки, используемые для промораживания слабых и плывунных грунтов при строительстве
Подземные хранилища сжиженного газа

Тепловое загрязнение атмосферы.

Существует два основных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный. Естественный – это вулканы, лесные пожары, пыльные бури, выветривание, процессы разложения растений и животных. Источником антропогенного загрязнения атмосферы различными веществами являются теплоэнергетика, нефтегазопереработка, промышленность, транспорт и др. По мнению специалистов, в результате деятельности человека в атмосферу Земли ежегодно поступает 25,5 миллиардов тонн оксидов углерода, 190 миллионов тонн оксидов серы, 65 миллионов тонн оксидов азота, 1,4 миллиона тонн хлорфторуглеродов. Половина всех выбросов в атмосферу приходится на предприятия таких отраслей промышленности, как энергетика 24,8% и металлургия 26,2%.

В последние годы наибольшее количество вредных веществ в атмосферу выбрасывается с выхлопными газами автомобилей, причём их доля постоянно возрастает. В нашей стране она составляет более 30%, а в США – более 60% от общего выброса загрязняющих веществ в атмосферу.

Различные негативные изменения атмосферы Земли связаны главным образом с изменением концентрации второстепенных компонентов атмосферного воздуха. Так, установлено, что основными причинами парникового эффекта являются диоксид углерода, метан, оксид азота, озон и фреоны. Возникшая проблема истощения озонового слоя, в том числе появления озоновой дыры а Антарктиде и Арктике, связана с чрезмерным применением фреонов в производстве и быту.

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония.

Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива.

Особую тревогу вызывает состояние воздуха в крупных городах.

Так, в Москве выбросы вредных веществ от автотранспорта превысили 800 тысяч тонн в год, что составляет 70 процентов от общего количества загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу города за год.

Концентрации большого числа источников тепловой энергии в определенных местах ( например в больших городах – мегаполисах) создает предпосылки формирования так называемых тепловых куполов – прогретых объемов геологического пространства и атмосферы.

В промышленных центрах и крупных городах атмосфера подвергается тепловому загрязнению в связи с тем, что в атмосферу поступают вещества с более высокой температурой, чем окружающий воздух. Температура выбросов обычно выше средней многолетней температуры приземного слоя воздуха. Из труб промышленных предприятий, выхлопных труб двигателей внутреннего сгорания, при отоплении домов, лесных пожарах выделяются вещества, нагретые до 60 градусов Цельсия и более. Среднегодовая температура атмосферного воздуха над крупными городами и промышленными центрами на 6-7 градусов выше температуры воздуха прилегающих территорий. Специалисты отмечают, что в последние 25 лет средняя температура тропосферы поднялась на 0,7 градусов Цельсия.

За 1880-1940 гг. было добыто 50 млрд. т так называемого условного топлива (29,3 106 Дж/кг). Это означает, что в атмосферу было выброшено 1,465 1021 Дж тепла, которого достаточно , чтобы растопить 4,8 тысяч км3 льда. Общая глобальная площадь снежно-ледяного покрова сократилась к середине предыдущего столетия примерно на 10%. А это серьезно уменьшило отражательную способность планеты, вследствие чего средняя температура земной поверхности повысилась . Ежегодно в мире сжигается до 5 млрд. т угля и 3,2 млрд. т нефти. Это сопровождается ежегодным выбросом в атмосферу около 18 млрд. т углекислого газа и выделением 2 1020 Дж тепла.

Переход от минерального горючего к ядерному до некоторой степени уменьшает химическое загрязнение среды, но при этом возрастает тепловое загрязнение. Так, при производстве 3,6 106 Дж электроэнергии на тепловой станции тепловые отходы в атмосферу составляют соответственно 1,67 106 и 5,65 105 Дж, а на современно атомной электростанции – 5,44 105 и 7,95 106 Дж.Таким образом ,атомная электростанция средних размеров ,производящая 3000 МВт электроэнергии, производит тепловой поток свыше 5,82 109 Вт. Следовательно, для рассеивания тепла требуется водная поверхность порядка 0,6 га на 1 МВт, или 1800 га на электростанцию мощностью 3000 МВт в местностях с умеренным климатом.

Тепловое загрязнение почвы.

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.

Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности.

Источникам теплового загрязнения почв в пределах городских территорий служат :

Подземные газоходы промышленных предприятий металлургического производства (140-160°C)
Теплотрассы(50-150°C)
Сборные коллекторы
Коммуникационные туннели(35-40°C)
Туннели метро и другие подземные сооружения(18-25 °C)
Искусственное промораживание грунтов при строительстве в сложных гидрогеологических условиях приводит к формированию временных криозон (от -10 до -26 °C ) шириной до нескольких метров.

student.zoomru.ru

Тепловое загрязнение среды. Источники теплового загрязнения

1.5 Тепловое загрязнение. Источники загрязнения воды

Похожие главы из других работ:

1.2 Загрязнение

2.2 Загрязнение

1.3 Тепловое загрязнение воды

7. Тепловое загрязнение

2.3 Тепловое загрязнение

1.3 Тепловое загрязнение

4 Загрязнение вод

1.5 Тепловое загрязнение

1.3 Загрязнение воздуха

1.5 Загрязнение почвы

5. Загрязнение почвы

2. Тепловое загрязнение окружающей среды

1.9 Тепловое загрязнение

2.1 Загрязнение

3. Загрязнение вод

Тепловое загрязнение среды

Шумовое загрязнение среды

Электромагнитные излучения

Бжд в производственных условиях. (14 часов)

I. Электробезопасность Действие эл. Тока на организм человека

Тепловое загрязнение

Последствия теплового загрязнения естественных водоёмов — Мегаобучалка

2.1 Тепловые загрязнения. Загрязнение окружающей среды, его классификация

Похожие главы из других работ:

3.2 Вулканические загрязнения

1) Причины загрязнения

Загрязнения атмосферы

1) Причины загрязнения

3.2 Источники загрязнения

5. Меры по защите от загрязнения данного источника и мероприятия по снижению загрязнения

1.3 Физические загрязнения

2. Источники загрязнения

1.2 ТЭС (Тепловые электростанции)

3 Ландшафтные загрязнения

4 Другие загрязнения

Загрязнения почвы

2.3 Пылевые загрязнения

Тепловые гелиоприемники

3.1 Ущерб от загрязнения

Тепловое загрязнение Википедия

Причины

Последствия

Меры предотвращения

Критика

См. также

Примечания

Виды теплового загрязнения — реферат

Содержание