что такое термическое загрязнение вод

СОДЕРЖАНИЕ

Источники и контроль теплового загрязнения

Промышленные сточные воды

Подогрев воды из этих источников можно контролировать с помощью:

Температуру можно измерять с помощью методов дистанционного зондирования для постоянного мониторинга загрязнения растений. Это помогает количественно оценить конкретные эффекты каждого растения и позволяет более строго регулировать тепловое загрязнение.

Преобразование установок с прямоточного охлаждения в системы с замкнутым контуром может значительно снизить выделяемое тепловое загрязнение. Эти системы выпускают воду с температурой, более сопоставимой с температурой окружающей среды.

Водохранилища

По мере того, как вода расслаивается внутри искусственных плотин, температура на дне резко падает. Многие плотины построены для выпуска этой холодной воды снизу в естественные системы. Это можно смягчить, спроектировав плотину для сброса более теплых поверхностных вод вместо более холодной воды на дне водохранилища.

Городской сток

Водосборные бассейны (ливневые пруды), как правило, менее эффективны в снижении температуры стока, поскольку вода может нагреваться солнцем перед сбросом в принимающий поток.

Эффекты

Эффекты теплой воды

Высокая температура ограничивает рассеивание кислорода в более глубокие воды, способствуя анаэробным условиям. Это может привести к увеличению уровня бактерий при наличии достаточного количества пищи. Многие водные виды не могут размножаться при повышенных температурах.

Холодная вода

Тепловой удар

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

Биогеохимические эффекты

Эффекты нагрева воды, в отличие от эффектов охлаждения воды, были наиболее изучены с точки зрения биогеохимических эффектов. Большая часть этих исследований посвящена долгосрочному воздействию атомных электростанций на озера после демонтажа атомной электростанции. В целом, существует поддержка теплового загрязнения, ведущего к повышению температуры воды. Когда электростанции работают, кратковременное повышение температуры воды коррелирует с потребностями в электроэнергии, при этом в зимние месяцы выделяется больше охлаждающей воды. Также было замечено, что потепление воды сохраняется в системах в течение длительных периодов времени, даже после того, как растения были удалены.

Когда теплая вода от экспортной охлаждающей жидкости электростанции поступает в системы, она часто смешивается, что приводит к общему повышению температуры воды во всем водоеме, включая более холодную воду. В частности, в озерах и подобных водоемах стратификация приводит к различным сезонным эффектам. Летом было замечено, что тепловое загрязнение приводит к более значительному повышению температуры воды на глубине, чем поверхностная вода, хотя стратификация все еще существует, в то время как зимой температура поверхностных вод увеличивается. В зимние месяцы расслоение уменьшается из-за теплового загрязнения, часто устраняющего термоклин.

Подобно эффектам, наблюдаемым в водных системах из-за климатического потепления воды в некоторых частях мира, тепловое загрязнение также увеличивает температуру поверхности летом. Это может привести к повышению температуры поверхностных вод, что приведет к выбросам теплого воздуха в атмосферу, повышая температуру воздуха. Поэтому его можно рассматривать как фактор, способствующий глобальному потеплению. Многие экологические последствия будут усугубляться также изменением климата, поскольку температура окружающей среды водоемов повышается.

Пространственные и климатические факторы могут повлиять на степень потепления воды из-за теплового загрязнения. Высокая скорость ветра, как правило, увеличивает воздействие теплового загрязнения. Реки и большие водоемы также имеют тенденцию терять эффект теплового загрязнения по мере их прохождения от источника.

Источник

Тепловое загрязнение

Тепловое загрязнение представляет собой разновидность физического загрязнения окружающей среды. Оно характеризуется повышением температурного уровня, превышающий естественный природный уровень. Оказывает пагубное воздействие на всю экосистему.

Источники возникновения

В результате урбанизации многих территории сформировалась «тепловая шапка», которая имеет куполообразный вид. Основными источниками этого вида загрязнения связаны с выбросами в атмосферу воздуха, нагретого до больших температур. Также выбросы в водоприемники горячих сточных вод пагубно влияют на гидросферу. Серьезность теплового загрязнения связана с появлением парникового эффекта.

Виды воздействий

Воздействие теплового загрязнения распространяется на гидросферу, атмосферу и литосферу. Рассмотрим каждый из них подробнее:

Воздействие на гидросферу

Деятельность всех электростанций завязана на использовании сточных вод для того, чтобы охладить в них конденсаторы и турбины. В воду также попадает горячая жидкость из предприятий. По этим причинам температура воды может подниматься в среднем на 8 градусов по Цельсию.

Воздействие на атмосферу

Функционирование крупных промышленных комплексов оказало значительное воздействие на состояние атмосферы. Наибольшее влияние оказывают предприятия, связанные с энергетикой, металлургией, нефтепереработкой и транспортом. В результате их деятельности в атмосферу попадают газы, которые прогреваются до 120 градусов по Цельсию. В результате чего воздух становится горячее, а растительность и жизнь близ этих районов сильно угнетена.

Воздействие на почвы

Основной причиной повышения температурного уровня земли является развития подземной коммуникационной системы промышленных предприятий и домов.

Необходимо проводить тщательную работу по сокращению негативного воздействия производственных предприятий, поскольку их воздействие приводит к нарушению всей экосистемы.

Антропогенное влияние на окружающую среду

Загрязнение гидросферы приводит к полной деградации подводных животных. Поскольку с увеличением температурного режима уменьшается насыщенность воды кислородом. В теплой воде кислород растворяется в очень маленьких дозах и довольно медленно. Также в результате выбросов промышленных предприятий в воде накапливается большое количество углекислого газа и сероводорода. Такие условия провоцируют рост сине-зеленых водорослей, которые связаны с цветением вод. Их деятельность также подавляют развитие полезных зеленых водорослей, которыми питаются планктоны. Больше всего в условиях повышенной температуры страдают рыбы, поскольку им крайне сложно приспособиться к этой среде.

Загрязнение атмосферы привело к развитию тепловых островов, где усиливается образование облаков, движение воздуха происходит вертикально, учащаются осадки и повышается влажность. Локальное колебания климата является одним из признаков теплового загрязнения.

Загрязнение литосферы приводит к быстрому развитию теплолюбивых видов растений, которые подавляют все остальные виды, не приспособленные к резким перепадам температур. Под негативным воздействием теплового загрязнения оказывается жизнь в лугах, лесах и окрестностях городов. Сильно падает урожайность сельскохозяйственных угодий.

Влияние тепловых двигателей на окружающую среду

Источник

Тепловое загрязнение вод предприятиями и его последствия

Содержание:

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

По этой ссылке вы сможете найти много готовых тем для рефератов по экологии:

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

Введение:

Проблема термического загрязнения воды предприятиями и устранения последствий очень актуальна в наше время, ведь строительство электростанций является основной причиной такого загрязнения. Социальная необходимость решения этой проблемы постоянно возрастает. Это потому, что условия жизни ухудшаются, а количество чистых рек уменьшается.

Сводная цель: Основываясь на существующей литературе, тепловое загрязнение определяется как воздействие на окружающую среду и предлагает способы его устранения.

Исходя из целей, при создании резюме были сформулированы следующие задачи.

Проникновение загрязняющих веществ в водный цикл

Три ключевых этапа водного цикла: испарение (A), конденсация (B) и осаждение (C). Если из источников, перечисленных ниже, слишком много природных или искусственных загрязнителей, природная система не сможет справиться с обработкой воды.

Такое загрязнение вызвано электростанциями и другими промышленными компаниями. Температура воды, используемой для охлаждения пара на тепловых электростанциях, повышается на 3-10 ° C, иногда до 20 ° C. Плотность и вязкость нагретой воды отличаются от свойств холодной воды в приемном бассейне и постепенно смешиваются. Горячая вода охлаждается вокруг стока или в смешанном потоке, который течет вниз по течению реки. Мощные электростанции значительно нагревают воду в реках и бухтах, где они расположены. Летом эти воды часто перегреваются из-за очень высокого спроса на электроэнергию для кондиционирования воздуха и увеличения производства. Понятие «тепловое загрязнение» относится именно к таким случаям, поскольку избыточное тепло снижает растворимость кислорода в воде, ускоряет темпы химических реакций и, таким образом, влияет на жизнь животных и растений в бассейне.

Были примеры того, как рыба погибала в результате повышения температуры воды, а также быстрого роста водорослей и других слабых сорняков и сезонных изменений в водной среде, что привело к нарушениям.

Однако в некоторых случаях уловы рыбы увеличивались, периоды выращивания были увеличены, и следовали другие благоприятные результаты.

Поэтому мы подчеркиваем, что для более точного использования термина «тепловое загрязнение» требуется больше информации о воздействии дополнительного тепла на водную среду конкретного места. Самым крупным использованием воды является выработка электроэнергии, которая в основном используется для охлаждения и конденсации пара, вырабатываемого турбинами на тепловых электростанциях. В то же время вода нагревается в среднем до 7 ° C, а затем сбрасывается непосредственно в реки и озера, становясь основным источником дополнительного тепла, называемого «тепловым загрязнением».

Результаты термического загрязнения природных водоемов

В естественных условиях, когда температура повышается или понижается медленно, рыба и другие водные организмы постепенно приспосабливаются к изменениям температуры окружающей среды. Тем не менее, в результате сброса горячего стока промышленных предприятий в реки и озера, если новый температурный режим будет быстро установлен, если не будет достаточно времени для адаптации, организмы погибнут от теплового шока.

Искусственный нагрев воды может радикально изменить поведение рыб, вызывая преждевременный нерест и затрудняя движение. Если разрушительная сила электростанции превышает способность вида к самовосстановлению, популяция будет уменьшаться.

Повышение температуры воды может нарушить структуру ботанического мира водоемов. Водоросли, особенность холодной воды, заменяются теми, которые требуют больше тепла, и в конечном итоге полностью заменяются при более высоких температурах.

Если тепловое загрязнение усугубляется попаданием органических и неорганических веществ в пруды (разливы удобрений с полей, навоз с ферм, бытовые сточные воды), происходит процесс эвтрофикации. То есть производительность водоема резко возрастает. Азот и фосфор, которые служат пищей для водорослей, в том числе мелких, быстро увеличивают рост водорослей. По мере того, как они размножаются, они начинают закрывать свет друг друга, что приводит к массовой гибели и распаду, с полным истощением, с ускоренным потреблением кислорода. И в этом случае, как уже упоминалось, вся экосистема может погибнуть.

Рассол, используемый для охлаждения, оказывает сильное коррозионное воздействие на металлические поверхности, выделяя ионы металлов, особенно меди, в воду. Животные морских раковин накапливают достаточно меди, чтобы сделать их непригодными для использования человеком.

Все вышеперечисленные последствия термического загрязнения водоемов наносят значительный ущерб природным экосистемам и изменяют среду обитания человека. Ущерб от теплового загрязнения можно классифицировать следующим образом:

Степень теплового загрязнения

Что касается распределения и степени воздействия, тепловое загрязнение является одним из крупнейших видов физического загрязнения окружающей среды. Со значительной уверенностью можно одновременно учитывать потребление энергии топливом, горячей водой и паром, а также степень теплового загрязнения окружающей среды. В приведенной ниже таблице показана динамика глобального теплового загрязнения, вызванного производством энергии.

Динамика теплового загрязнения в мире от энергетических производств.

Температура может повлиять на структуру всего водного сообщества. Например, изменения температуры могут изменить различные типы конкурентных позиций. В целом, повышение температуры упростит водное сообщество. Другими словами, число представителей каждого вида выше, но количество разных видов меньше. Исследование показало, что при 31 ° C количество видов сократилось вдвое по сравнению с 26 ° C, а когда температура увеличилась до 34 ° C, исчезли еще 24% видов. По-видимому, такие экосистемы гораздо более нестабильны, чем исходные, более сложные экосистемы.

Проблема теплового загрязнения имеет два измерения: глобальное (планетарное) и локальное. В глобальном масштабе это загрязнение (уровень 2000 года) все еще невелико и, по оценкам, составляет всего 0,019% солнечного излучения, достигающего Земли: 1,68,105 млн. МВт. То есть ситуация в рамках правила 1 процента. Действительно, кажется, что в такой глобальной системе, как биосфера, ее энергия не может превышать примерно 0,2% (уровень фотосинтетической энергии) падающей солнечной радиации без катастрофических последствий. Тем не менее, антропогенная энергия, которая, как ожидается, достигнет 32 миллионов МВт в 2000 году, все еще меньше энергии фотосинтеза (около 100 миллионов МВт), но фактически достигла этого базового порога.

Еще более впечатляющим является региональный очаг загрязнения окружающей среды в промышленных зонах. Таким образом, плотность антропогенного теплового потока от Земли в Федеративной Республике Германии составляет в среднем 1,6 Вт / м2 (в 1973 году 33% этого тепла приходилось на коммунальный сектор, 25% на электростанции, 29% в промышленности, 13% на транспорт ), Вестфалия-4,5 Вт / м2, Рурская площадь-17 Вт / м2, Берлин 22 Вт / м2, Центральный Манхэттен-630 Вт / м2, Площадь бумажной фабрики-2000 Вт / м2 1000 МВт-24000 Вт / м2 Обратите внимание, что максимальная плотность потока солнечного излучения вблизи поверхности земли на угольной электростанции в Японии составляет около 935 Вт / м2.

Говоря о величине теплового загрязнения атмосферы, такие оценки наводят на мысль: из промышленного центра с населением 2 млн. Человек, электростанции общей мощностью 4600 МВт и нефтехимического завода поток теплового загрязнения составляет 80-120 км. Распространение, зона загрязнения шириной 50 км и высотой около 1 км.

Технические решения проблемы охлаждения электростанции

Вместо того чтобы использовать природную пластовую воду в качестве охладителя, инженеры разработали решение этой проблемы без ущерба для окружающей среды. Это метод испарения или градирни. Вместо сброса нагретой воды в реку, электростанция перекачивает эту воду вниз по дну градирни 90-150 метров с наклонными стенками. Горячая вода из труб распыляется в водоотделитель, охлаждается и проходит через ряд перегородок и планок. Из-за разницы в температуре и атмосфере, создаваемой горячей водой, воздух, всасываемый снизу, поступает, проходит между планками и перегородкой и выходит через отверстие в верхней части башни. Вода собирается в бассейне под днищем башни и снова возвращается в конденсатор. При испарении теряется около 2,8-4,0% воды.

При использовании градирен тепловое загрязнение окружающей среды полностью исключается, но такая защита окружающей среды требует определенных материальных затрат.

Экономическая эффективность природоохранных мероприятий по предотвращению теплового загрязнения.

Преимущество инвестиций в строительство градирен заключается не только в экономическом ущербе от загрязнения окружающей среды, но и в уменьшении не поддающегося количественному определению ущерба окружающей среде. Очень важная роль состоит в том, чтобы строить такие структуры в областях, где вода ограничена.

Эффективность природоохранных мероприятий, особенно строительства градирен на электростанциях, можно выразить в виде взаимосвязей.

Полное снижение экономического ущерба из-за уменьшения или полного устранения теплового загрязнения в естественных водоемах является финансовой оценкой возросшей продуктивности рыбного хозяйства, особенно для очистки избыточной и умирающей биомассы в водоемах. Это означает снижение затрат для устранения последствий загрязнения.

Однако, несмотря на то, что природоохранное законодательство Российской Федерации в настоящее время является очень широким и универсальным, на практике они редко бывают достаточно эффективными, поэтому этот аспект редко играет решающую роль. Для этого есть много причин, но одной из самых важных является противоречие между строгостью наказания и тяжестью преступления, особенно небольшим количеством наложенных штрафов.

Уголовная ответственность и репарации редки. И невозможно полностью компенсировать этот ущерб. Потому что он часто достигает огромного процента или бесполезен в финансовых измерениях.

Рассмотрим еще один аспект вопросов охраны окружающей среды: снижение затрат на их реализацию. Вышеуказанные затраты включают текущие расходы на содержание экологического оборудования (электричество в испарительной колонне, зарплаты обслуживающего персонала и т. Д.). А также капитальные затраты на строительство объекта и приобретение экологического оборудования. Однако, поскольку оборудование и сооружения эксплуатируются более года, общие капитальные затраты переводятся в годовой анализ с использованием стандартных факторов эффективности. Формула для экономии затрат:

Однако такие расчеты достаточно сложны при определении ущерба, вызванного загрязнением окружающей среды, и степени его предотвращения. Как правило, они используются на региональном или отраслевом уровне народного хозяйства.

Оптимальное соотношение экологических и экономических вложений в природоохранную деятельность

Kommuninvest всегда несет деньги, потраченные на предотвращение загрязнения (и ущерб, который он наносит) и устранение последствий неизбежного загрязнения. Чем больше вы инвестируете в природоохранную деятельность, тем меньше денег вам нужно для устранения ущерба от загрязнения окружающей среды. В этом случае общая стоимость сводится к минимуму на уровне загрязнения, где первая стоимость равна второй стоимости.

В настоящее время в Японии сумма ущерба, вызванного тепловым загрязнением окружающей среды, на несколько порядков превышает сумму экологических издержек. Расчеты по определению суммы ущерба от загрязнения естественных водоемов являются сложными, но мы можем быть уверены, что уменьшение этого ущерба требует инвестиций, а не от 8 до 10 миллиардов рублей. (Цена 1990 г.), 100-300 млрд руб. Каждый год это вызов для современной экономики. Чтобы сделать охрану окружающей среды более прибыльной, основным способом оптимизации экономической оптимизации для окружающей среды является снижение затрат на поддержание воды комнатной температуры без ущерба для качества процесса. Если экологичность, научно-технический прогресс поможет и будет способствовать разработке новых технологий охлаждения или более дешевых методов и оборудования для устранения теплового загрязнения.

Борьба с тепловым загрязнением с инженерной точки зрения аналогична исследованиям в области энергосбережения. Чем выше уровень политики и работы по энергосбережению, тем серьезнее борьба с тепловым загрязнением. Если внедрение мощного источника света и системы автоматического отключения может снизить энергопотребление освещения в два раза, тепловое загрязнение, связанное с этим энергопотребляющим сектором, будет уменьшено примерно в два раза. И это касается всех секторов энергопотребления: систем отопления для жилых и промышленных объектов, транспортного сектора, промышленного сектора.

Проблема термического загрязнения существует, и, очевидно, есть такой аспект. Не просто выбрасывайте тепло, всегда стремитесь найти полезное применение для тепловых отходов. Ниже приведены довольно привлекательные способы утилизации тепловых отходов электростанций.

Орошение сельскохозяйственных угодий (хотя это приводит к необратимому увеличению потерь воды). Использовать в теплицах.

Горячая пресная вода поступает на электростанцию, чтобы предотвратить накопление соли на стенках трубопровода.

Держите северный морской порт свободным ото льда.

Перегонка мазута и других тяжелых нефтепродуктов. Например, используйте термопару, чтобы получить дополнительную мощность. Установите теплый зимний пруд для водоплавающих птиц, чтобы защитить животных в природе. Устранение тумана и посадка и чистка рулевого управления грузовиками при обеспечении безопасности в аэропорту.

Осмотр и очистка

Реализуются три основных метода очистки сточных вод. Первый метод существует уже давно и является наиболее экономичным. Сточные воды отводятся в большой канал, разбавляются свежей проточной водой и нейтрализуются естественной аэрацией. Очевидно, что этот метод не соответствует современным требованиям. Второй метод основан в основном на тех же природных процессах, что и первый, и состоит в удалении и восстановлении твердых и органических веществ механическими, биологическими и химическими методами. Он в основном используется на муниципальных очистных сооружениях, в которых мало оборудования для очистки промышленных и сельскохозяйственных сточных вод. Третий метод широко известен и широко распространен. Сокращение количества сточных вод путем изменения технических процессов. Например, переработка материалов или использование естественных методов борьбы с вредителями вместо пестицидов.

Очистка сточных вод. В настоящее время многие промышленные компании пытаются очистить сточные воды и остановить производственные циклы, а производство пестицидов и других вредных веществ запрещено, но наиболее радикальным и быстрым решением проблемы загрязнения воды является: Строительство дополнительных более современных перерабатывающих мощностей.

Первичная (механическая) уборка. Решетка или экраны обычно устанавливаются в дренажные каналы, которые улавливают взвешенные вещества и взвешенные частицы. Затем песок и другие крупные неорганические частицы оседают в песколовке на наклонном дне или попадают в сито. Смазка удаляется из воды с помощью специального оборудования (масляные уловители, жироуловители и т. Д.). В течение некоторого времени сточные воды переносятся в отстойник, где осаждаются частицы. Добавление химического флокулянта вызывает осаждение свободно плавающих флоккулированных частиц. Полученный таким образом шлам на 70% органический и проходит через специальный железобетонный резервуар (метановый резервуар), где он обрабатывается анаэробными бактериями.

Третичная уборка. Первичные и вторичные стоки по-прежнему не подходят для иных целей, кроме ирригации, поскольку они по-прежнему содержат растворенные вещества. Поэтому для удаления остаточных загрязнений были разработаны и испытаны более сложные методы очистки. Некоторые из этих методов используются на объектах, которые очищают питьевую воду в водоемах. Органические соединения, которые медленно разлагаются, такие как пестициды и фосфаты, являются реагентами, которые либо фильтруют вторичные сточные воды с активированным углем (порошок), агрегируют флокулянты в мелкие частицы, осаждают хлопья или вызывают окисление. Растворенные неорганические вещества удаляются ионным обменом (растворенные ионы солей и металлов). Химические осадки (соли кальция и магния, образующие покрытие на внутренних стенках котлов, резервуаров и труб), умягченная вода, изменения осмотического давления для усиления фильтрации воды через мембрану. Это задерживает концентрированные растворы питательных веществ, таких как нитраты и фосфаты. Удаление азота воздушным потоком, когда стоки проходят через десорбционную колонну аммиака. И другие способы.

Заключение

Существует несколько способов удаления термического загрязнения.

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Источник