Тепловое загрязнение гидросферы не так широко известно, как химическое или радиационное загрязнение окружающей среды.
Вода с радионуклидами, подтекающая в реку из могильника опасных отходов, или мышьяк, обнаруженный в питьевой скважине, пугают население неизмеримо больше незначительного изменения температуры реки или озера.
Но потепление воды даже на несколько градусов меняет видовой состав водоёма, нарушает пищевые цепочки. Такой тип загрязнения не оказывает немедленного воздействия на человеческий организм, но последствия изменения экосистемы всё равно проявятся позже.
Ниже рассмотрим, в чем опасность такого влияния тепла на воду и что можно отнести к его источникам.
Содержание
Что это такое?
Тепловое загрязнение определяется как внезапное повышение или понижение температуры любого естественного водоема в результате действий человека.
Обычно искусственный нагрев воды происходит, когда завод или объект берет воду из природного источника и затем возвращает её, но уже с измененной температурой.
Проблема теплового загрязнения воды исходит от производственных предприятий и электростанций, которые используют воду для охлаждения своего оборудования.
В чем опасность?
Нагретая вода при попадании в природный источник вызывает несколько проблем:
- Подогревание воды даже на несколько градусов снижает концентрацию кислорода в водоёме. Животный мир и растения страдают от удушья и погибают. Биоразнообразие водного источника снижается.
- Потеплевшая вода благоприятствует развитию в водоёме других видов, более приспособленных к жизни в изменившихся температурных условиях. Нагрев водной среды обитания может привести к росту в гидросфере нежелательных организмов, в том числе, некоторых водных растений и рыб. Вода зацветает, бурный рост водорослей ведет к дальнейшему снижению кислорода в водоеме. Избыточная масса водорослей затем отмирает, в реке или озере начинается гниение. Выделяющиеся токсины отравляют животный мир водоёма, начинается замор рыбы.
- Резкое изменение температуры водных источников или «термический шок» происходит в результате массового сброса подогретых вод. Последний губителен для привычной флоры и фауны водоёма, не способной моментально подстроиться под изменившиеся условия обитания. Организмы могут адаптироваться к температурным изменениям, но только лишь в том случае, если перемены происходят постепенно.
- В нагретой воде у живых организмов нарушаются репродуктивные процессы, происходит преждевременный выброс яиц, появляются врождённые дефекты.
- При изменении температуры среды происходит миграция животных и некоторых организмов в места обитания с привычной температурой. Оставшиеся виды лишаются пищевой базы и могут погибнуть.
Источники
Резкие скачки температуры водных масс природных водоёмов провоцирует природная и человеческая деятельность, которая активно изменяет не только химический состав гидросферы, но также нарушает физические параметры воды, в том числе и температурно-энергетические.
Природные причины
Вклад в развитие теплового загрязнения гидросферы вносят природные процессы, а именно:
- эрозия почвы;
- стихийные процессы.
Эрозия почвы
Разрушение прибрежной зоны ветром или волнами ведёт к осыпанию берегов, гибели прибрежной растительности. Водные пространства, больше не защищенные от инсоляции, быстрее прогреваются. Также повышению температуры водоемов способствуют образовавшиеся из-за эрозивных разрушений отмели с неглубокой водой.
Стихийные процессы
Повысить температуру воды на несколько градусов за короткий период времени способны:
- молнии;
- вулканическая деятельность на суше;
- геотермальная активность на дне океанов и морей.
Раскаленная лава нагревает водоёмы на пути следования высокотемпературного потока.
Хотя естественное тепловое загрязнение неизбежно, наиболее серьезные причины его возникновения связаны с деятельностью людей.
Руками человека
Отклонение от привычного диапазона колебаний физических параметров водоёма, нарушения абиотических факторов среды обитания водных организмов являются следствием физического загрязнителя.
Свой негативный вклад в нарушение температурного режима природных водоемов вносят:
- энергетические, промышленные и производственные предприятия;
- сток воды;
- вырубка лесов.
Энергетические, промышленные и производственные предприятия
Теплоэлектростанции (ТЭЦ) берут воду из близлежащих источников, чтобы охлаждать свои машины. Работа многих объектов ТЭЦ невозможна без технической воды, основная масса которой потребляется для охлаждения конденсаторов турбин.
Техническая отработавшая вода, поучаствовав в охлаждении станции, выпускается обратно в источник, неизбежно нагревая его и, как следствие, гидросферу.
Концентрация кислорода в таком водоёме снижается, происходят изменения в составе видов животного и растительного мира.
Гидроэлектростанции изменяют естественное течение реки или водоема с помощью плотины или водоотводного сооружения. Кинетическая энергия от постоянного движения текущей воды преобразуется в электричество с помощью турбин и генераторов.
Несмотря на то, что гидроэлектростанция (ГЭС) использует возобновляемый источник энергии, ГЭС недостаточно экологична. Вращение турбин с паровым подогревом повышает температуру воды, поскольку турбины непрерывно движутся в потоке. При этом возникает тепловое загрязнение.
Тепловое загрязнение вызывает и химическая промышленность. Технологические процессы химкомбинатов требуют больших объемов воды для охлаждения оборудования, в котором протекают химические реакции с выделением тепла.
Бытовые сточные воды часто сбрасываются в реки, озера, каналы или ручьи без очистки. Температура городских сточных вод обычно выше, чем у принимающего их водоёма.
С повышением температуры принимающей воды содержание растворенного кислорода уменьшается, а потребность в кислороде увеличивается. Создаются анаэробные условия, неблагоприятные для организмов, привыкших к нормальному дыханию.
Сток воды
Потоки дождевой воды, стекающие с раскалённого солнцем дорожного покрытия, вносят свой вклад в тепловое загрязнение поверхностных источников. Грунт и трава нагреваются не так сильно, как асфальтированные трассы, бетонированные автостоянки и тротуары городов.
Вода, попавшая в ливневые канализации города, всё ещё достаточно тёплая, чтобы нанести вред реке или озеру, куда она попадёт в конечном итоге.
Вырубка лесов
Уничтожение деревьев вблизи рек и озёр лишает открытые воды природной защиты от палящего солнца. В тени прибрежных зарослей вода сохраняется прохладной, но под прямыми лучами прогревается на большую глубину, лишается части кислорода, загнивает и «зацветает».
Вырубку леса считают одной из основных причин глобального потепления, возникающего, в том числе, из-за повышения температуры поверхностных вод, не защищенных древесной тенью.
Методы борьбы
Государство законодательно охраняет водные ресурсы нормативными актами, регламентируя температуру сточных вод, сбрасываемых в природные водоёмы.
К воде объектов рыбохозяйственного значения предъявляются особенные требования, касающиеся температуры водной среды.
Температура воды не должна повышаться под влиянием хозяйственной деятельности (в том числе, при сбросе сточных вод) по сравнению с естественной температурой водного объекта более, чем на 5 градусов с общим повышением температуры, не более, чем до 20 градусов летом и пять градусов зимой для водных объектов, где обитают холодолюбивые рыбы (лососевые и сиговые), и более, чем до 28 градусов летом и 8 градусов зимой в остальных случаях.
В местах нерестилищ налима запрещается повышать температуру воды зимой более, чем на 2 градуса.
Предприятия обязаны следить за качеством сбросов и несут административную ответственность за нарушение правил водопользования.
Некоторые компании смогли перестроить свой технологический процесс, чтобы отработанная нагретая вода не нарушала природную экосистему.
В деле защиты воды от «теплового шока» в промышленности часто применяются следующие методы борьбы с ним:
- Обработка нагретой воды перед сбросом ее обратно в близлежащие источники воды. Установка градирни или прудов-охладителей, в которых накопленное тепло может быть высвобождено за счет испарения или теплопередачи.
- Повторное использование нагретой воды, процесс, называемый когенерацией. Оборотная вода используется для промышленного отопления или других бытовых нужд.
- Направление ливневого стока в бассейны, расположенные под землей. Если город хочет функционировать экологично, организация резервуаров ливневых вод под землёй поможет снизить уровень теплового загрязнения природных водоёмов и позволит городской инфраструктуре стать более экологичной.
Заключение
Не стоит недооценивать тепловое загрязнение, считая его меньшим злом, чем радиация, бактерии или пестициды в воде. Любое изменение природного баланса приводит к негативным последствиям для человека и обязательно проявится со временем.
