Термиялық ластану су объектілеріне немесе атмосфералық ауаға жылу бөлінетін құбылыстарды айтады. Бұл ретте температура орташа нормадан әлдеқайда жоғары көтеріледі. Табиғаттың термиялық ластануы адам әрекетімен және жаһандық жылынудың негізгі себебі болып табылатын парниктік газдар шығарындыларымен байланысты.
Атмосфераның термиялық ластану көздері
Дереккөздердің екі тобы бар:
- табиғи - бұл орман өрттері, жанартаулар, шаңды дауылдар, құрғақ желдер, тірі және өсімдік ағзаларының ыдырау процестері;
- антропогендік - мұнай мен газды өңдеу, өнеркәсіптік қызмет, жылу энергетикасы, атом энергетикасы, көлік.
Жыл сайын адам әрекетінің нәтижесінде Жер атмосферасына 25 миллиард тоннаға жуық көміртек оксиді, 190 миллион тонна күкірт оксиді, 60 миллион тонна азот оксиді түседі. Бұл қалдықтардың жартысы энергетика, өнеркәсіп және металлургия қызметінің нәтижесінде қосылады.
Соңғы жылдары көліктен шығатын газдар көбейген.
Салдарлар
Ірі өнеркәсіптік кәсіпорындары бар елордалық қалаларда атмосфералық ауа ең күшті термиялық ластануды сезінеді. Ол қоршаған беттің ауа қабатынан жоғары температурасы бар заттарды қабылдайды. Өнеркәсіптік шығарындылардың температурасы әрқашан ауаның орташа беткі қабатынан жоғары. Мысалы, орман өрті кезінде, автокөліктердің сору құбырларынан, өнеркәсіптік кәсіпорындардың құбырларынан, үйлерді жылыту кезінде әртүрлі қоспалармен жылы ауа ағындары бөлінеді. Мұндай ағынның температурасы шамамен 50-60 ºС. Бұл қабат қаладағы орташа жылдық температураны алты-жеті градусқа көтереді. Қалаларда және одан жоғары «жылу аралдары» қалыптасады, бұл жауын-шашын мөлшерінің көбеюіне және ауа ылғалдылығының жоғарылауына байланысты бұлттылықтың артуына әкеледі. Ылғалды ауаға жану өнімдерін қосқанда ылғалды түтін (Лондондық түтін сияқты) пайда болады. Экологтар соңғы 20 жылда тропосфераның орташа температурасы 0,7ºС-қа өскенін айтады.
Топырақтың термиялық ластану көздері
Ірі қалалар мен өнеркәсіп орталықтарындағы топырақтың термиялық ластануының көздері:
- металлургиялық кәсіпорындардың газ құбырлары, температурасы 140-150ºС жетеді;
- жылу магистральдары, температура шамамен 60-160ºС;
- байланыс шүмегі, температура 40-50º C.
Топырақ жамылғысына жылу әсерінің салдары
Газ құбырлары, жылу магистральдары мен байланыс розеткалары топырақ температурасын бірнеше градусқа арттырады, бұл теріс.топыраққа әсер етеді. Қыста бұл қардың еруіне және соның салдарынан топырақтың беткі қабаттарының қатуына әкеледі, ал жазда керісінше процесс жүреді, топырақтың үстіңгі қабаты қызады және кептіріледі. Топырақ жамылғысы оны мекендейтін өсімдіктермен және тірі микроорганизмдермен тығыз байланысты. Оның құрамының өзгеруі олардың өміріне кері әсер етеді.
Гидрологиялық объектілердің термиялық ластану көздері
Су объектілері мен жағалау маңындағы теңіз аймақтарының термиялық ластануы атом және жылу электр станцияларының, өнеркәсіптік кәсіпорындардың су объектілеріне ағынды суларды жіберу нәтижесінде пайда болады.
Ағынды сулардың ағызылуының әсері
Ағынды сулардың ағуы су қоймаларындағы су температурасының 6-7ºС жоғарылауына әкеледі, мұндай жылы нүктелердің ауданы 30-40 км-ге дейін жетуі мүмкін2.
Судың жылы қабаттары су массасының бетінде табиғи су алмасуды болдырмайтын (жер үсті сулары түпкі сулармен араласпайды), оттегінің мөлшері азаяды және организмдердің судың суға деген қажеттілігін болдырмайтын өзіндік қабықша түзеді. ол көбейеді, ал балдырлардың түрлері көбейеді.
Жылу суларының ластануының ең үлкен дәрежесін электр станциялары жүзеге асырады. Су АЭС турбиналарын және ЖЭС-тегі газ конденсатын салқындату үшін пайдаланылады. Электр станциялары пайдаланатын су шамамен 7-8 ºС қызады, содан кейін ол жақын маңдағы су объектілеріне жіберіледі.
Су қоймаларындағы су температурасының жоғарылауы тірі организмдерге кері әсерін тигізеді. Олардың әрқайсысы үшін популяция сезінетін оңтайлы температура бартамаша. Табиғи ортада температураның баяу жоғарылауы немесе төмендеуі кезінде тірі организмдер өзгерістерге біртіндеп бейімделеді, бірақ температура күрт көтерілсе (мысалы, өнеркәсіптік кәсіпорындардан ағынды сулардың көп мөлшерімен), онда организмдердің үлгерімі болмайды. бейімделу. Олар жылу соққысына ұшырайды, нәтижесінде олар өлуі мүмкін. Бұл термиялық ластанудың судағы тіршілікке ең жағымсыз әсерлерінің бірі.
Бірақ басқа, одан да зиянды салдары болуы мүмкін. Мысалы, термалды судың ластануының зат алмасуға әсері. Ағзаларда температураның жоғарылауымен зат алмасу жылдамдығы артады, оттегіге деген қажеттілік артады. Бірақ судың температурасы көтерілген сайын ондағы оттегі мөлшері азаяды. Оның жетіспеушілігі судағы тірі ағзалардың көптеген түрлерінің өліміне әкеледі. Балықтар мен омыртқасыздардың 100% дерлік жойылуы жазда су температурасының бірнеше градусқа көтерілуіне әкеледі. Температура режимі өзгерсе, балықтардың мінез-құлқы да өзгереді, табиғи көші-қоны бұзылады, уылдырық шашпайды.
Осылайша, су температурасының жоғарылауы су объектілерінің түр құрылымын өзгертуі мүмкін. Көптеген балық түрлері бұл аумақтарды тастап кетеді немесе өледі. Бұл жерлерге тән балдырлардың орнын жылуды жақсы көретін түрлер басып жатыр.
Су қоймаларына жылы сумен бірге органикалық және минералды заттар (тұрмыстық ағынды сулар, егістіктерден жуылған минералды тыңайтқыштар) түссе, балдырлардың күрт көбеюі байқалса, олар қалыптаса бастайды.бір-бірін жабатын тығыз масса. Нәтижесінде олардың өлуі мен ыдырауы орын алады, бұл су қоймасының барлық тірі ағзаларының індетіне әкеледі.
Жылу электр станцияларының су қоймаларының жылумен ластануы қауіпті. Олар турбиналарды пайдаланып энергия шығарады, пайдаланылған газды мезгіл-мезгіл салқындату керек. Пайдаланылған су су қоймаларына жіберіледі. Ірі жылу электр станцияларында бұл сома 90 м3 жетеді. Бұл резервуарға үздіксіз жылы ағынның түсетінін білдіреді.
Су экожүйелерінің ластануынан болатын зиян
Су объектілерінің термиялық ластануының барлық салдары тірі организмдерге апатты зиян келтіреді және адамның өзінің тіршілік ету ортасын өзгертеді. Ластану салдарынан келтірілген зиян:
- эстетикалық (пейзаждардың сыртқы түрі бұзылған);
- экономикалық (ластануды жою, көптеген балық түрлерінің жойылуы);
- экологиялық (су өсімдіктерінің түрлері мен тірі организмдер жойылған).
Электр станциялары шығаратын жылы судың көлемі үнемі өсіп отырады, сондықтан су қоймаларының температурасы да көтеріледі. Көптеген өзендерде экологтардың болжамы бойынша 3-4 °С жоғарылайды. Бұл процесс қазірдің өзінде жүріп жатыр. Мысалы, Американың кейбір өзендерінде судың қызып кетуі шамамен 10-15 °С, Англияда - 7-10 °С, Францияда - 5 °С.
Термиялық ластану
Термиялық ластану (термиялық физикалық ластану) – қоршаған орта температурасының жоғарылауы нәтижесінде пайда болатын түрі. Оның себептері қызған ауаның өндірістік және әскери шығарындылары, үлкен өрттер болып табылады.
Қоршаған ортаның термиялық ластануы химия, целлюлоза-қағаз, металлургия, ағаш өңдеу өнеркәсібі, жылу электр станциялары мен атом электр станциялары кәсіпорындарының жұмысымен байланысты, олар жабдықты салқындату үшін үлкен көлемде суды қажет етеді.
Көлік - қоршаған ортаны күшті ластаушы. Жыл сайынғы барлық шығарындылардың 80%-ға жуығы автомобильдерден келеді. Көптеген зиянды заттар ластану көзінен айтарлықтай қашықтыққа таралады.
Жылу электр станцияларында газды жағу кезінде атмосфераға химиялық әсер етуден басқа жылулық ластану да пайда болады. Сонымен қатар, алаудан шамамен 4 км радиуста көптеген өсімдіктер депрессиялық күйде, ал 100 метр радиуста өсімдік жамылғысы өліп жатыр.
Ресейде жыл сайын 80 миллион тоннаға жуық әртүрлі өндірістік және тұрмыстық қалдықтар түзіледі, олар топырақ жамылғысын, өсімдіктерді, жер асты және жер үсті суларын, атмосфералық ауаны ластаушы көз болып табылады. Сонымен қатар, олар табиғи объектілердің радиация және термиялық ластану көзі болып табылады.
Құрлық сулары минералды тыңайтқыштар, пестицидтер топырақтан шайылғанда, ағынды сулармен және өндірістік ағынды сулармен бірге түсетін әртүрлі химиялық қалдықтармен ластанады. Су қоймаларында термиялық және бактериялық ластану орын алады, өсімдіктер мен жануарлардың көптеген түрлері өледі.
Табиғи ортаға жылудың кез келген бөлінуі оның құрамдас бөліктерінің, әсіресе атмосфераның төменгі қабаттарының температурасының өзгеруіне әкеледі,топырақ және гидросфера нысандары.
Экологтардың пікірінше, қоршаған ортаға жылу шығарындылары әлі планетаның тепе-теңдігіне әсер ете алмайды, бірақ белгілі бір аумаққа айтарлықтай әсер етеді. Мысалы, ірі қалалардағы ауа температурасы әдетте қала сыртындағыға қарағанда біршама жоғары, өзендер мен көлдердің жылу режимі оларға жылу электр станцияларының ағынды суларын жіберу кезінде өзгереді. Бұл кеңістіктердің тұрғындарының түрлік құрамы өзгереді. Әр түрдің өз температуралық диапазоны бар, оған түр бейімделе алады. Мысалы, форель жылы суда өмір сүре алады, бірақ көбейе алмайды.
Осылайша, термиялық разрядтар биосфераға да әсер етеді, бірақ бұл планеталық масштабта болмаса да, адамдар үшін де байқалады.
Топырақ жамылғысының температуралық ластануы жануарлармен, өсімдіктермен және микробтық организмдермен тығыз байланыста болуымен байланысты. Топырақ температурасының жоғарылауымен өсімдік жамылғысы термофильді түрлерге ауысады, көптеген микроорганизмдер жаңа жағдайларға бейімделе алмай өледі.
Жер асты суларының термиялық ластануы ағынды сулардың сулы горизонттарға түсуі нәтижесінде пайда болады. Бұл судың сапасына, оның химиялық құрамына және жылу жағдайларына кері әсер етеді.
Қоршаған ортаның термиялық ластануы адам өмірі мен әрекетінің жағдайын нашарлатады. Температураның жоғарылауы жоғары ылғалдылықпен үйлесетін қалаларда адамдар жиі бас ауруы, жалпы әлсіздік, ат жарысын бастан кешіреді.қан қысымы. Жоғары ылғалдылық металдардың коррозиясына, канализациялардың, жылу құбырларының, газ құбырларының және т.б. зақымдалуына әкеледі.
Қоршаған ортаның ластануының салдары
Қоршаған ортаның термиялық ластануының барлық салдарын көрсетуге және шешуді қажет ететін негізгі проблемаларды көрсетуге болады:
1. Ірі қалаларда жылу аралдары пайда болады.
2. Мегаполистерде түтін пайда болады, ауа ылғалдылығы артады және тұрақты бұлттылық пайда болады.
3. Өзендер, көлдер мен теңіздер мен мұхиттардың жағалаулық аймақтарында проблемалар туындайды. Температураның көтерілуіне байланысты экологиялық тепе-теңдік бұзылып, көптеген балық түрлері мен су өсімдіктері қырылып жатыр.
4. Судың химиялық және физикалық қасиеттері өзгереді. Ол тазалаудан кейін де жарамсыз болып қалады.
5. Су қоймаларының тірі организмдері өліп жатыр немесе күйзелісте.
6. Жер асты суларының температурасы көтерілуде.
7. Топырақтың құрылымы мен құрамы бұзылып, онда тіршілік ететін өсімдіктер мен микроорганизмдер басылады немесе жойылады.
Термиялық ластану. Оның алдын алу және алдын алу шаралары
Қоршаған ортаның термиялық ластануын болдырмаудың негізгі шарасы отынды пайдаланудан біртіндеп бас тарту, баламалы жаңартылатын энергия көздеріне: күн, жел және су энергиясына толық көшу.
Турбиналық салқындату жүйесіндегі су айдындарын термиялық ластанудан қорғау үшін резервуарларды - салқындатқыштарды салу қажет, олардан суығаннан кейін су шығады.салқындату жүйесінде қайта пайдалануға болады.
Соңғы онжылдықтарда инженерлер жылу энергиясын электр энергиясына түрлендірудің магнитогидродинамикалық әдісін қолдана отырып, жылу электр станцияларындағы бу турбинасын жоюға тырысуда. Бұл айналадағы аумақ пен су объектілерінің термиялық ластануын айтарлықтай азайтады.
Биологтар тұтастай алғанда биосфераның тұрақтылығының шектерін және тірі организмдердің жекелеген түрлерін, сондай-ақ биологиялық жүйелердің тепе-теңдігінің шектерін анықтауға тырысады.
Экологтар, өз кезегінде, адамның шаруашылық әрекетінің қоршаған ортадағы табиғи процестерге әсер ету дәрежесін зерттейді және теріс әсердің алдын алу жолдарын іздейді.
Қоршаған ортаны термиялық ластанудан қорғаңыз
Термиялық ластануды планетарлық және жергілікті деп бөлу әдетке айналған. Планеталық масштабта ластану онша үлкен емес және планетаға түсетін күн радиациясының 0,018% құрайды, яғни бір пайыз шегінде. Алайда, термиялық ластану жергілікті деңгейде табиғатқа қатты әсер етеді. Өнеркәсібі дамыған елдердің көпшілігінде бұл әсерді реттеу үшін жылу ластануының шектері (лимиттері) енгізілген.
Ереже бойынша, су объектілерінің режимі үшін лимит белгіленеді, өйткені бұл термиялық ластанудан үлкен дәрежеде зардап шегетін және оның негізгі бөлігін алатын теңіздер, көлдер мен өзендер.
Еуропа елдерінде су объектілері табиғи температурадан 3 °C-тан жоғары қызбауы керек.
АҚШ-та өзендердегі суды жылыту 3 °С, көлдерде - 1,6 °С, теңіздер мен мұхиттар суларында - 0,8 °С-ден жоғары болмауы керек.
БРесейде су қоймаларындағы судың температурасы ең ыстық айдың орташа температурасымен салыстырғанда 3 ° C-тан аспауы керек. Лосось және басқа да суық сүйгіш балық түрлері мекендейтін су қоймаларында температураны 5 °C-тан, жазда 20 °C-тан жоғары емес, қыста - 5 °C-қа көтеруге болмайды.
Ірі өнеркәсіп орталықтарының маңындағы термиялық ластану ауқымы айтарлықтай маңызды. Мәселен, мысалы, 2 миллион халқы бар өнеркәсіптік орталықтан, атом электр станциясы мен мұнай өңдеу зауытынан термиялық ластану 120 км қашықтықта және 1 км биіктікте таралады.
Қоршаған ортаны қорғаушылар жылу қалдықтарын тұрмыстық қажеттіліктер үшін пайдалануды ұсынады, мысалы:
- ауыл шаруашылығы жерлерін суару үшін;
- жылыжай өнеркәсібінде;
- солтүстік суларды мұзсыз күйде ұстау үшін;
- мұнай өнеркәсібінің ауыр өнімдерін және мазутты айдау үшін;
- жылуды жақсы көретін балық түрлерін өсіру үшін;
- жабайы суда жүзетін құстар үшін қыста жылытылатын жасанды тоғандарды салу үшін.
Планетарлық масштабта табиғи ортаның термиялық ластануы жаһандық жылынуға жанама әсер етеді. Өнеркәсіптерден шығатын парниктік газдар шығарындылары температураны тікелей көтермейді, бірақ оларды парниктік эффект арқылы арттырады.
Экологиялық проблемаларды шешу және болашақта олардың алдын алу үшін адамзат бірқатар жаһандық проблемаларды шешіп, барлық күш-жігерін ауаның ластануын, жылуды азайтуға бағыттауы керек.планетаның ластануы.
