熱污染的原理影響及對策淺析

1、熱污染的原理、影響及對策淺析（影響部分：141170048施尚永 141170038孟令瑋；原理部分：141170085周圻141170087朱奕婷；對策部分；141170082章彤）1.原理由于人類活動而向環(huán)境排出的廢熱超過環(huán)境容量,導(dǎo)致局部生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞的現(xiàn)象被稱為熱污染。廣義的熱污染包括溫室效應(yīng)、熱島效應(yīng)和水體熱污染,狹義的熱污染僅指水體熱污染,是指向水體排放廢熱造成的水體環(huán)境破壞。異常的氣候變化和人為因素是廣義熱污染的兩大主因,而水體熱污染則基本都是人為因素造成的。1. 1 水體熱污染 水的各種性質(zhì)受溫度影響,隨溫度升高 ,氧氣在水中溶解度會降低;水體中物理化學(xué)和生物反 應(yīng)速度會加快

2、,因此導(dǎo)致有毒物質(zhì)毒性加強,需氧有機物氧化分解速度 加快,耗氧量增加,水體缺氧加劇,引起部分生物缺 氧窒息,抵抗力降低,易產(chǎn)生病變乃至死亡。1.1.1 對水生生物日常生活： 由于不同生物 的溫度敏感性不一致,熱污染改變了生物群落的種 類組成,。水生動物絕 大部分是變溫動物,體溫不能自動調(diào)節(jié),隨水溫的升高體溫 也會隨之升高。當其體溫超過一定溫度時即會引起酶系統(tǒng) 失活,導(dǎo)致代謝機能失調(diào)直至死亡。許多水生昆蟲的幼蟲 對熱污染的忍耐力很差,一般水生動物的耐溫上限為33 35C。1. 1. 2 對水生生物繁殖行為： 由于水體 溫度的異常升高,會直接影響水生生物繁殖行為。 魚類在繁殖時期對水溫的要求非常

3、嚴格,因為水溫上升會阻止營養(yǎng)物質(zhì)在生殖腺中的積累,從 而限制卵的成熟。在熱污染的水體中,春季產(chǎn)卵的魚類產(chǎn) 卵期會提前,而秋季產(chǎn)卵的種類產(chǎn)卵期將會推遲。所以在 繁殖時期,水體的熱污染將可能對魚類造成嚴重的影響1.1. 3 對地表水量： 水體溫度的升高直接導(dǎo)致水分子運動加速,并 且水面上方的空氣受熱膨脹上升,加快水體表面的 水分子向空氣中擴散速度,陸地水大量變成大氣 水,使陸地嚴重失水。 1. 2 大氣熱污染按 照 大 氣 熱 力 學(xué) 原 理 ,現(xiàn) 代 社 會 生 產(chǎn) 、生 活 中 的一切能量都可轉(zhuǎn)化為熱能擴散到大氣中,大氣溫 度 升 高 到 一 定 程 度 ,引 起 大 氣 環(huán) 境 發(fā) 生 變

4、化 ,形 成 大氣熱污染。l. 2. l 自然因素大氣的熱量增加, 地面反射太陽熱能的反射率增高,吸收太陽輻射熱 減少,這就使得地面上升的氣流相對減弱,阻礙云、 雨 的 形 成 ,進 而 影 響 正 常 的 氣 候 。(1)近年來,太陽活動頻繁,到達地球的太陽輻射量發(fā)生，改變,大氣環(huán)流運行狀況隨之亦發(fā)生變化。太陽黑子活動強烈時,經(jīng)向環(huán)流活躍,南北氣流交換頻繁,導(dǎo)致冬冷夏熱。 2)森林隨全球平均溫度的上升而出現(xiàn)自燃現(xiàn)象并引發(fā)森 林大火,同時向大氣釋放大量熱量和C0z,最終又直接或間接 地導(dǎo)致全球大氣總熱量增加,破壞了生態(tài)平衡,并給人類帶來無法估量的損失。全世界每年有幾百萬hm2的原始森林被破 壞

5、.極大地削弱了森林對氣候的調(diào)節(jié)作用。 3)由于大氣環(huán)流原因t改變了大氣正常的熱量輸送.赤道東太平洋海水異常增溫.厄爾尼諾現(xiàn)象增強,導(dǎo)致地球大面積 天氣異常,早澇等災(zāi)害性天氣增多。 4)火山爆發(fā)頻繁.釋放的大量地?zé)岷蜏厥覛怏w直接或間 接地對地球氣溫變化產(chǎn)生影響,而地震、風(fēng)暴潮等災(zāi)害也嚴重 影響了人類的生產(chǎn)和生活。 l. 2. 2 城市因素城市下墊面的改變，造成輻射吸收增加、蓄水能力減少，局地環(huán)流改變造成風(fēng)速減小，加重城市熱效應(yīng)。城市中的人為釋熱分為生活熱源和生產(chǎn)熱源。包括各種生活用能, 如燒火做飯 冬季取暖 夏季 制冷及家庭轎車等。生產(chǎn)熱源則包括了一切形式 的生產(chǎn)活動, 因為一切的生產(chǎn)活動都需要

6、由能量 作為動力, 這些能量最終或者被固化到產(chǎn)品中由 消費者釋放出來, 或者在生產(chǎn)的過程中以各種各樣的形式排放出去 如熱電廠排放的廢熱水 廢水 蒸氣等 。2.影響與危害熱污染分為兩類：水體熱污染以及大氣熱污染2.1水體熱污染危害：對水體的影響：水體升溫，水溶氧量降低，水體缺氧加重，厭氧菌大量繁殖，有機物腐敗嚴重，導(dǎo)致水體變質(zhì)。如：隨著越來越多火電廠聚集在江河沿岸，大量冷卻后產(chǎn)生的溫水進入長江，這種熱污染給長江的生態(tài)環(huán)境造成了巨大威脅。冷卻水的隨意排放也成為熱污染中極為重要的原因。據(jù)統(tǒng)計，在我國長江沿岸，僅江蘇省長江江段總長度300多公里，但流域內(nèi)大大小小的火電廠就有150多家，電廠用來冷卻的水

7、就把大量的熱量源源不斷地注入長江，越來越密集的火電廠甚至使得局部地區(qū)出現(xiàn)了溫水帶。2006年全國裝機總?cè)萘砍^6億千瓦，其中火電機組占了四分之三，產(chǎn)生的余熱超過四億噸標準煤，而這些熱量中大部分都通過冷卻水排放進入環(huán)境。2007年，長江的水溫是22度到24度之間，出水口水溫是32度到33度，溫度大概升高了10度左右。對水生生物的影響：1）生物多樣性下降,喜冷的生物(如硅藻)減少 ,耐熱的植物（如藍藻、綠藻)增加,造成水質(zhì)惡化,影響水體飲用和漁業(yè)用等功能。2）水溫升高 ,會導(dǎo)致魚在冬季產(chǎn)卵及異?；赜?水生昆蟲提前羽化,由于陸地氣溫過低羽化后不能產(chǎn)卵、交配。水生生物對溫 度變化敏感性較一般陸地生物高

8、,溫度的驟變會導(dǎo) 致水生生物的病變及死亡,例如蝦在水溫為 4C 時 心率為 30 次 / min,22C 時心率為 125 次 / min,溫度 再高則難以生存。3）生物種群發(fā)生變化,寄生生物及捕食者相 互關(guān)系混亂,影響生物的生存及繁衍。水體富營養(yǎng)化。如：a.在美國一座電站排放的熱水使附近水域水溫增加了8度，造成1.5公里海域內(nèi)生物消失。b. 里約奧運帆船賽場驚現(xiàn)死魚群：據(jù)法新社11月8日報道，2016年奧運會帆船項目賽場、污穢不堪的里約海灣開始有數(shù)以千計的死魚不明原因地被沖上岸。專家分析：“大海鰱對缺氧非常敏感。淺水區(qū)水溫上升，比如幾天前出現(xiàn)的27到30攝氏度，會令海水中的溶解氧含量降低?！?/p>

9、 對人類的影響：水溫上升會給一些治病微生物提供生長的溫床，為蚊子，蒼蠅，蟑螂，跳蚤以及病原體提供最佳的滋生環(huán)境和傳播條件，形成一種新的護肝連鎖反應(yīng)，造成瘧疾，登革熱，血吸蟲病，流腦等病的流行。如：1965年澳大利亞腦膜炎流行事件。起因：發(fā)電廠向河流排放未經(jīng)處理的冷卻用水。導(dǎo)致：河水溫度升高，變形原蟲在溫水中迅速繁殖。 結(jié)果：人們飲用河流中的水，變形蟲侵入人體，引發(fā)腦膜炎。2.2大氣熱污染危害：(1)造成局部地區(qū)炎熱、干旱、少雨,甚至造成更嚴重的自然災(zāi)害。(2)對城市的影響一方面夜晚溫度升高,減小了晝夜溫差,人的生理代謝 發(fā)生紊亂;另一方面是暖冬現(xiàn)象,使冬季氣溫持續(xù)偏高,病毒和細菌滋生,疾病流行

10、。(3)熱污染還會使臭氧層遭到破壞,使太陽光和其他放射線長驅(qū)直入,直接到達地面,導(dǎo)致人類皮膚癌等疾病發(fā)生。(4)全球的溫度升高導(dǎo)致海水熱膨脹和極地冰川融化,海平面上升,淹沒大量沿海城市,破壞生態(tài)平衡、加快生物物種瀕臨滅絕。3.熱污染的防治3.1.一般熱污染的防治1)尋找新能源。在源頭上,應(yīng)盡可能多地開發(fā)和利用太陽能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉础?2)加強綠化,增加森林覆蓋面積。3)提高熱能轉(zhuǎn)化和利用率及對廢熱的綜合利用。4)提高冷卻排放技術(shù)水平.減少廢熱排放。 5)有關(guān)職能部門應(yīng)加強監(jiān)督管理,制定法律、法規(guī)和標準,嚴格限制熱排放。 6)加強隔熱保溫,防止熱損失。在工業(yè)生產(chǎn)中,有些窯體要加

11、強保溫、隔熱措施,以降低熱損失,如水泥窯筒體用硅酸鋁氈、 珍珠巖等高效保溫材料,既減少熱散失,又降低水泥熟料熱耗。7)提高對熱污染認識把熱污染同其它污染等同對待,對其危害進行 深入研究和大力宣傳,加強各行業(yè)減排熱污染的自 覺性,提高公眾監(jiān)督熱污染排放的責(zé)任心。8)制定標準,實現(xiàn)有法可依。全面制定標準:環(huán)境質(zhì)量標準中環(huán)境空氣標準。應(yīng)增加溫度標準;各類污染排放標準對應(yīng)相關(guān)環(huán)境 質(zhì)量標準出臺相應(yīng)熱污染排放要求,為徹底解決熱 污染 打好基礎(chǔ),為環(huán)境管理提供依據(jù)。3.2.水體熱污染的防治 所有能源需求之間按需熱量品質(zhì)的統(tǒng)籌規(guī)劃。利用能源總線將各種溫排水集中輸配到生活熱水熱泵站、溫水養(yǎng)殖站、溫室蔬菜、需要

12、提高水質(zhì)凈化效率的污水處理站等。再利用場合。形成對溫排水的梯級利用和充分利用，這對規(guī)劃和管理提出了很高的要求。3.3.城市熱污染的防治1)鼓勵生態(tài)住宅建設(shè) ,發(fā)展生態(tài)建筑。所謂生態(tài)住宅就是最大限度地利用自然資源維持運行 的住宅 ,如夜間照明、夏季降溫、冬季供熱依靠太陽能,部分食品自己生產(chǎn)等。2)根據(jù)城市功能定位確定城市生態(tài)容量。 控制或限制城市的生態(tài)容量是減少城市釋熱、改善城市熱環(huán)境的基礎(chǔ)。 合理的城市容量是指一個 城市能夠最大限度地實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益, 保持生態(tài)平衡的人口數(shù)量與密度。 3)根據(jù)城市生態(tài)容量規(guī)劃城市綠色建設(shè)，城市要改善熱環(huán)境需建立良好的綠化系統(tǒng)。在城市規(guī)劃時就要確定合理的綠化率，注意維護和發(fā)展城市景觀的異質(zhì)性，充分發(fā)揮森林植被和水體作用，盡量增加城市綠化面積，減少城市的“熱島效應(yīng)”。3.4.城市雨水徑流熱污染的防治1)城市場地開發(fā)時應(yīng)注意下墊面材料的選擇, 減少城市非滲透表面所占比例,增加城市綠化面積, 保護區(qū)域生態(tài)環(huán)境。 2)當受納水體為溫度敏感水域時，保護自然濱水植物或人工種植植物以起遮蔭作用，設(shè)計 LID 措施應(yīng)充分考慮它們對徑流溫度的影響,盡量選擇具有較強滲透功能的措施。3)對于濕塘、雨水濕地及多功能調(diào)蓄水體等具有水面寬闊特點的雨水管理措施,可通過合理設(shè)計系統(tǒng)深度和有效面積,優(yōu)化植物種植和出水口構(gòu)造, 出口采用地下管道及底部鋪設(shè)卵石等改進設(shè)計,以