熱污染的原因、影響和解決方案

當(dāng)有人想到 污染時(shí)，通常不會(huì)想到熱污染。人們首先會(huì)想到碳排放、個(gè)人污染和 浪費(fèi)以及其他各種變化因素。

然而，熱污染是我們現(xiàn)代社會(huì)中一個(gè)真實(shí)而持久的問(wèn)題。通俗地說(shuō)，熱污染是指一個(gè)行業(yè)或其他人造組織從天然來(lái)源吸收水，然后將其冷卻或加熱。然后他們將這些水噴射回自然資源中，這會(huì)改變氧氣水平，并對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)和社區(qū)產(chǎn)生災(zāi)難性影響。

熱污染被定義為自然水體溫度的突然升高或降低，這些水體可能是海洋、湖泊、河流或池塘，受人類影響。這通常發(fā)生在工廠或設(shè)施從自然資源中取水并以改變的溫度將其放回時(shí)。通常，這些設(shè)施將其用作機(jī)器的冷卻方法或幫助更好地生產(chǎn)產(chǎn)品。

生產(chǎn)不同產(chǎn)品的工廠或廢水設(shè)施往往是這種大規(guī)模熱污染外流的罪魁禍?zhǔn)住榱苏_控制和維持熱污染，人類和政府一直在采取許多措施來(lái)有效管理植物如何使用水。然而，這種影響至今仍在持續(xù)。

熱污染的成因

1. 在電力、制造和工業(yè)廠房中作為冷卻劑的水

生產(chǎn)和制造工廠是大的熱污染源。這些植物從附近的水源取水以保持機(jī)器冷卻，然后以更高的溫度釋放回水源。當(dāng)加熱的水返回河流或海洋時(shí)，水溫急劇上升。

當(dāng)水中的氧氣含量發(fā)生變化時(shí)，這也會(huì)降低生活在水下的野生動(dòng)物的生命質(zhì)量和壽命。這個(gè)過(guò)程還可以清除河邊植被，這始終取決于氧氣和溫度的恒定水平。

通過(guò)改變這些自然環(huán)境，工業(yè)從本質(zhì)上幫助降低了這些以海洋為基礎(chǔ)的生命形式的生活質(zhì)量，如果不加以控制和謹(jǐn)慎對(duì)待它們的做法，終可能會(huì)破壞棲息地。

2. 土壤侵蝕

土壤侵蝕是造成熱污染的另一個(gè)主要因素。持續(xù)的土壤侵蝕導(dǎo)致水體上升，使它們更容易暴露在陽(yáng)光下。高溫可能對(duì)水生生物群落造成致命影響，因?yàn)樗赡軙?huì)導(dǎo)致厭氧條件。

3. 森林砍伐

樹木和植物可以防止陽(yáng)光直接照射到湖泊、池塘或河流上。當(dāng)發(fā)生 森林砍伐時(shí) ，這些水體直接暴露在陽(yáng)光下，從而吸收更多的熱量并提高其溫度。森林砍伐也是溫室氣體濃度升高的 主要原因，即大氣中的全球變暖。

4. 鋪裝表面的徑流

從道路和停車場(chǎng)等鋪砌表面排放到地表水中的城市徑流可以使水變暖。在夏季，路面會(huì)變得很熱，這會(huì)產(chǎn)生進(jìn)入下水道系統(tǒng)和水體的溫暖徑流。

5. 自然原因

火山、地?zé)釃娍诤秃Ｑ笙碌臏厝茸匀辉驎?huì)引發(fā)溫暖的熔巖，從而提高水體的溫度。閃電還可以將大量熱量引入海洋。這意味著水源的整體溫度將上升，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生重大影響 。

6. 蓄水池

蓄水池可能是另一個(gè)熱沖擊源，因?yàn)橄鄬?duì)較小和較淺的水體可以從太陽(yáng)吸收相當(dāng)多的熱能。

當(dāng)這些水被直接泵入河流、湖泊或海灣時(shí)，會(huì)導(dǎo)致溫度顯著升高。這類似于將一壺?zé)崴谷胙b滿水的浴缸中，使水躍升幾華氏度。

7、生活污水

生活污水往往未經(jīng)處理直接排入河流、湖泊、運(yùn)河或溪流。市政給水污水的溫度通常高于受納水。

隨著受納水體溫度升高，溶解氧（DO）減少，對(duì)氧的需求量增加，造成厭氧條件。

熱污染的影響

在公認(rèn)的科學(xué)家和學(xué)者中，在談到熱污染的影響時(shí)，通常有兩種思想流派。一些人傾向于這種污染對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響，以及它如何對(duì)積極的環(huán)境實(shí)踐有害 。

然而，有些人傾向于認(rèn)為，如果沒(méi)有這些行業(yè)的運(yùn)作方式，人類生活中一些基本的部分將完全過(guò)時(shí)。

廢水將無(wú)法得到妥善維護(hù)；我們將沒(méi)有可以生產(chǎn)我們需要的商品的行業(yè)，等等。然而，熱污染對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響大大超過(guò)了工業(yè)參與該行為所帶來(lái)的好處。

1. DO（溶解氧）水平降低

溫暖的溫度會(huì)降低水中 DO（溶解氧）的含量。溫水比冷水含有相對(duì)較少的氧氣。溶解氧的減少會(huì)導(dǎo)致植物和動(dòng)物窒息，例如魚類、兩棲動(dòng)物和橈足類動(dòng)物，這可能會(huì)導(dǎo)致厭氧條件。

溫暖的水讓藻類在水面上繁茂，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，生長(zhǎng)的藻類會(huì)降低水中的氧氣含量。

2. 毒素增加

隨著工業(yè)高溫排放物的不斷流動(dòng)， 回流到自然水體中的毒素大量 增加。這些毒素可能含有化學(xué)物質(zhì)或輻射，可能會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)造成嚴(yán)重影響，并使它們?nèi)菀赘腥靖鞣N疾病。

3. 生物多樣性的喪失

水中生物活動(dòng)的減弱可能會(huì)導(dǎo)致生物多樣性的顯著 喪失。環(huán)境的變化可能會(huì)導(dǎo)致某些生物物種將它們的基地轉(zhuǎn)移到其他地方，而由于海水變暖，可能會(huì)有大量物種遷入。 

能夠輕松適應(yīng)的生物體可能比不適應(yīng)較高溫度的生物體更具優(yōu)勢(shì)。

4. 生態(tài)影響

突然的熱沖擊可能導(dǎo)致魚類、昆蟲、植物或兩棲動(dòng)物的大規(guī)模死亡。較熱的水可能對(duì)某些物種有利，而對(duì)其他物種可能是致命的 。較低的水溫會(huì)增加活動(dòng)水平，而較高的水溫會(huì)降低活動(dòng)水平。

許多水生物種對(duì)微小的溫度變化（例如攝氏 1 度）很敏感，這會(huì)導(dǎo)致生物體代謝發(fā)生顯著變化和其他不利的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)。

5. 影響生殖系統(tǒng)

海洋野生動(dòng)物的繁殖顯著停止（盡管這可能是真的，魚類之間仍然可以繁殖 - 但新生兒缺陷的可能性明顯更高）可能由于溫度升高而發(fā)生，因?yàn)榉敝晨梢栽谝欢ǖ臏囟确秶鷥?nèi)發(fā)生. 溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致未成熟卵的釋放或會(huì)阻止某些卵的正常發(fā)育。

6. 提高代謝率

熱污染會(huì)增加生物體的代謝率，因?yàn)槊富钚栽黾樱瑢?dǎo)致生物體消耗比正常情況下的環(huán)境不改變所需的更多的食物。它破壞了食物鏈的穩(wěn)定性并改變了物種組成的平衡。

7. 遷移

溫水還可以導(dǎo)致特定種類的生物遷移到適合其生存需求的環(huán)境。這可能導(dǎo)致那些依賴它們提供日常食物的物種因食物鏈中斷而遭受損失。

熱污染解決方案

由于熱污染對(duì)未來(lái)水生生態(tài)系統(tǒng)的不利影響，因此需要解決熱污染問(wèn)題。已經(jīng)提出并開(kāi)發(fā)了多種方法來(lái)將發(fā)電廠的熱流出物轉(zhuǎn)化為有用的熱資源，以大限度地提高效益。熱排入水體的解決方法如下：

1. 冷卻池

冷卻池或蓄水池是控制熱排放的簡(jiǎn)單方法。在冷卻池中，水面上加熱的流出物大限度地向大氣散發(fā)熱量，并大限度地減少水的面積和體積。

這是將水冷卻到相當(dāng)?shù)偷臏囟鹊暮?jiǎn)單和便宜的方法。然而，就空氣-水接觸而言，單獨(dú)的方法不太理想且效率低下。

2. 冷卻塔

將水源中的水用于冷卻目的后，經(jīng)過(guò)冷凝器后返回水體，此過(guò)程稱為冷卻過(guò)程。

因此，冷卻塔旨在控制水溫，使冷卻過(guò)程更有效。冷卻塔主要用于散發(fā)回收的余熱，以消除熱污染問(wèn)題。

3.人工湖

人工湖是人造水體，提供了一種可能的替代方案。加熱后的出水可在一端排放到湖中，而水可從另一端抽出用于冷卻目的。熱量終通過(guò)蒸發(fā)散失。然而，這些湖泊必須不斷恢復(fù)活力。

4. 水循環(huán)

工業(yè)處理后的水可回收用于生活或工業(yè)取暖，從而減輕熱污染問(wèn)題。

5. 其他應(yīng)用

發(fā)電廠的熱排放（廢熱）可用于其他用途，例如：

• 工業(yè)和空間供暖。

• 生物應(yīng)用，如土壤變暖。

• 魚類養(yǎng)殖、牲畜收容所和暖氣溫室。

大多數(shù)這些潛在的物理應(yīng)用適用于較冷的地區(qū)或地點(diǎn)。

重要的是，要考慮的重要的事情是熱污染的影響大大超過(guò)了人類完成它的需要。工廠和工業(yè)已經(jīng)能夠找到解決熱污染的成功方法，但他們中的許多人沒(méi)有實(shí)踐它，因?yàn)閺膫鹘y(tǒng)模型中工作更容易。如果我們想促進(jìn)圍繞海洋生物的繁榮環(huán)境，那么對(duì)熱污染的態(tài)度需要急劇轉(zhuǎn)變。

通過(guò)了解原因和影響，您可以對(duì)這些工廠選擇的運(yùn)營(yíng)方式產(chǎn)生重大影響，并且您可以選擇進(jìn)行更改。