熱污染的原因、影響和解決方案

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

然而，熱污染是我們現(xiàn)代社會中一個真實而持久的問題。通俗地說，熱污染是指一個行業(yè)或其他人造組織從天然來源吸收水，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，這會改變氧氣水平，并對當(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。通常，這些設(shè)施將其用作機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首。為了正確控制和維持熱污染，人類和政府一直在采取許多措施來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，水溫急劇上升。

當(dāng)水中的氧氣含量發(fā)生變化時，這也會降低生活在水下的野生動物的生命質(zhì)量和壽命。這個過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慎對待它們的做法，終可能會破壞棲息地。

2. 土壤侵蝕

土壤侵蝕是造成熱污染的另一個主要因素。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光下。高溫可能對水生生物群落造成致命影響，因為它可能會導(dǎo)致厭氧條件。

3. 森林砍伐

樹木和植物可以防止陽光直接照射到湖泊、池塘或河流上。當(dāng)發(fā)生 森林砍伐時 ，這些水體直接暴露在陽光下，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，路面會變得很熱，這會產(chǎn)生進入下水道系統(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l(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，對環(huán)境產(chǎn)生重大影響 。

6. 蓄水池

蓄水池可能是另一個熱沖擊源，因為相對較小和較淺的水體可以從太陽吸收相當(dāng)多的熱能。

當(dāng)這些水被直接泵入河流、湖泊或海灣時，會導(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，對氧的需求量增加，造成厭氧條件。

熱污染的影響

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

然而，有些人傾向于認為，如果沒有這些行業(yè)的運作方式，人類生活中一些基本的部分將完全過時。

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

1. DO（溶解氧）水平降低

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

溫暖的水讓藻類在水面上繁茂，從長遠來看，生長的藻類會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， 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，可能會對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)造成嚴重影響，并使它們?nèi)菀赘腥靖鞣N疾病。

3. 生物多樣性的喪失

水中生物活動的減弱可能會導(dǎo)致生物多樣性的顯著 喪失。環(huán)境的變化可能會導(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。

4. 生態(tài)影響

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

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

5. 影響生殖系統(tǒng)

海洋野生動物的繁殖顯著停止（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，因為繁殖可以在一定的溫度范圍內(nèi)發(fā)生. 溫度過高會導(dǎo)致未成熟卵的釋放或會阻止某些卵的正常發(fā)育。

6. 提高代謝率

熱污染會增加生物體的代謝率，因為酶活性增加，導(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

由于熱污染對未來水生生態(tài)系統(tǒng)的不利影響，因此需要解決熱污染問題。已經(jīng)提出并開發(fā)了多種方法來將發(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)偷臏囟鹊暮唵魏捅阋说姆椒āＨ欢涂諝?水接觸而言，單獨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)過冷凝器后返回水體，此過程稱為冷卻過程。

因此，冷卻塔旨在控制水溫，使冷卻過程更有效。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。

重要的是，要考慮的重要的事情是熱污染的影響大大超過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有實踐它，因為從傳統(tǒng)模型中工作更容易。如果我們想促進圍繞海洋生物的繁榮環(huán)境，那么對熱污染的態(tài)度需要急劇轉(zhuǎn)變。

通過了解原因和影響，您可以對這些工廠選擇的運營方式產(chǎn)生重大影響，并且您可以選擇進行更改。