Термическое загрязнение окружающей среды

Реферат

по курсу “Экология”

на тему

“Термальное загрязнение окружающей среды”

Выполнил студент группы ИВТ 11-12:

Ярутков А. В.

Руководитель:

доцент Казаков А. В.

Чебоксары 2015

Оглавление

Введение3

Термическое загрязнение окружающей среды4

Использование воды из естественных водоёмов в качестве охладителя5

Последствия теплового загрязнения естественных водоёмов6

Технологические пути решение проблема охлаждения на электростанциях7

Заключение9

Список литературы10

Введение

Вода - важнейший минерал на Земле, который нельзя заменить никаким другим веществом. Она составляет большую часть любых организмов, как растительных, так и животных, в частности, у человека на её долю приходится 60-80% массы тела. Вода является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщелачивает горные породы и минералы и транспортирует их из одних мест в другие и т.д. Для человека вода имеет важное производственное значение: она и транспортный путь, и источник энергии, и сырье для получения продукции, и охладитель двигателей, и очиститель и т.д.
Проблема сохранения качества воды является на данный момент самой актуальной. Науке известно более 2,5 тыс. загрязнителей природных вод. Это пагубно влияет на здоровье населения и ведет к гибели рыб, водоплавающих птиц и других животных, а также к гибели растительного мира водоёмов. При этом не только ядовитые химические и нефтяные загрязнения, избыток органических и минеральных веществ, поступающих со смывом удобрений с полей, опасны для водных экосистем. Очень важным аспектом загрязнения водного бассейна Земли является тепловое загрязнение, которое представляет собой сброс подогретой воды с промышленных предприятий и тепловых электростанций в реки и озера.

Термическое загрязнение окружающей среды

Тепловое загрязнение является формой физического (в основном антропогенного) загрязнения, возникающего в результате повышения температуры среды в связи с выбросами промышленными и военными объектами нагретого воздуха, отходящих газов и вод, а также возникновения крупных пожаров. Тепловое загрязнение может возникать и как вторичный результат изменения химического состава атмосферы (парниковый эффект).

Для большинства войсковых объектов тепловое загрязнение окружающей среды не является характерным по причине незначительности тепловых выбросов. Но оно становится опасным фактором при применении ядерного оружия, зажигательных средств и возникновении пожаров.

Сельскохозяйственные угодья, леса и другие природные экосистемы чрезвычайно уязвимы к действию излучения, испускаемому огненным шаром ядерного взрыва в видимой и инфракрасной области спектра. Тепловое излучение воспламеняет сухие горючие материалы и подсушивает влажные (в частности растительность), увеличивая их горючесть. Вторичные очаги пожаров возникают за счет разноса горящих материалов ударной волной. Поваленные ударной волной, разрушенные строения, сбитые ветви и листва становятся дополнительным источником топлива для низовых пожаров. Ударная волна от воздушного взрыва мощностью 1 Мт оголяет лиственный лес на площади около 500 км², сбивает ветки с сухостойных и хвойных деревьев на площади ~ 350 км².

Лесные пожары, инициированные ядерным взрывом, быстрее развиваются, поглощают больше топлива и горят более интенсивно, чем природные. Распространение огня за пределы зоны первичных возгораний может привести к значительному увеличению площади, охваченной пожарами.

Все типы зажигательных средств позволяют создавать на площади цели очаги пожаров, которые представляют особую опасность в силу их способности к самораспространению на местности. Зажигательные средства, снаряженные напалмом, могут охватить очагами возгорания площадь около 6 км² на 1 кг напалма. Практическое применение их в тропических листопадных лесах показывает, что для полного уничтожения растительности в пределах площади, одновременно охваченной очагами возгорания, достаточно трех авиабомб, снаряженных напалмом. Поражающий эффект значительно увеличивается при применении зажигательных средств после предварительной обработки лесного массива гербицидами и дефолиантами.

Возникновение пожаров на таких войсковых объектах как склады и базы хранения горючего также связано с массированным выделением тепловой энергии в окружающую среду, приводящим к опасным тепловым воздействиям на экосистемы. Воздействие пожаров на экосистемы определяется общим биоцидным действием теплового потока и, в меньшей степени, физическими изменениями, происходящими в почве при ее нагреве.

Другими источниками теплового загрязнения являются сбросовые воды на тепловых и атомных электростанциях, полях аэрации, выбросы нагретых газов теплоэнергетическими установками, боевой и транспортной техникой, утечки из тепловых коммуникаций. Тепловое загрязнение изменяет микроклимат районов воздействия, тепловой режим водных объектов, что приводит к сдвигу природного равновесия в данном биогеоценозе. В результате этого снижается продуктивность экосистемы в целом и в ней исчезает определенное количество видов.

Формирование теплового поля объектов с внутренним источником теплоты существенно зависит от преобладающего вида теплопередачи от источника к излучающей земной поверхности. По этому признаку объекты условно разделяют на три группы.

В объектах первой группы передача теплоты от источника к земной поверхности происходит кондуктивным путем (теплопроводностью). К этой группе объектов относятся: скрытые очаги самовозгорания в природных и антропогенных скоплениях горючего материала; постоянные утечки из подземных водонесущих коммуникаций.

На полигонах по захоронению твердых промышленных, строительных и бытовых отходов, представляющих собой площадки в несколько десятков гектаров, покрытых толстым слоем (более 10 м) утрамбованных отходов, возможно возникновение очагов возгорания как от искр работающих механизмов, так и окисления некоторых видов отходов. Отмечались случаи возгорания от самопроизвольной фокусировки солнечного излучения отходами оптического производства.

От разных причин возникают возгорания на торфяниках в их естественном залегании, а также на торфоразрабатывающих предприятиях. Медленное горение, не достигающее температуры воспламенения (3000 ), на торфяниках может продолжаться несколько недель, создавая экологически опасное загрязнение экосистемы.

Характер формирования тепловых аномалий от утечек из подземных водонесущих коммуникаций может быть прямым и косвенным (при утечках из теплопроводов и при утечках водопроводов и канализации).

Во второй группе объектов передача теплоты источника и излучающей земной поверхности происходит путем конвективного теплообмена. Сюда относятся тепловые сбросы в поверхностные воды и отдельные виды выбросов загрязнений в атмосферу.

Тепловыми выбросами в атмосферу являются выбросы из дымовых труб ТЭЦ, котельных, промышленных предприятий, жилых зданий. Поэтому крупные города и промышленные центры можно считать “тепловыми островами” на фоне естественных экосистем.

К объектам третьей группы относятся аварийные утечки из подземных водонесущих коммуникаций. Регистрируемая аномалия формируется за счет кондуктивного теплового потока в грунте и конвективной теплопередачи движущейся теплофикационной воды. В случае выхода теплофикационной воды на земную поверхность решающая роль в формировании контраста принадлежит разности температур горячей воды и фона.

Если тепловое загрязнение окружающей среды носит локальный характер и большой угрозы для природных экосистем не представляет, то накопление загрязнителей в атмосфере носит гибельный характер, приводит к изменению теплового режима в окружающей среде. Глобальное изменение температуры на 2 – 30 в любом направлении приведет к непредсказуемым результатам. В частности растительный мир не будет выполнять свои естественные функции.

В последнее время происходит резкое изменение климата в ряде районов, что сопровождается, с одной стороны, ненормальной плотностью осадков и связанными с ними наводнениями, с другой стороны, - с многолетними засухами, не менее вредными для экосистемы Земли. В Северной Африке засуха сопровождается продвижением пустыни Сахары в южном направлении со скоростью 30 миль в год.

Наличие углекислого газа в атмосфере создает тепличный (парниковый) эффект. Излучение Земли (l = 2 - 40 мкм) не может свободно проходить через земную атмосферу. Пары воды и углекислый газ поглощают инфракрасное излучение Земли, вызывая парниковый эффект. Учеными предсказано, что при продолжении изменения химического состава атмосферы (прежде всего росте концентрации углекислоты) уже в первой половине XXI в. можно ожидать небывалого потепления климата. Обратный процесс - твердые частицы в атмосфере Земли мешают проникновению солнечной радиации, что ведет к охлаждению планеты.

Вся человеческая жизнь настроена на вполне определенные климатические условия. Цивилизация в современном смысле слова, может существовать лишь в очень узком диапазоне температур. Похолодание на 3 - 4 градуса приведет к тому, что снова наступит ледниковый период и большая часть планеты превратится в ледяную пустыню. Пригодные для жизни области будут занимать лишь узкую экваториальную зону.

Увеличение средней температуры на 4 - 5 градусов приведет к необратимому таянию ледников, повышению уровня океана на десятки метров и затоплению наиболее плодородных областей планеты. Конечно, этот процесс будет длительным, и таяние ледников Антарктиды займет многие сотни лет. При этом большая часть оставшейся поверхности планеты превратится в засушливую полупустыню.