热污染的原理影响及对策浅析

1、热污染的原理、影响及对策浅析（影响部分：141170048施尚永 141170038孟令玮；原理部分：141170085周圻141170087朱奕婷；对策部分；141170082章彤）1.原理由于人类活动而向环境排出的废热超过环境容量,导致局部生态系统遭受破坏的现象被称为热污染。广义的热污染包括温室效应、热岛效应和水体热污染,狭义的热污染仅指水体热污染,是指向水体排放废热造成的水体环境破坏。异常的气候变化和人为因素是广义热污染的两大主因,而水体热污染则基本都是人为因素造成的。1. 1 水体热污染 水的各种性质受温度影响,随温度升高 ,氧气在水中溶解度会降低;水体中物理化学和生物反 应速度会加快

2、,因此导致有毒物质毒性加强,需氧有机物氧化分解速度 加快,耗氧量增加,水体缺氧加剧,引起部分生物缺 氧窒息,抵抗力降低,易产生病变乃至死亡。1.1.1 对水生生物日常生活： 由于不同生物 的温度敏感性不一致,热污染改变了生物群落的种 类组成,。水生动物绝 大部分是变温动物,体温不能自动调节,随水温的升高体温 也会随之升高。当其体温超过一定温度时即会引起酶系统 失活,导致代谢机能失调直至死亡。许多水生昆虫的幼虫 对热污染的忍耐力很差,一般水生动物的耐温上限为33 35C。1. 1. 2 对水生生物繁殖行为： 由于水体 温度的异常升高,会直接影响水生生物繁殖行为。 鱼类在繁殖时期对水温的要求非常

3、严格,因为水温上升会阻止营养物质在生殖腺中的积累,从 而限制卵的成熟。在热污染的水体中,春季产卵的鱼类产 卵期会提前,而秋季产卵的种类产卵期将会推迟。所以在 繁殖时期,水体的热污染将可能对鱼类造成严重的影响1.1. 3 对地表水量： 水体温度的升高直接导致水分子运动加速,并 且水面上方的空气受热膨胀上升,加快水体表面的 水分子向空气中扩散速度,陆地水大量变成大气 水,使陆地严重失水。 1. 2 大气热污染按 照 大 气 热 力 学 原 理 ,现 代 社 会 生 产 、生 活 中 的一切能量都可转化为热能扩散到大气中,大气温 度 升 高 到 一 定 程 度 ,引 起 大 气 环 境 发 生 变

4、化 ,形 成 大气热污染。l. 2. l 自然因素大气的热量增加, 地面反射太阳热能的反射率增高,吸收太阳辐射热 减少,这就使得地面上升的气流相对减弱,阻碍云、 雨 的 形 成 ,进 而 影 响 正 常 的 气 候 。(1)近年来,太阳活动频繁,到达地球的太阳辐射量发生，改变,大气环流运行状况随之亦发生变化。太阳黑子活动强烈时,经向环流活跃,南北气流交换频繁,导致冬冷夏热。 2)森林随全球平均温度的上升而出现自燃现象并引发森 林大火,同时向大气释放大量热量和C0z,最终又直接或间接 地导致全球大气总热量增加,破坏了生态平衡,并给人类带来无法估量的损失。全世界每年有几百万hm2的原始森林被破 坏

5、.极大地削弱了森林对气候的调节作用。 3)由于大气环流原因t改变了大气正常的热量输送.赤道东太平洋海水异常增温.厄尔尼诺现象增强,导致地球大面积 天气异常,早涝等灾害性天气增多。 4)火山爆发频繁.释放的大量地热和温室气体直接或间 接地对地球气温变化产生影响,而地震、风暴潮等灾害也严重 影响了人类的生产和生活。 l. 2. 2 城市因素城市下垫面的改变，造成辐射吸收增加、蓄水能力减少，局地环流改变造成风速减小，加重城市热效应。城市中的人为释热分为生活热源和生产热源。包括各种生活用能, 如烧火做饭 冬季取暖 夏季 制冷及家庭轿车等。生产热源则包括了一切形式 的生产活动, 因为一切的生产活动都需要

6、由能量 作为动力, 这些能量最终或者被固化到产品中由 消费者释放出来, 或者在生产的过程中以各种各样的形式排放出去 如热电厂排放的废热水 废水 蒸气等 。2.影响与危害热污染分为两类：水体热污染以及大气热污染2.1水体热污染危害：对水体的影响：水体升温，水溶氧量降低，水体缺氧加重，厌氧菌大量繁殖，有机物腐败严重，导致水体变质。如：随着越来越多火电厂聚集在江河沿岸，大量冷却后产生的温水进入长江，这种热污染给长江的生态环境造成了巨大威胁。冷却水的随意排放也成为热污染中极为重要的原因。据统计，在我国长江沿岸，仅江苏省长江江段总长度300多公里，但流域内大大小小的火电厂就有150多家，电厂用来冷却的水

7、就把大量的热量源源不断地注入长江，越来越密集的火电厂甚至使得局部地区出现了温水带。2006年全国装机总容量超过6亿千瓦，其中火电机组占了四分之三，产生的余热超过四亿吨标准煤，而这些热量中大部分都通过冷却水排放进入环境。2007年，长江的水温是22度到24度之间，出水口水温是32度到33度，温度大概升高了10度左右。对水生生物的影响：1）生物多样性下降,喜冷的生物(如硅藻)减少 ,耐热的植物（如蓝藻、绿藻)增加,造成水质恶化,影响水体饮用和渔业用等功能。2）水温升高 ,会导致鱼在冬季产卵及异常回游;水生昆虫提前羽化,由于陆地气温过低羽化后不能产卵、交配。水生生物对温 度变化敏感性较一般陆地生物高

8、,温度的骤变会导 致水生生物的病变及死亡,例如虾在水温为 4C 时 心率为 30 次 / min,22C 时心率为 125 次 / min,温度 再高则难以生存。3）生物种群发生变化,寄生生物及捕食者相 互关系混乱,影响生物的生存及繁衍。水体富营养化。如：a.在美国一座电站排放的热水使附近水域水温增加了8度，造成1.5公里海域内生物消失。b. 里约奥运帆船赛场惊现死鱼群：据法新社11月8日报道，2016年奥运会帆船项目赛场、污秽不堪的里约海湾开始有数以千计的死鱼不明原因地被冲上岸。专家分析：“大海鲢对缺氧非常敏感。浅水区水温上升，比如几天前出现的27到30摄氏度，会令海水中的溶解氧含量降低。”

9、 对人类的影响：水温上升会给一些治病微生物提供生长的温床，为蚊子，苍蝇，蟑螂，跳蚤以及病原体提供最佳的滋生环境和传播条件，形成一种新的护肝连锁反应，造成疟疾，登革热，血吸虫病，流脑等病的流行。如：1965年澳大利亚脑膜炎流行事件。起因：发电厂向河流排放未经处理的冷却用水。导致：河水温度升高，变形原虫在温水中迅速繁殖。 结果：人们饮用河流中的水，变形虫侵入人体，引发脑膜炎。2.2大气热污染危害：(1)造成局部地区炎热、干旱、少雨,甚至造成更严重的自然灾害。(2)对城市的影响一方面夜晚温度升高,减小了昼夜温差,人的生理代谢 发生紊乱;另一方面是暖冬现象,使冬季气温持续偏高,病毒和细菌滋生,疾病流行

10、。(3)热污染还会使臭氧层遭到破坏,使太阳光和其他放射线长驱直入,直接到达地面,导致人类皮肤癌等疾病发生。(4)全球的温度升高导致海水热膨胀和极地冰川融化,海平面上升,淹没大量沿海城市,破坏生态平衡、加快生物物种濒临灭绝。3.热污染的防治3.1.一般热污染的防治1)寻找新能源。在源头上,应尽可能多地开发和利用太阳能、风能、潮汐能、地热能等可再生能源。 2)加强绿化,增加森林覆盖面积。3)提高热能转化和利用率及对废热的综合利用。4)提高冷却排放技术水平.减少废热排放。 5)有关职能部门应加强监督管理,制定法律、法规和标准,严格限制热排放。 6)加强隔热保温,防止热损失。在工业生产中,有些窑体要加

11、强保温、隔热措施,以降低热损失,如水泥窑筒体用硅酸铝毡、 珍珠岩等高效保温材料,既减少热散失,又降低水泥熟料热耗。7)提高对热污染认识把热污染同其它污染等同对待,对其危害进行 深入研究和大力宣传,加强各行业减排热污染的自 觉性,提高公众监督热污染排放的责任心。8)制定标准,实现有法可依。全面制定标准:环境质量标准中环境空气标准。应增加温度标准;各类污染排放标准对应相关环境 质量标准出台相应热污染排放要求,为彻底解决热 污染 打好基础,为环境管理提供依据。3.2.水体热污染的防治 所有能源需求之间按需热量品质的统筹规划。利用能源总线将各种温排水集中输配到生活热水热泵站、温水养殖站、温室蔬菜、需要

12、提高水质净化效率的污水处理站等。再利用场合。形成对温排水的梯级利用和充分利用，这对规划和管理提出了很高的要求。3.3.城市热污染的防治1)鼓励生态住宅建设 ,发展生态建筑。所谓生态住宅就是最大限度地利用自然资源维持运行 的住宅 ,如夜间照明、夏季降温、冬季供热依靠太阳能,部分食品自己生产等。2)根据城市功能定位确定城市生态容量。 控制或限制城市的生态容量是减少城市释热、改善城市热环境的基础。 合理的城市容量是指一个 城市能够最大限度地实现经济效益和社会效益, 保持生态平衡的人口数量与密度。 3)根据城市生态容量规划城市绿色建设，城市要改善热环境需建立良好的绿化系统。在城市规划时就要确定合理的绿化率，注意维护和发展城市景观的异质性，充分发挥森林植被和水体作用，尽量增加城市绿化面积，减少城市的“热岛效应”。3.4.城市雨水径流热污染的防治1)城市场地开发时应注意下垫面材料的选择, 减少城市非渗透表面所占比例,增加城市绿化面积, 保护区域生态环境。 2)当受纳水体为温度敏感水域时，保护自然滨水植物或人工种植植物以起遮荫作用，设计 LID 措施应充分考虑它们对径流温度的影响,尽量选择具有较强渗透功能的措施。3)对于湿塘、雨水湿地及多功能调蓄水体等具有水面宽阔特点的雨水管理措施,可通过合理设计系统深度和有效面积,优化植物种植和出水口构造, 出口采用地下管道及底部铺设卵石等改进设计,以