热污染危害和解决方法

热污染危害和解决方法1402032026孙小飞环境工程（2）班摘要：对热污染状况进行了介绍。概括了热污染的危害，包括危害人体健康、影响全球气候变化、污染大气、污染水体、加快水分蒸发、增加能量消耗等。分析了热污染的原因，自然气候的异常变化和人为因素是热污染产生的两大原因。最后提出了几点防治热污染的措施。关键词：环境工程学；热污染；温室气体；全球变暖；防治热污染，是指自然界和人类生产、生活产生的废热对环境造成的污染。热污染通过使受体水和空气温度升高的增温作用污染大气和水体。火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系统排出的热水，以及石油、化工、造纸等工厂排出的生产性废水中均含有大量废热。在工业发达的美国，每天所排放的冷却用水达4.5亿m3，接近全国用水量的1/3;废热水含热量约10450亿kJ，足够2.5亿m3的水温升高10°C。水体和大气环境的热污染，改变了自然界原有的热平衡，带来一系列问题，已经引起了人们广泛的关注。一．热污染的危害1.危害人体健康热污染对人体健康构成严重危害，降低了人体的正常免疫功能。高温不仅会使体弱者中暑，还会使人心律加快，引起情绪烦躁，精神萎靡，食欲不振，思维反应迟钝，工作效率低。高温气候助长了多种病原体、病毒的繁殖和扩散，易引起疾病，特别是肠道疾病和皮肤病。2．影响全球气候变化随着人口和耗能量的增长，城市排入大气的热量日益增多。人类使用的全部能量最终将转化为热，传入大气，逸向太空。这样，使地面对太阳热能的反射率增高，吸收太阳辐射热减少，沿地面空气的热减少，上升气流减弱，阻碍云雨形成，造成局部地区干旱，影响农作物生长。近1个世纪以来，地球大气中C〇2不断增加，气候变暖，冰川积雪融化，使海水水位上升，一些原本十分炎热的城市，变得更热。专家预测，如按现在的能源消耗速度计算，每103全球温度会升高0.1〜0.26C;1个世纪后即为1.0〜2.6C，而两极温度将上升3〜7C，对全球气候会有重大影响。3．污染大气人类使用的全部能源最终将转化为一定的热量进入大气环境，这些热量会对大气产生严重影响。4．污染水体火力发电厂、核电站和钢铁厂冷却系统排出的热水，以及石油、化工，造纸等工厂排出的生产性废水中均含有大量废热。（1)影响水质温度变化会引起水质发生物理的、化学的和生物化学的变化，见表1[3]。从表中可见，温度升高，水的粘度降低、密度减小，水中沉积物的空间位置和数量会发生变化，导致污泥沉积量增多。水温增加，还会引起溶解氧减少，氧扩散系数增大。水质的改变会引发一系列问题。（2)影响水中（水生）生物溶解氧的减少，会使存在的有机负荷因消化降解过程加快而加速耗氧，出现亏氧。鱼类会因缺氧而死亡。温度升高还会使水中化学物质的溶解度增大，生化反应加速，影响水生生物的适应能力。文献[4]的研究表明，水体增温使水生生物群落结构发生变化，影响生物多样性指数，不同季节的温排对动物影响有所区别，还使动物栖息场所减少。持续高温导致南极浮动冰山顶部大量积雪融化，使群居在南极冰雪地带海面浮动冰山顶部的阿德利亚企鹅数目大减，大量企鹅失去了赖以产卵和孵化幼仔的地方。（3)使水体富营养化水体的富营养化是以水体有机物和营养盐（氮和磷）含量的增加为标志，它引起水生生物大量繁殖，藻类和浮游生物爆发性生长。这不仅破坏了水域的景色，而且影响了水质，并对航运带来不利影响。如海洋中的赤潮使水中溶解氧急剧减少，破坏水资源，使海水发臭，造成水质恶化，致使水体丧失饮用、养殖的价值。水温升高，生化作用加强，有机残体的分解速度加快，营养元素大量进入水体，更易形成富营养化。（4)使传染病蔓延，有毒物质毒性增大水温的升高为水中含有的病毒、细菌形成了一个人工温床，使其得以滋生泛滥，造成疫病流行。水中含有的污染物，如毒性比较大的汞、铬、砷、酚和氰化物等，其化学活动性和毒性都因水温的升高而加剧。1.5加快水分蒸发水温的升高使水分子热运动加剧，也使水面上的大气受热膨胀而上升，加强了水汽在垂直面上的对流运动，从而导致液体蒸发加快。陆地上的液态水转化为大气水，使陆地上失水增多，这在贫水地区尤其不利。1.6增加能量消耗冷却水水温升高，给许多利用循环水生产的工厂在经济和安全方面带来危害。水温直接影响电厂的热机效率和发电的煤耗、油耗。水温超过一定限度，将严重影响发电机的负荷，成为发电机组安全的巨大障碍。二．热污染的原因热污染是异常热量的释放或被迫吸收产生的环境“不适”造成的。近百年来全球气候变化主要影响因子按重要程度排队为：CO2浓度增大，城市化，海温变化，森林破坏，气溶胶，沙漠化，太阳活动，〇3,火山爆发，人为加热[1]。文献[5]认为，使用化石燃料及核电站排出的废热是全球范围内热污染的主要来源。概括起来，热污染的原因包括异常气候变化带来的多余热量和各种有害的“人为热”。1.异常气候变化（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。如在1987年7月，希腊遭受持续8天的热浪袭击，使雅典郊区温度猛增至45C，导致900余人丧生，这是由于太阳活动变异导致的。（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C〇2,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，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，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，旱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。2.直接或间接的“人为热”释放(1)C〇2等温室气体的排放。工业的迅速发展，各种燃料(煤、石油、天然气等）消费剧增，产生的大量CO2等温室气体被释放到大气之中，温室效应显著，加速了地球大气平均温度的增高，造成全球热量平衡紊乱。据探测，南极冰芯气泡中CO2含量的取样及雪中18〇同位素与当地温度关系成正相关，与近年来工业生产C〇2释放相吻合。1970年以来，C〇2每年增量在0.4%〜1%，1986年比工业革命以前增加了20%〜25%。由于人类大量砍伐森林、草原上过度放牧，使能吸入C〇2放出〇2的森林牧草大量减少，也使C〇2的含量进一步增加。(2)工业生产（如电力、冶金、石油、化工、造纸、机械等部门）过程中的动力、化学反应、高温熔化等，居民生活（如汽车、空调、电视、电风扇、微波炉、照明、液化气、蜂窝煤等）向环境排放了大量的废热水、废热气和废热渣以及散失了大量热量。(3)工业生产过程中，与热过程有关的工业热灾害，如火灾、爆炸和毒物泄漏[6]，也是热污染的来源。这些灾害可以引起大范围的人员伤亡和大面积的区域污染，而且持续时间长。三．热污染的防治人类的生活永远离不开热能，但人类面临的问题是，如何在利用热能的同时减少热污染。这是一个系统问题，但解决问题的切入点应在源头和途径上。随着现代工业的发展和人口的不断增长，环境热污染将日趋严重。然而，人们尚未有用一个量值来规定其污染程度，这表明人们并未对热污染有足够重视。防治热污染可以从以下方面着手。(1)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。绿色植物具有光合作用，可以吸收C〇2,释放〇2,还可以产生负离子。植物的蒸腾作用可以释放大量水汽，增加空气湿度，降低气温。林木还可以遮光、吸热、反射长波辐射，降低地表温度。绿色植物对防治热污染有巨大的可持续生态功能。具体措施有：提高城市行道树建设水平，加强机关、学校、小区等的绿化布局，发展城市周边及郊区绿化等。(3)提高热能转化和利用率及对废热的综合利用。像热电厂、核电站的热能向电能的转化，工厂以及人们平时生活中热能的利用上，都应提高热能的转化和使用效率，把排放到大气中的热能和C〇2降低到最小量。在电能的消耗上，应使用良好设计的节能、散发额外热能少的电器等。这样做，既节省能源，又有利于环境。另外，产生的废热可以作为热源加以利用。如用于水产养殖、农业灌溉、冬季供暖、预防水运航道和港口结冰等。(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。四．结语随着人口的增长和工业的发展，必然会有更多形式的多余热量释放到环境中，环境热污染将会日趋严重，它对人类及其生存环境的危害也越来越大。因此，人类在自身发展的同时，必须注意控制热污染，改善人类的生存环境。参考文献[1]MackenzieL.Davis,SusanI.Masten.环境科学与工程原理[M].北京：清华大学出版社，2007:631[2]许兆义，李进.环境科学与工程概论[M].北京：中国铁道出版社，2010:660~662[3]朱蓓丽.环境工程概论[M].北京：科学出版社，2011:182~183[4]曲向荣，李辉，吴昊.环境工程概论[M].北京：机械工业出版社，2011:131~134[5]孔昌俊，杨风林.环境科学与工程概论[M].北京：科学出版社，2004:240~241[6]王光辉，丁忠浩.环境工程导论[M].北京：机械工业出版社，2006:218[6]郑正.环境工程学[M].北京：科学出版社，2004:601[7]蒋展鹏.环境工程学[M].高等教育出版社，1992:508~512