Глобальная экологическая проблема в Украине. Тепловое загрязнение естественных водоёмов
Министерство аграрной политики Украины
Славянский государственный аграрный техникум
Реферат
на тему:
Глобальная экологическая проблема в Украине.
Тепловое загрязнение естественных водоёмов.
Подготовила
студентка
гр. 4Б1102
Малюгина
Анастасия
Славянск
2003 р.
План
1. Введение.
2. Использование воды из естественных водоёмов в качестве охладителя.
3. Последствия теплового загрязнения естественных водоёмов Украины.
4. Технологические пути решения
проблемы охлаждения на электростанциях Украины
5. Список использованной литературы
1. 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 на
Украине. 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.
в качестве охладителя.
Наиболее крупные проблемы термального
загрязнения на Украине связаны с тепловыми электростанциями. Выработка
электричества с помощью пара неэффективна, поскольку в этом случае используется
37-39% энергии, заключённой в угле, и 31% ядерной энергии. Несмотря на все
недостатки, тепловые электростанции продолжают существовать.
Большая часть
энергии топлива, которая не может быть превращена в электричество, теряется в
виде тепла. Наиболее простым способом избавления от этого тепла является
выброс его в атмосферу. Но более экономичный путь состоит в использовании в
качестве охладителя воды с её способностью аккумулировать огромное количество
тепла с незначительным повышением собственной температуры, чтобы затем она
сама постепенно отдавала тепло в воздух.
Серьёзной
экологической проблемой является то, что обычным способом использования воды
для поглощения тепла является прямая прокачка пресной озерной или речной воды
через охладитель и затем возвращение её в естественные водоёмы без предварительного
охлаждения. Для электростанции мощностью 1000 МВт требуется озеро площадью
810 га, глубиной около 8,7 м.
Электростанции
могут повышать температуру воды по сравнению с окружающей на 5-15 С. Если
температура воды в водоёме составляет 16 С, то температура отработанной на
станции воды будет от 22 до 28 С. В летний период она может достигать 30-36
С.
3. Последствия теплового загрязнения
естественных водоёмов Украины.
Повышение
температуры в водоёмах пагубно влияет на жизнь водных организмов. В течение
длительной эволюции холоднокровные обитатели водной среды приспособились к
определённому интервалу температур. Для каждого вида существует температурный
оптимум, который на определённых стадиях жизненного цикла может несколько
изменяться. В определённых пределах эти организмы способны приспосабливаться к
жизни при более высоких или более низких температурах. Если организм живет в
условиях самых высоких температур присущего ему интервала, он настолько к ним
приспосабливается, что гибель его может наступать при температурах несколько
более высоких, чем для организма, постоянно живущего в условиях более низких
температур. Большая часть водных организмов быстрее приспосабливается к жизни
в более тёплой воде, нежели в более холодной. Однако эта способность к
адаптации не имеет абсолютных максимальных или минимальных пределов и меняется
в зависимости от вида.
В естественных
условиях при медленных повышениях или понижениях температур рыбы и другие
водные организмы постепенно приспосабливаются к изменениям температуры
окружающей среды. Но если в результате сброса в реки и озёра горячих стоков с
промышленных предприятий быстро устанавливается новый температурный режим, времени
для акклиматизации не хватает, живые организмы получают тепловой шок и погибают.
Тепловой шок -
это крайний результат теплового загрязнения. Результатом сброса в водоёмы
нагретых стоков могут быть иные, более коварные последствия. Одним из них
является влияние на процессы обмена веществ. Согласно закону Ван Хоффа,
скорость химической реакции удваивается с увеличением температуры на каждые 10
С. Поскольку температура тела холоднокровных организмов регулируется
температурой окружающей водной среды, повышение температуры воды усиливает
скорость обмена веществ у рыб и водных беспозвоночных. В свою очередь это
повышает их потребность в кислороде. В то же самое в результате повышения
температуры воды содержание в ней кислорода падает, тогда как потребность в
нём живых организмов возрастает. Возросшая потребность в кислороде, его
нехватка вызывают жестокий физиологический стресс и даже смерть. В летнее время
повышение температуры воды всего на несколько градусов может вызвать 100%-ную
гибель рыб и беспозвоночных, особенно тех, которые обитают у южных границ
температурного интервала.
Искусственное
подогревание воды может существенно изменить и поведение рыб - вызвать
несвоевременный нерест, нарушить миграцию . Если разрушающая сила электростанций
превышает способность видов к самовосстановлению, популяция приходит в упадок.
Повышение
температуры воды способно нарушить структуру растительного мира водоёмов.
Характерные для холодной воды водоросли заменяются более теплолюбивыми и,
наконец, при высоких температурах полностью ими вытесняются.
Если тепловое
загрязнение усугубляется поступлением в водоём органических и минеральных
веществ (смыв удобрений с полей, навоза с ферм, бытовых стоков), происходит
процесс эвтрофикации, то есть резкого повышения продуктивности водоёма. Азот и
фосфор, служа питанием для водорослей, в том числе микроскопических, позволяет
последним резко усилить свой рост. Размножившись, они начинают закрывать друг
другу свет, в результате чего идёт процесс их массового отмирания и гниения,
сопровождающийся ускоренным потреблением кислорода, вплоть до полного его
исчерпания. А в этом случае, как уже говорилось, вся экосистема может погибнуть.
Кроме изменения
среды обитания водных организмов электростанции могут оказывать на них и
физическое влияние. Солёная вода, использующаяся для охлаждения, оказывает
сильное коррозирующее влияние на металлические поверхности и вызывает высвобождение
ионов металлов, особенно меди, в воду. Ракушечные животные накапливают медь в
таких количествах, что становятся непригодными для использования их человеком.
Все перечисленные
выше последствия теплового загрязнения водоёмов наносят огромный вред природным
экосистемам Украины и приводят к пагубному изменению среды обитания человека.
Ущербы, образовавшиеся в результате теплового загрязнения, можно разделить на:
- экономические (потери вследствие снижения продуктивности водоёмов, затраты
на ликвидацию последствий от загрязнения);
- социальные
(эстетический ущерб от деградации ландшафтов);
- экологические
(необратимые разрушения уникальных экосистем, исчезновение видов, генетический
ущерб).
4. Технологические пути
решения проблемы
охлаждения на электростанциях
Украины
Вместо
использования в качестве охладителя воды из естественных водоёмов инженерами
разработан метод, позволяющий решить данную проблему без вреда для окружающей
среды. Это метод испарительных или охладительных башен. Вместо спуска
нагретой воды в реку электростанция перекачивает эту воду в нижнюю часть
90-150-метровой охладительной башни со скошенными стенками. Нагретая вода из
труб разбрызгивается на водоуловитель и охлаждается, стекая через ряд
пергородок и планок. Температурные и атмосферные различия, созданные нагретой
водой, вызывают приток воздуха, который всасывается снизу, проходит между
планками и перегородками и выходит через верхнее отверстие башни. Вода
скапливается в бассейне под днищем башни и вновь возвращается в конденсатор.
Незначительная часть воды , примерно 2,8-4,0 % , теряется при испарении.
Другим типом
охладительной башни является испаряющая циркуляционная сухая колонна. В ней
используются воздушно-охладительные батареи, через которые при помощи
естественной тяги или при помощи механических вентиляторов, приводимых в
действие самой станцией, проходят большие объёмы воздуха. Потери воды на
испарение в работе такой колонны отсутствуют.
Список использованной литературы:
1. Демина Т.А. Экология, природопользование, охрана окружающей среды в
Украине. Киев, Аспект+Пресса, 2002.
2. Смит Роберт Л. Наш дом планета Земля. Полемические очерки об экологии
человека. Москва, Мысль, 2000.
3. Энергетическое производство с
замкнутым водооборотным циклом. Киев, КИЛК, 2001.