La contaminación térmica se refiere a los fenómenos en los que el calor se libera en los cuerpos de agua o en el aire atmosférico. Al mismo tiempo, la temperatura sube mucho más que la norma promedio. La contaminación térmica de la naturaleza está asociada a las actividades humanas y a las emisiones de gases de efecto invernadero, que son la principal causa del calentamiento global.
Fuentes de contaminación térmica de la atmósfera
Hay dos grupos de fuentes:
- natural - estos son incendios forestales, volcanes, tormentas de polvo, vientos secos, procesos de descomposición de organismos vivos y vegetales;
- antropogénicos son el procesamiento de petróleo y gas, la actividad industrial, la ingeniería de energía térmica, la energía nuclear, el transporte.
Cada año, alrededor de 25 mil millones de toneladas de monóxido de carbono, 190 millones de toneladas de óxido de azufre, 60 millones de toneladas de óxido de nitrógeno ingresan a la atmósfera terrestre como resultado de las actividades humanas. La mitad de todos estos residuos se añaden como consecuencia de las actividades de la industria energética, industrial y metalúrgica.
Las emisiones de escape de los automóviles han aumentado en los últimos años.
Consecuencias
En las ciudades metropolitanas con grandes empresas industriales, el aire atmosférico experimenta la mayor contaminación térmica. Recibe sustancias que tienen una temperatura más alta que la capa de aire de la superficie circundante. La temperatura de las emisiones industriales es siempre superior a la media de la capa superficial del aire. Por ejemplo, durante los incendios forestales, de los tubos de escape de los automóviles, de las tuberías de las empresas industriales, cuando se calientan las casas, se liberan corrientes de aire caliente con diversas impurezas. La temperatura de tal corriente es de aproximadamente 50-60 ºС. Esta capa eleva la temperatura media anual de la ciudad entre seis y siete grados. Las "islas de calor" se forman dentro y por encima de las ciudades, lo que conduce a un aumento de la nubosidad, al tiempo que aumenta la cantidad de precipitaciones y aumenta la humedad del aire. Cuando los productos de la combustión se agregan al aire húmedo, se forma un smog húmedo (como el smog de Londres). Los ecologistas dicen que en los últimos 20 años, la temperatura promedio de la troposfera ha aumentado 0,7º C.
Fuentes de contaminación térmica del suelo
Las fuentes de contaminación térmica del suelo en las grandes ciudades y centros industriales son:
- tuberías de gas de empresas metalúrgicas, la temperatura alcanza 140-150ºС;
- red de calefacción, temperatura alrededor de 60-160ºС;
- grifos de comunicación, temperatura 40-50º C.
Consecuencias de la influencia térmica en la cobertura del suelo
Las tuberías de gas, la red de calefacción y las salidas de comunicación aumentan la temperatura del suelo en varios grados, lo que es negativoafecta el suelo. En invierno, esto conduce al derretimiento de la nieve y, como resultado, a la congelación de las capas superficiales del suelo, y en verano ocurre el proceso opuesto, la capa superior del suelo se calienta y se seca. La cubierta del suelo está íntimamente relacionada con la vegetación y los microorganismos vivos que habitan en él. Un cambio en su composición afecta negativamente a su vida.
Fuentes de contaminación térmica de instalaciones hidrológicas
La contaminación térmica de cuerpos de agua y áreas marinas costeras ocurre como resultado de la descarga de aguas residuales en cuerpos de agua por centrales nucleares y térmicas, empresas industriales.
Efectos de las descargas de aguas residuales
La descarga de aguas residuales provoca un aumento de la temperatura del agua en los embalses de 6 a 7 ºС, el área de estos puntos cálidos puede alcanzar hasta 30 a 40 km2.
Las capas cálidas de agua forman una especie de película en la superficie de la masa de agua, lo que impide el intercambio natural de agua (las aguas superficiales no se mezclan con las aguas del fondo), la cantidad de oxígeno disminuye y la necesidad de los organismos de aumenta, mientras que el número de especies de algas aumenta.
El mayor grado de contaminación de las aguas termales lo realizan las centrales eléctricas. El agua se utiliza para enfriar las turbinas de las centrales nucleares y el condensado de gas en las centrales termoeléctricas. El agua utilizada por las centrales eléctricas se calienta unos 7-8 ºС, después de lo cual se descarga en los cuerpos de agua cercanos.
El aumento de la temperatura del agua en los embalses tiene un impacto negativo en los organismos vivos. Para cada uno de ellos existe un óptimo de temperatura en el que la población se sienteexcelente. En el entorno natural, con un lento aumento o disminución de la temperatura, los organismos vivos se adaptan gradualmente a los cambios, pero si la temperatura aumenta bruscamente (por ejemplo, con un gran volumen de descargas de efluentes de empresas industriales), entonces los organismos no tienen tiempo para aclimatar Reciben un golpe de calor, como resultado de lo cual pueden morir. Este es uno de los efectos más negativos de la contaminación térmica sobre la vida acuática.
Pero puede haber otras consecuencias más perjudiciales. Por ejemplo, el efecto de la contaminación de las aguas termales sobre el metabolismo. Con un aumento de la temperatura en los organismos, aumenta la tasa metabólica y aumenta la necesidad de oxígeno. Pero a medida que aumenta la temperatura del agua, el contenido de oxígeno en ella disminuye. Su deficiencia conduce a la muerte de muchas especies de organismos vivos acuáticos. La destrucción de casi el 100% de peces e invertebrados hace que la temperatura del agua suba varios grados en verano. Cuando cambia el régimen de temperatura, también cambia el comportamiento de los peces, se interrumpe la migración natural y se produce un desove prematuro.
Por lo tanto, un aumento en la temperatura del agua puede cambiar la estructura de las especies de los cuerpos de agua. Muchas especies de peces abandonan estas áreas o mueren. Las algas características de estos lugares están siendo reemplazadas por especies amantes del calor.
Si, junto con agua tibia, sustancias orgánicas y minerales (aguas residuales domésticas, fertilizantes minerales lavados de los campos) ingresan a los embalses, hay una fuerte reproducción de algas, comienzan a formarsemasa densa, cubriéndose entre sí. Como resultado, ocurre su muerte y descomposición, lo que conduce a la pestilencia de todos los organismos vivos del reservorio.
La contaminación térmica de las masas de agua por parte de las centrales térmicas es peligrosa. Generan energía mediante turbinas, los gases de escape deben enfriarse de vez en cuando. El agua usada se vierte en embalses. En las grandes centrales térmicas, esta cantidad alcanza los 90 m3. Esto significa que un flujo tibio continuo ingresa al depósito.
Daño por contaminación de ecosistemas acuáticos
Todas las consecuencias de la contaminación térmica de los cuerpos de agua causan daños catastróficos a los organismos vivos y cambian el hábitat de la persona misma. Daños causados por la contaminación:
- estética (se rompe la apariencia de los paisajes);
- económico (remediación de la contaminación, extinción de muchas especies de peces);
- ambiental (se destruyen especies de vegetación acuática y organismos vivos).
El volumen de agua caliente descargada por las centrales eléctricas está en constante crecimiento, por lo tanto, la temperatura de los cuerpos de agua también aumentará. En muchos ríos, según los ecologistas, aumentará entre 3 y 4 °C. Este proceso ya está en marcha. Por ejemplo, en algunos ríos de América, el sobrecalentamiento del agua es de aproximadamente 10-15 °С, en Inglaterra - 7-10 °С, en Francia - 5 °С.
Contaminación térmica
La contaminación térmica (contaminación física térmica) es una forma que se produce como consecuencia de un aumento de la temperatura ambiente. Sus causas son emisiones industriales y militares de aire caliente, grandes incendios.
La contaminación térmica del medio ambiente está asociada al trabajo de empresas de las industrias química, papelera, metalúrgica, maderera, centrales térmicas y centrales nucleares, que requieren grandes volúmenes de agua para enfriar los equipos.
El transporte es un poderoso contaminante del medio ambiente. Alrededor del 80% de todas las emisiones anuales provienen de los automóviles. Muchas sustancias nocivas se dispersan a distancias considerables de la fuente de contaminación.
Cuando se quema gas en las centrales térmicas, además de los efectos químicos en la atmósfera, también se produce la contaminación térmica. Además, dentro de un radio de aproximadamente 4 km desde la antorcha, muchas plantas se encuentran en un estado deprimido, y dentro de un radio de 100 metros, la cubierta vegetal se está muriendo.
Cada año, se generan en Rusia alrededor de 80 millones de toneladas de diversos desechos industriales y domésticos, que son una fuente de contaminación de la cubierta del suelo, la vegetación, las aguas subterráneas y superficiales y el aire atmosférico. Además, son una fuente de radiación y contaminación térmica de los objetos naturales.
Las aguas terrestres están contaminadas con una variedad de desechos químicos que llegan allí cuando los fertilizantes minerales, los pesticidas se lavan del suelo, las aguas residuales y los efluentes industriales. La contaminación térmica y bacteriana se produce en los embalses, muchas especies de plantas y animales mueren.
Toda liberación de calor al medio natural provoca un cambio en la temperatura de sus componentes, especialmente de las capas inferiores de la atmósfera,objetos de suelo e hidrosfera.
Según los ambientalistas, las emisiones térmicas al medio ambiente aún no pueden afectar el equilibrio del planeta, pero tienen un impacto significativo en un área específica. Por ejemplo, la temperatura del aire en las grandes ciudades suele ser algo más alta que fuera de la ciudad; el régimen térmico de los ríos o lagos cambia cuando se descargan en ellos las aguas residuales de las centrales térmicas. La composición de especies de los habitantes de estos espacios está cambiando. Cada especie tiene su propio rango de temperatura en el que la especie es capaz de adaptarse. Por ejemplo, la trucha puede sobrevivir en agua tibia pero no puede reproducirse.
Así, las descargas térmicas también afectan a la biosfera, aunque esto no es a escala planetaria, sino que también es perceptible para los humanos.
La contaminación por temperatura de la cubierta del suelo está plagada del hecho de que existe una estrecha interacción con los animales, la vegetación y los organismos microbianos. Con un aumento en la temperatura del suelo, la cubierta vegetal cambia a especies más termófilas, muchos microorganismos mueren, incapaces de adaptarse a las nuevas condiciones.
La contaminación térmica de las aguas subterráneas se produce como resultado de la entrada de escorrentías en los acuíferos. Esto afecta negativamente la calidad del agua, su composición química y las condiciones térmicas.
La contaminación térmica del medio ambiente empeora las condiciones de vida y actividad humana. En las ciudades, con temperaturas elevadas combinadas con alta humedad, las personas experimentan frecuentes dolores de cabeza, malestar general, carreras de caballos.presión arterial. La alta humedad conduce a la corrosión de metales, daños a alcantarillas, tuberías de calor, tuberías de gas, etc.
Consecuencias de la contaminación ambiental
Puede especificar todas las consecuencias de la contaminación térmica del medio ambiente y res altar los principales problemas que deben abordarse:
1. Se forman islas de calor en las principales ciudades.
2. Se forma smog, aumenta la humedad del aire y se forma una nubosidad permanente en las megaciudades.
3. Los problemas surgen en ríos, lagos y zonas costeras de los mares y océanos. Debido al aumento de la temperatura, se altera el equilibrio ecológico, mueren muchas especies de peces y plantas acuáticas.
4. Las propiedades químicas y físicas del agua cambian. Se vuelve inutilizable incluso después de limpiarlo.
5. Los organismos vivos de las masas de agua se están muriendo o se encuentran en un estado de depresión.
6. Las temperaturas del agua subterránea están aumentando.
7. La estructura del suelo y su composición se alteran, la vegetación y los microorganismos que viven en él se suprimen o destruyen.
Contaminación térmica. Prevención y medidas para prevenirla
La principal medida para prevenir la contaminación térmica del medio ambiente es el abandono paulatino del uso de combustibles, una transición completa a energías renovables alternativas: solar, eólica e hidráulica.
Para proteger las áreas de agua de la contaminación térmica en el sistema de enfriamiento de la turbina, es necesario construir depósitos - enfriadores, de los cuales el agua después del enfriamientose puede utilizar de nuevo en el sistema de refrigeración.
En las últimas décadas, los ingenieros han estado tratando de eliminar la turbina de vapor en las centrales térmicas, utilizando el método magnetohidrodinámico para convertir la energía térmica en energía eléctrica. Esto reduce significativamente la contaminación térmica del área circundante y los cuerpos de agua.
Los biólogos buscan identificar los límites de la estabilidad de la biosfera como un todo y de especies individuales de organismos vivos, así como los límites del equilibrio de los sistemas biológicos.
Los ecologistas, a su vez, estudian el grado de influencia de la actividad económica humana en los procesos naturales del medio ambiente y buscan formas de prevenir un impacto negativo.
Protege el medio ambiente de la contaminación térmica
Es costumbre dividir la contaminación térmica en planetaria y local. A escala planetaria, la contaminación no es muy grande y asciende a solo el 0,018% de la radiación solar que ingresa al planeta, es decir, dentro del uno por ciento. Pero, la contaminación térmica tiene un fuerte impacto en la naturaleza a nivel local. Para regular esta influencia en la mayoría de los países industrializados, se han introducido límites (límites) de contaminación térmica.
Por regla general, el límite está fijado para el régimen de las masas de agua, ya que son los mares, lagos y ríos los que sufren en gran medida la contaminación térmica y reciben su mayor parte.
En los países europeos, las masas de agua no deben calentarse más de 3 °C con respecto a su temperatura natural.
En los EE. UU., el calentamiento del agua en los ríos no debe ser más blanco que 3 °С, en los lagos - 1,6 °С, en las aguas de los mares y océanos - 0,8 °С.
BEn Rusia, la temperatura del agua en los embalses no debería aumentar más de 3 °C en comparación con la temperatura media del mes más caluroso. En embalses habitados por salmones y otras especies de peces amantes del frío, la temperatura no puede aumentar más de 5 °C, en verano no más de 20 °C, en invierno - 5 °C.
La escala de la contaminación térmica cerca de los grandes centros industriales es bastante significativa. Así, por ejemplo, desde un centro industrial con una población de 2 millones de personas, desde una central nuclear y una refinería de petróleo, la contaminación térmica se extiende a 120 km de distancia y 1 km de altura.
Los ecologistas sugieren utilizar el calor residual para las necesidades del hogar, por ejemplo:
- para riego de tierras agrícolas;
- en la industria de los invernaderos;
- para mantener las aguas del norte en un estado libre de hielo;
- para la destilación de productos pesados de la industria petrolera y fuel oil;
- para criar especies de peces amantes del calor;
- para la construcción de estanques artificiales calentados en invierno para aves acuáticas silvestres.
A escala planetaria, la contaminación térmica del medio natural afecta indirectamente al calentamiento global. Las emisiones de gases de efecto invernadero de las industrias no aumentan directamente las temperaturas, sino que las aumentan a través del efecto invernadero.
Para resolver los problemas ambientales y prevenirlos en el futuro, la humanidad debe resolver una serie de problemas globales y dirigir todos los esfuerzos para reducir la contaminación del aire, térmicacontaminación del planeta.
