De termisk forurensning Det oppstår når noen faktorer forårsaker en uønsket eller skadelig endring i omgivelsestemperaturen. Miljøet som er mest berørt av denne forurensningen er vann, men det kan også påvirke luft og jord.
Miljøets gjennomsnittstemperatur kan endres både av naturlige årsaker og av menneskelige handlinger (menneskeskapte). Naturlige årsaker inkluderer uprovoserte skogbranner og vulkanutbrudd.
Blant de menneskeskapte årsakene er generering av elektrisk energi, produksjon av klimagasser og industrielle prosesser. Likeledes bidrar kjøle- og klimaanlegg..
Det mest relevante termiske forurensningsfenomenet er global oppvarming, noe som innebærer en økning i den gjennomsnittlige planetemperaturen. Dette skyldes den såkalte drivhuseffekten og netto bidrag fra restvarme fra mennesker..
Aktiviteten som genererer mest termisk forurensning er produksjon av elektrisitet fra forbrenning av fossilt brensel. Brenning av kull eller petroleumsprodukter diffunderer varme og produserer CO2, den viktigste klimagassen.
Termisk forurensning forårsaker fysiske, kjemiske og biologiske endringer som har en negativ innvirkning på biologisk mangfold. Den mest relevante egenskapen ved høye temperaturer er dens katalytiske kraft og inkluderer metabolske reaksjoner som forekommer i levende organismer..
Levende vesener krever visse forhold for variasjon i temperatur for å overleve. Det er grunnen til at enhver endring av denne amplituden kan innebære en nedgang i befolkningen, deres migrasjon eller deres utryddelse..
På den annen side påvirker termisk forurensning menneskers helse direkte og forårsaker varmeutmattelse, varmesjokk og skjerpende hjerte- og karsykdommer. I tillegg fører global oppvarming til at tropiske sykdommer utvider sitt geografiske handlingsområde..
Forebygging av termisk forurensning krever endring av økonomiske utviklingsmåter og vaner i det moderne samfunn. Dette innebærer igjen implementering av teknologier som reduserer den termiske påvirkningen på miljøet..
Noen eksempler på termisk forurensning er presentert her, for eksempel kjernekraftverket Santa María de Garoña (Burgos, Spania) som opererte mellom 1970 og 2012. Denne kraftstasjonen dumpet varmt vann fra kjølesystemet i Ebro-elven og økte den naturlige temperaturen. med opptil 10 ºC..
Et annet karakteristisk tilfelle av termisk forurensning er gitt ved bruk av klimaanlegg. Spredningen av disse systemene for å redusere temperaturen øker temperaturen i en by som Madrid med opptil 2 ºC.
Til slutt, det positive tilfellet med et margarineproduserende selskap i Peru som bruker vann til å kjøle ned systemet og det resulterende varme vannet blir returnert til sjøen. Dermed klarte de å spare energi, vann og redusere bidraget til varmt vann til miljøet.
Artikkelindeks
Termisk forurensning er avledet fra transformasjonen av andre energier siden all energi når den brukes, genererer varme. Dette består av akselerasjonen av bevegelsen til partiklene i mediet.
Derfor er varme en overføring av energi mellom to systemer som har forskjellige temperaturer..
Temperatur er en størrelse som måler kinetisk energi til et system, det vil si gjennomsnittlig bevegelse av dets molekyler. Denne bevegelsen kan være av oversettelse som i en gass eller vibrasjoner som i et fast stoff.
Det måles med et termometer, som det er flere typer av, den vanligste er utvidelse og elektronisk.
Ekspansjonstermometeret er basert på utvidelseskoeffisienten for visse stoffer. Disse stoffene strekkes når de blir oppvarmet og deres økning markerer en gradert skala..
Det elektroniske termometeret er basert på transformasjonen av termisk energi til elektrisk energi oversatt på en numerisk skala.
Den vanligste skalaen som brukes er den som er foreslått av Anders Celsius (ºC, Celsius eller Celsius). I den tilsvarer 0 ºC vannets frysepunkt og 100 ºC kokepunktet..
Termodynamikk er grenen av fysikk som studerer samspillet mellom varme og andre energiformer. Termodynamikk vurderer fire grunnleggende prinsipper:
- To gjenstander med forskjellige temperaturer vil utveksle varme til de når likevekt.
- Energi blir verken skapt eller ødelagt, den transformerer bare.
- En form for energi kan ikke transformeres helt til en annen uten tap av varme. Og varmestrømmen vil være fra det heteste mediet til det minst varme, aldri omvendt.
- Det er ikke mulig å nå en temperatur som er lik null.
Disse prinsippene som brukes på termisk forurensning, bestemmer at hver fysisk prosess genererer varmeoverføring og produserer termisk forurensning. I tillegg kan det produseres enten ved å øke eller redusere temperaturen på mediet..
Økning eller reduksjon i temperatur anses å være et forurensende stoff når det går utenfor de vitale parametrene.
Temperatur er en av de grunnleggende aspektene for forekomsten av liv slik vi kjenner det. Amplituden for temperaturvariasjon som tillater det meste av den aktive levetiden, varierer fra -18 ° C til 50 ° C.
Levende organismer kan eksistere i latent tilstand ved temperaturer -200 ° C og 110 ° C, men det er sjeldne tilfeller.
Visse såkalte termofile bakterier kan eksistere ved temperaturer opp til 100 ° C så lenge det er flytende vann. Denne tilstanden oppstår ved høyt trykk på havbunnen i områder med hydrotermiske ventilasjoner..
Dette indikerer at definisjonen av termisk forurensning i et medium er relativ og avhenger av mediumets naturlige egenskaper. På samme måte er det relatert til kravene til organismer som bor i et gitt område..
Hos mennesker varierer normal kroppstemperatur fra 36,5 ° C til 37,2 ° C, og homeostatisk kapasitet (for å kompensere for eksterne variasjoner) er begrenset. Temperaturer under 0 ºC i lange perioder og uten kunstig beskyttelse forårsaker død.
På samme måte er temperaturer som er jevnlig over 50 ºC svært vanskelige å kompensere på lang sikt..
I vann har termisk forurensning en mer umiddelbar effekt ettersom varmen forsvinner saktere her. I luften og på bakken har termisk forurensning mindre kraftige effekter fordi varmen forsvinner raskere..
På den annen side er kapasiteten til miljøet til å spre store mengder varme i små områder svært begrenset..
Varme har en katalytisk effekt på kjemiske reaksjoner, det vil si at den akselererer disse reaksjonene. Denne effekten er den viktigste faktoren som termisk forurensning kan ha negative konsekvenser for miljøet..
Dermed kan noen få grader av temperaturforskjell utløse reaksjoner som ellers ikke ville oppstå..
Jorden har gått gjennom sykluser med høye og lave gjennomsnittstemperaturer gjennom sin geologiske historie. I disse tilfellene var kildene til økningen i planetens temperatur av naturlig natur som solen og geotermisk energi..
Foreløpig er den globale oppvarmingsprosessen knyttet til aktiviteter som utføres av mennesker. I dette tilfellet er hovedproblemet reduksjonen i spredningshastigheten for varmen mot stratosfæren..
Dette skjer hovedsakelig på grunn av utslipp av klimagasser ved menneskelig aktivitet. Disse inkluderer industri, kjøretøytrafikk og forbrenning av fossilt brensel..
Global oppvarming representerer i dag den største og farligste termiske forurensningsprosessen som eksisterer. I tillegg tilfører varmeutslippet fra den globale bruken av fossile brensler systemet ekstra varme..
Et termoelektrisk anlegg er et industrielt kompleks designet for å produsere elektrisitet fra drivstoff. Nevnte drivstoff kan være fossilt (kull, olje eller derivater) eller et radioaktivt materiale (for eksempel uran).
Dette systemet krever kjøling av turbinene eller reaktorene, og for dette brukes vann. I kjølesekvensen hentes et stort volum vann fra en praktisk, kald kilde (en elv eller havet).
Deretter tvinger pumpene den gjennom rør som er omgitt av varm eksosdamp. Varmen går fra dampen til kjølevannet, og det oppvarmede vannet føres tilbake til kilden, og gir overflødig varme til det naturlige miljøet..
Skogbranner er et vanlig fenomen i dag, og er i mange tilfeller forårsaket direkte eller indirekte av mennesker. Forbrenningen av store skogsmasser overfører enorme mengder varme hovedsakelig til luften og bakken.
Klimaanlegg endrer ikke bare temperaturen på innendørsområdet, men forårsaker ubalanse i uteområdet. For eksempel forsvinner klimaanlegg 30% mer enn varmen de trekker fra innsiden.
I følge International Energy Agency er det rundt 1600 millioner klimaanlegg i verden. På samme måte genererer kjøleskap, kjøleskap, kjellere og alt utstyr designet for å senke temperaturen i et lukket område termisk forurensning..
Faktisk involverer alle industrielle transformasjonsprosesser overføring av varme til miljøet. Noen næringer gjør det til spesielt høye priser, for eksempel de som er dedikert til gassfordamping, metallurgi og glassproduksjon.
Regasifiserings- og kondenseringsindustrien til forskjellige industrielle og medisinske gasser krever kjøleprosesser. Disse prosessene er endotermiske, det vil si at de absorberer varme ved å avkjøle omgivelsene..
Til dette brukes vann som returneres til miljøet ved en lavere temperatur enn den opprinnelige..
Smelteovner avgir varme til miljøet ettersom de når temperaturer over 1500 ºC. På den annen side bruker prosessene for kjøling av materialer vann som kommer inn i miljøet ved en høyere temperatur..
I smelte- og støpeprosessene til materialet oppnås temperaturer på opptil 1600 ° C. I denne forstand er den termiske forurensningen som genereres av denne industrien betydelig, spesielt i arbeidsmiljøet..
Glødelamper eller spotlights og fluorescerende lamper sprer energi i form av varme til miljøet. På grunn av den høye konsentrasjonen av lyskilder i urbane områder, blir dette en kilde til betydelig termisk forurensning.
Forbrenningsmotorer, som i biler, kan generere rundt 2500 ° C. Denne varmen ledes til miljøet gjennom kjølesystemet, spesielt gjennom radiatoren..
Med tanke på at hundretusenvis av biler sirkulerer daglig i en by, er det mulig å utlede mengden overført varme.
I praksis er en by en kilde til termisk forurensning på grunn av at det eksisterer mange av faktorene som allerede er nevnt. Imidlertid er en by et system hvis termiske effekt danner en varmeøya innenfor rammen av miljøet..
Albedo refererer til evnen til et objekt til å reflektere solstråling. Utover det kaloribidraget som hvert element som er tilstede (biler, hjem, næringer) kan gi, har den urbane strukturen en betydelig synergi.
For eksempel har materialer i urbane sentre (hovedsakelig betong og asfalt) en lav albedo. Dette får dem til å bli veldig varme, noe som sammen med varmen som avgis av aktivitet i byen forbedrer termisk forurensning.
Ulike undersøkelser har vist at generering av varme ved menneskelige aktiviteter i løpet av en varm dag i en by kan være veldig høy.
For eksempel er det i Tokyo en nettovarmeinngang på 140 W / m2, tilsvarende en økning i temperaturen på omtrent 3 ºC. I Stockholm estimeres nettobidraget til 70 W / m2, tilsvarende en temperaturøkning på 1,5 ºC.
Økningen i vanntemperaturen som følge av termisk forurensning forårsaker fysiske endringer i den. For eksempel reduseres oppløst oksygen og konsentrasjonen av salter øker, og påvirker økosystemene i vann..
I vannmasser som er utsatt for sesongmessige endringer (vinterfrysing), endrer tilsetning av varmt vann den naturlige fryseprosessen. Dette påvirker igjen levende vesener som har tilpasset seg den sesongmessigheten..
I kjølesystemene til termoelektriske planter gir eksponering for høye temperaturer et fysiologisk sjokk for visse organismer. I dette tilfellet påvirkes fytoplankton, zooplankton, planktonegg og larver, fisk og hvirvelløse dyr..
Mange vannorganismer, spesielt fisk, er veldig følsomme for vanntemperatur. I samme art varierer det ideelle temperaturområdet avhengig av akklimatiseringstemperaturen til hver spesifikke populasjon..
På grunn av dette forårsaker temperaturvariasjoner forsvinning eller migrasjon av hele populasjoner. Dermed kan utslippsvannet fra et termoelektrisk anlegg øke temperaturen med 7,5-11 ºC (ferskvann) og 12-16 ºC (saltvann).
Dette hetesjokket kan føre til rask død eller indusere bivirkninger som påvirker befolkningens overlevelse. Blant andre effekter reduserer oppvarming av vannet det oppløste oksygenet i vannet og forårsaker hypoksiproblemer..
Dette fenomenet påvirker akvatiske økosystemer alvorlig, og til og med forårsaker at livet i dem forsvinner. Det begynner med spredning av alger, bakterier og vannplanter som et resultat av kunstige bidrag fra næringsstoffer til vannet..
Når populasjonene av disse organismer øker, forbruker de oppløst oksygen i vannet og forårsaker fisk og andre arter. Økningen i vanntemperaturen bidrar til eutrofiering ved å redusere oppløst oksygen og konsentrere salter, noe som favoriserer veksten av alger og bakterier..
Når det gjelder luft, påvirker temperaturvariasjoner fysiologiske prosesser og oppførselen til arter. Mange insekter reduserer fruktbarheten ved temperaturer over visse nivåer.
På samme måte er planter følsomme for temperatur for blomstringen. Global oppvarming får noen arter til å utvide sitt geografiske område, mens andre ser det begrenset.
Uvanlig høye temperaturer påvirker menneskers helse, og såkalt termisk sjokk eller heteslag kan oppstå. Dette består av akutt dehydrering som kan forårsake lammelse av forskjellige vitale organer og til og med forårsake død..
Varmebølger kan føre til hundrevis og til og med tusenvis av mennesker som i Chicago (USA), der i 1995 omkom 700 mennesker. I mellomtiden har hetebølgene i Europa mellom 2003 og 2010 forårsaket tusenvis av menneskers død.
På den annen side påvirker høye temperaturer helsen til personer med hjerte- og karsykdommer negativt. Denne situasjonen er spesielt alvorlig i tilfeller av hypertensjon..
Plutselige temperaturvariasjoner kan svekke immunforsvaret og gjøre kroppen mer utsatt for luftveissykdommer.
Termisk forurensning er en helsefaktor i noen bransjer, for eksempel metallurgi og glass. Her utsettes arbeidstakere for strålevarme som kan forårsake alvorlige helseproblemer..
Selv om sikkerhetstiltak åpenbart blir tatt, er termisk forurensning betydelig. Forholdene inkluderer varmeutmattelse, varmesjokk, ekstrem utstrålt varme forbrenning og fruktbarhetsproblemer.
Økningen i global temperatur fører til at sykdommer som hittil har vært begrenset til visse tropiske områder utvider sin handlingsradius.
I april 2019 ble den 29. europeiske kongressen for klinisk mikrobiologi og smittsomme sykdommer avholdt i Amsterdam. I dette tilfellet ble det påpekt at sykdommer som chikungunya, dengue eller leishmaniasis kan spre seg til Europa.
På samme måte kan flåttbåren encefalitt påvirkes av det samme fenomenet..
Det handler om å redusere nettotilførselen av varme til miljøet og forhindre at varmen som produseres blir fanget i atmosfæren.
Termoelektriske anlegg forårsaker det største bidraget fra termisk forurensning når det gjelder nettoverføring av varme til atmosfæren. I denne forstand er det viktig å erstatte fossilt brensel med ren energi for å redusere termisk forurensning.
Produksjon av solenergi, vind (vind) og vannkraft (vann) gir svært lave restinnganger. Det samme skjer med andre alternativer som bølgeenergi (bølger) og geotermisk (varme fra jorden),
Termoelektriske anlegg og industrier hvis prosesser krever kjølesystemer, kan benytte lukkede systemer. Mekaniske varmespredningssystemer kan også innarbeides for å redusere vanntemperaturen..
Kraftvarmeproduksjon består av samtidig å produsere elektrisk energi og nyttig termisk energi som damp eller varmt vann. For dette er det utviklet teknologier som gjør det mulig å gjenopprette og utnytte restvarmen som genereres i industrielle prosesser..
For eksempel utvikler INDUS3ES-prosjektet finansiert av EU-kommisjonen et system basert på en "varmetransformator". Dette systemet er i stand til å absorbere restvarme ved lave temperaturer (70 til 110 ° C) og bringe det tilbake til en høyere temperatur (120-150 ° C).
Mer komplekse systemer kan omfatte andre dimensjoner av energiproduksjon eller transformasjon.
Blant disse har vi trigenerasjon, som består i å innlemme kjøleprosesser i tillegg til generering av elektrisitet og varme. I tillegg, hvis mekanisk energi i tillegg genereres, snakker vi om tetragenerasjon.
Noen systemer er CO2-feller, i tillegg til å produsere strøm, termisk og mekanisk energi, i så fall snakker vi om fire generasjoner. Alle disse systemene bidrar også til å redusere CO2-utslipp..
Fordi global oppvarming er fenomenet termisk forurensning med størst innvirkning på planeten, er dens avbøting nødvendig. For å oppnå dette er det viktigste å redusere klimagassutslippene, inkludert CO2.
Å redusere utslipp krever en endring i mønsteret for økonomisk utvikling og erstatter ren energi med fossile energikilder. Faktisk reduserer dette utslipp av klimagasser og produksjon av spillvarme..
Et alternativ som brukes av noen termoelektriske anlegg er bygging av kjøledammer. Dens funksjon er å hvile og avkjøle vannet som kommer fra kjølesystemet før du returnerer dem til deres naturlige kilde..
Kjernekraftverk produserer elektrisk energi fra nedbrytningen av radioaktivt materiale. Dette genererer mye varme, noe som krever et kjølesystem.
Atomkraftverket Santa María de Garoña (Spania) var et kraftproduksjonsanlegg av typen BWR (kokende vannreaktor) innviet i 1970. Dets kjølesystem brukte 24 kubikkmeter vann per sekund fra Ebro-elven.
I følge det opprinnelige prosjektet ville avløpsvannet som returneres til elven ikke overstige 3 ºC med hensyn til elvetemperaturen. I 2011 fant en Greenpeace-rapport, bekreftet av et uavhengig miljøselskap, mye høyere temperaturøkninger.
Vannet i utslippsområdet nådde 24 ºC (6,6 til 7 ºC naturlig elvevann). Så, over fire kilometer nedstrøms fra utslippsområdet, oversteg det 21 ºC. Anlegget opphørte driften 16. desember 2012.
I byer er det flere og flere klimaanlegg for å redusere omgivelsestemperaturen i den varme årstiden. Disse enhetene fungerer ved å trekke ut varm luft fra innsiden og diffundere den utenfor.
De er generelt ikke veldig effektive, så de sprer enda mer varme ute enn de trekker ut fra innsiden. Disse systemene er derfor en relevant kilde til termisk forurensning.
I Madrid øker settet med klimaanlegg som finnes i byen omgivelsestemperaturen med opptil 1,5 eller 2 ºC.
Margarin er en erstatning for smør oppnådd ved hydrogenering av vegetabilske oljer. Hydrogenering krever metning av vegetabilsk olje med hydrogen ved høye temperaturer og trykk.
Denne prosessen krever et vannbasert kjølesystem for å fange opp den genererte spillvarmen. Vann absorberer varme og øker temperaturen, og returneres deretter til miljøet.
I et peruansk produsent av margarin forårsaket en strøm av varmt vann (35 ºC) termisk forurensning i havet. For å motvirke denne effekten implementerte selskapet et kraftvarmesystem basert på en lukket kjølekrets.
Gjennom dette systemet var det mulig å gjenbruke varmtvannet til å forvarme vannet som kommer inn i kjelen. På denne måten ble vann og energi spart og strømmen av varmt vann til havet ble redusert..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.