Polusi termal mengacu pada fenomena di mana panas dilepaskan ke badan air atau ke udara atmosfer. Pada saat yang sama, suhu naik jauh lebih tinggi dari norma rata-rata. Polusi termal alam dikaitkan dengan aktivitas manusia dan emisi gas rumah kaca, yang merupakan penyebab utama pemanasan global.
Sumber polusi termal atmosfer
Ada dua kelompok sumber:
- alami - ini adalah kebakaran hutan, gunung berapi, badai debu, angin kering, proses pembusukan organisme hidup dan tumbuhan;
- antropogenik adalah pengolahan minyak dan gas bumi, kegiatan industri, rekayasa tenaga panas, energi nuklir, transportasi.
Setiap tahun, sekitar 25 miliar ton karbon monoksida, 190 juta ton oksida belerang, 60 juta ton oksida nitrogen memasuki atmosfer bumi sebagai akibat dari aktivitas manusia. Setengah dari semua limbah ini ditambahkan sebagai akibat dari kegiatan industri energi, industri dan metalurgi.
Emisi gas buang mobil meningkat dalam beberapa tahun terakhir.
Konsekuensi
Di kota-kota metropolitan dengan perusahaan industri besar, udara atmosfer mengalami polusi termal yang paling kuat. Ia menerima zat yang memiliki suhu lebih tinggi dari lapisan udara permukaan sekitarnya. Temperatur emisi industri selalu lebih tinggi dari rata-rata lapisan permukaan udara. Misalnya, selama kebakaran hutan, dari pipa knalpot mobil, dari pipa perusahaan industri, saat memanaskan rumah, aliran udara hangat dengan berbagai kotoran dilepaskan. Suhu aliran seperti itu kira-kira 50-60. Lapisan ini meningkatkan suhu tahunan rata-rata di kota sebesar enam hingga tujuh derajat. "Pulau panas" terbentuk di dalam dan di atas kota, yang menyebabkan peningkatan kekeruhan, sambil meningkatkan jumlah curah hujan dan meningkatkan kelembaban udara. Ketika produk pembakaran ditambahkan ke udara lembab, asap lembab (seperti asap London) terbentuk. Para ahli ekologi mengatakan bahwa selama 20 tahun terakhir, suhu rata-rata troposfer telah meningkat sebesar 0,7º C.
Sumber polusi tanah termal
Sumber pencemaran tanah termal di kota-kota besar dan pusat-pusat industri adalah:
- pipa gas perusahaan metalurgi, suhu mencapai 140-150ºС;
- pemanas listrik, suhu sekitar 60-160ºС;
- kran komunikasi, suhu 40-50º C.
Konsekuensi pengaruh termal pada penutup tanah
Pipa gas, pemanas utama, dan saluran komunikasi meningkatkan suhu tanah beberapa derajat, yang negatifmempengaruhi tanah. Di musim dingin, ini menyebabkan pencairan salju dan, sebagai akibatnya, pembekuan lapisan permukaan tanah, dan di musim panas proses sebaliknya terjadi, lapisan atas tanah dipanaskan dan dikeringkan. Penutupan tanah erat kaitannya dengan vegetasi dan mikroorganisme hidup yang hidup di dalamnya. Perubahan komposisinya berdampak negatif pada kehidupan mereka.
Sumber polusi termal fasilitas hidrologi
Pencemaran termal badan air dan wilayah laut pesisir terjadi sebagai akibat dari pembuangan air limbah ke badan air oleh pembangkit listrik tenaga nuklir dan termal, perusahaan industri.
Pengaruh pembuangan air limbah
Pembuangan limbah menyebabkan peningkatan suhu air di reservoir sebesar 6-7, area titik hangat tersebut dapat mencapai hingga 30-40 km2.
Lapisan air hangat membentuk semacam lapisan pada permukaan massa air, yang mencegah pertukaran air alami (air permukaan tidak bercampur dengan air dasar), jumlah oksigen berkurang, dan kebutuhan organisme untuk meningkat, sedangkan jumlah spesies alga meningkat.
Derajat pencemaran air termal terbesar dilakukan oleh pembangkit listrik. Air digunakan untuk mendinginkan turbin PLTN dan kondensat gas di TPP. Air yang digunakan oleh pembangkit listrik dipanaskan sekitar 7-8, setelah itu dibuang ke badan air terdekat.
Peningkatan suhu air di waduk berdampak negatif pada organisme hidup. Untuk masing-masing dari mereka ada suhu optimal di mana populasi merasabagus sekali. Di lingkungan alami, dengan kenaikan atau penurunan suhu yang lambat, organisme hidup secara bertahap beradaptasi dengan perubahan, tetapi jika suhu naik tajam (misalnya, dengan volume besar pembuangan limbah dari perusahaan industri), maka organisme tidak punya waktu untuk menyesuaikan diri. Mereka mendapat sengatan panas, akibatnya mereka bisa mati. Ini adalah salah satu efek paling negatif dari polusi termal pada kehidupan akuatik.
Tetapi mungkin ada konsekuensi lain yang lebih merugikan. Misalnya, efek polusi air termal pada metabolisme. Dengan peningkatan suhu pada organisme, tingkat metabolisme meningkat, dan kebutuhan oksigen meningkat. Namun seiring dengan naiknya suhu air, kandungan oksigen di dalamnya semakin berkurang. Kekurangannya menyebabkan kematian banyak spesies organisme hidup akuatik. Perusakan hampir 100% ikan dan invertebrata menyebabkan suhu air naik beberapa derajat di musim panas. Ketika rezim suhu berubah, perilaku ikan juga berubah, migrasi alami terganggu, dan pemijahan sebelum waktunya terjadi.
Dengan demikian, peningkatan suhu air dapat mengubah struktur spesies badan air. Banyak spesies ikan meninggalkan daerah ini atau mati. Karakteristik alga dari tempat-tempat ini digantikan oleh spesies yang menyukai panas.
Jika, bersama dengan air hangat, zat organik dan mineral (limbah domestik, pupuk mineral yang dicuci dari ladang) masuk ke reservoir, ada reproduksi ganggang yang tajam, mereka mulai terbentukmassa padat, menutupi satu sama lain. Akibatnya, kematian dan pembusukan mereka terjadi, yang menyebabkan sampar semua organisme hidup di reservoir.
Polusi termal badan air oleh pembangkit listrik termal berbahaya. Mereka menghasilkan energi menggunakan turbin, gas buang harus didinginkan dari waktu ke waktu. Air bekas dibuang ke waduk. Pada pembangkit listrik termal besar, jumlah ini mencapai 90 m3. Ini berarti aliran hangat yang terus menerus memasuki reservoir.
Kerusakan akibat pencemaran ekosistem perairan
Semua konsekuensi pencemaran termal badan air menyebabkan kerusakan besar pada organisme hidup dan mengubah habitat orang itu sendiri. Kerusakan akibat polusi:
- estetika (tampilan lanskap rusak);
- ekonomi (remediasi polusi, kepunahan banyak spesies ikan);
- lingkungan (spesies vegetasi air dan organisme hidup dimusnahkan).
Volume air hangat yang dikeluarkan oleh pembangkit listrik terus bertambah, oleh karena itu, suhu badan air juga akan naik. Di banyak sungai, menurut pemerhati lingkungan, itu akan meningkat 3-4 °C. Proses ini sudah berlangsung. Misalnya, di beberapa sungai di Amerika, air terlalu panas sekitar 10-15 °С, di Inggris - 7-10 °С, di Prancis - 5 °С.
Polusi termal
Pencemaran termal (thermal physical polution) adalah suatu bentuk yang terjadi sebagai akibat dari peningkatan suhu lingkungan. Penyebabnya adalah emisi industri dan militer dari udara panas, kebakaran besar.
Pencemaran termal lingkungan dikaitkan dengan pekerjaan perusahaan kimia, pulp dan kertas, metalurgi, industri pengerjaan kayu, pembangkit listrik termal dan pembangkit listrik tenaga nuklir, yang membutuhkan air dalam jumlah besar untuk mendinginkan peralatan.
Transportasi adalah pencemar lingkungan yang kuat. Sekitar 80% dari semua emisi tahunan berasal dari mobil. Banyak zat berbahaya tersebar dalam jarak yang cukup jauh dari sumber polusi.
Saat gas dibakar di pembangkit listrik termal, selain efek kimia di atmosfer, polusi termal juga terjadi. Selain itu, dalam radius kurang lebih 4 km dari obor, banyak tanaman dalam keadaan tertekan, dan dalam radius 100 meter, tutupan vegetasi mulai mati.
Setiap tahun, sekitar 80 juta ton berbagai limbah industri dan domestik dihasilkan di Rusia, yang merupakan sumber polusi penutup tanah, vegetasi, air tanah dan permukaan, dan udara atmosfer. Selain itu, mereka adalah sumber radiasi dan polusi termal benda-benda alam.
Air tanah tercemar dengan berbagai limbah kimia yang masuk ke sana ketika pupuk mineral, pestisida dicuci dari tanah, dengan limbah dan limbah industri. Pencemaran termal dan bakteri terjadi di waduk, banyak spesies tumbuhan dan hewan mati.
Setiap pelepasan panas ke lingkungan alami menyebabkan perubahan suhu komponennya, terutama lapisan atmosfer yang lebih rendah,objek tanah dan hidrosfer.
Menurut pemerhati lingkungan, emisi termal ke lingkungan belum dapat mempengaruhi keseimbangan planet ini, tetapi memiliki dampak yang signifikan pada area tertentu. Misalnya, suhu udara di kota-kota besar biasanya agak lebih tinggi daripada di luar kota; rezim termal sungai atau danau berubah ketika air limbah dari pembangkit listrik termal dibuang ke dalamnya. Komposisi spesies penghuni ruang-ruang ini berubah. Setiap spesies memiliki kisaran suhu sendiri di mana spesies tersebut mampu beradaptasi. Misalnya, ikan trout dapat bertahan hidup di air hangat tetapi tidak dapat berkembang biak.
Dengan demikian, pelepasan panas juga mempengaruhi biosfer, meskipun ini tidak dalam skala planet, tetapi juga terlihat pada manusia.
Pencemaran suhu penutup tanah penuh dengan fakta bahwa ada interaksi yang erat dengan hewan, tumbuh-tumbuhan, dan organisme mikroba. Dengan peningkatan suhu tanah, tutupan vegetasi berubah menjadi spesies yang lebih termofilik, banyak mikroorganisme mati, tidak dapat beradaptasi dengan kondisi baru.
Pencemaran termal air tanah terjadi sebagai akibat limpasan yang masuk ke akuifer. Ini berdampak negatif pada kualitas air, komposisi kimianya, dan kondisi termalnya.
Pencemaran termal lingkungan memperburuk kondisi kehidupan dan aktivitas manusia. Di kota-kota, dengan suhu tinggi dikombinasikan dengan kelembaban tinggi, orang sering mengalami sakit kepala, malaise umum, pacuan kuda.tekanan darah. Kelembaban yang tinggi menyebabkan korosi pada logam, kerusakan pada saluran pembuangan, pipa panas, pipa gas, dan sebagainya.
Konsekuensi pencemaran lingkungan
Anda dapat menentukan semua konsekuensi pencemaran termal lingkungan dan menyoroti masalah utama yang perlu ditangani:
1. Pulau panas terbentuk di kota-kota besar.
2. Kabut asap terbentuk, kelembaban udara meningkat dan kekeruhan permanen terbentuk di kota-kota besar.
3. Masalah muncul di sungai, danau dan wilayah pesisir laut dan samudera. Akibat kenaikan suhu, keseimbangan ekologi terganggu, banyak spesies ikan dan tumbuhan air mati.
4. Sifat kimia dan fisika air berubah. Itu menjadi tidak dapat digunakan bahkan setelah dibersihkan.
5. Organisme hidup dari badan air sedang sekarat atau dalam keadaan tertekan.
6. Suhu air tanah meningkat.
7. Struktur tanah dan komposisinya terganggu, vegetasi dan mikroorganisme yang hidup di dalamnya ditekan atau dihancurkan.
Polusi termal. Pencegahan dan tindakan untuk mencegahnya
Langkah utama untuk mencegah polusi termal lingkungan adalah secara bertahap meninggalkan penggunaan bahan bakar, transisi penuh ke energi alternatif terbarukan: surya, angin, dan tenaga air.
Untuk melindungi area air dari polusi termal dalam sistem pendingin turbin, perlu untuk membangun reservoir - pendingin, dari mana air setelah pendinginandapat digunakan kembali di sistem pendingin.
Dalam beberapa dekade terakhir, para insinyur telah mencoba untuk menghilangkan turbin uap di pembangkit listrik termal, menggunakan metode magnetohidrodinamik untuk mengubah energi panas menjadi energi listrik. Ini secara signifikan mengurangi polusi termal di area sekitar dan badan air.
Para ahli biologi berusaha mengidentifikasi batas-batas stabilitas biosfer secara keseluruhan dan spesies individu dari organisme hidup, serta batas-batas keseimbangan sistem biologis.
Para ahli lingkungan, pada gilirannya, mempelajari tingkat pengaruh aktivitas ekonomi manusia terhadap proses alam di lingkungan dan mencari cara untuk mencegah dampak negatif.
Lindungi lingkungan dari polusi termal
Adalah kebiasaan untuk membagi polusi termal menjadi planet dan lokal. Pada skala planet, polusi tidak terlalu besar dan hanya berjumlah 0,018% dari radiasi matahari yang masuk ke planet ini, yaitu dalam satu persen. Tapi, polusi termal memiliki dampak yang kuat pada alam di tingkat lokal. Untuk mengatur pengaruh ini di sebagian besar negara industri, batasan (limits) polusi termal telah diperkenalkan.
Sebagai aturan, batas ditetapkan untuk rezim badan air, karena laut, danau, dan sungailah yang paling menderita akibat polusi termal dan menerima bagian utamanya.
Di negara-negara Eropa, badan air tidak boleh memanas lebih dari 3 °C dari suhu alaminya.
Di AS, pemanasan air di sungai tidak boleh lebih putih dari 3 °С, di danau - 1,6 °С, di perairan laut dan samudera - 0,8 °С.
BDi Rusia, suhu air di reservoir tidak boleh naik lebih dari 3 °C dibandingkan dengan suhu rata-rata bulan terpanas. Di reservoir yang dihuni oleh salmon dan spesies ikan dingin lainnya, suhu tidak dapat dinaikkan lebih dari 5 °C, di musim panas tidak lebih tinggi dari 20 °C, di musim dingin - 5 °C.
Skala polusi termal di dekat pusat industri besar cukup signifikan. Jadi, misalnya, dari pusat industri dengan populasi 2 juta orang, dari pembangkit listrik tenaga nuklir dan kilang minyak, polusi termal menyebar sejauh 120 km dan ketinggian 1 km.
Para pemerhati lingkungan menyarankan untuk memanfaatkan limbah panas untuk kebutuhan rumah tangga, misalnya:
- untuk irigasi lahan pertanian;
- di industri rumah kaca;
- untuk menjaga perairan utara dalam keadaan bebas es;
- untuk penyulingan produk berat industri minyak dan bahan bakar minyak;
- untuk membiakkan spesies ikan yang menyukai panas;
- untuk pembangunan kolam buatan yang dipanaskan di musim dingin untuk unggas air liar.
Pada skala planet, polusi termal lingkungan alam secara tidak langsung mempengaruhi pemanasan global. Emisi gas rumah kaca dari industri tidak secara langsung meningkatkan suhu, tetapi meningkatkannya melalui efek rumah kaca.
Untuk mengatasi masalah lingkungan dan mencegahnya di masa depan, umat manusia harus menyelesaikan sejumlah masalah global dan mengarahkan semua upaya untuk mengurangi polusi udara, termalpolusi planet ini.
