全球品牌网
热污染对水生生态系统的影响初探
2013-09-30 全球品牌网  孟博

关注营销,关注创业--添加微信公众号《创业项目加盟大全》:微信号:xiangmu114


     1 前言

  热污染是指现代工业生产和生活中排放的废热所造成的环境污染。热污染可以污染大气和水体。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。根据美国统计,动力工业冷却水排放量占全国工业的冷却水总排放量的80%以上。一个装机100万kW的火电厂,冷却水排放量约为30~50m3/S;装机相同的核电站,排水量较火电厂约增加50%。年产30万t的合成氨厂,每小时约排出22000m3的冷却水。 对天然水体来说,水温随季节、天气和气温而变化。但当水温超过33~35℃时,大多数水生物不能生存。而水体急剧的升温,常常是热污染引起的。由于向水体排放温热水,使水体温度升高,引起水质的物理和化学性质发生改变,并对水生生物资源造成不利影响的现象,称为水体热污染(Thermal Pollution)。

  热污染是一种物理性污染,它在产生初期曾一度被忽视,造成了大量的损失。但是随着国民经济的迅速发展和科技的进步,热污染的危害逐渐引起了人们的重视,成为热、核电厂工程建设规划和环境评价中必须考虑的主要问题之一。美国等发达国家早在上世纪50年代就开展了相关的研究工作,我国在80年代也陆续开展了这方面的研究。

  2 热污染对水生生态系统的危害

  水体热污染使水温升高,并逐渐产生了各种物理、化学或生物性的影响。其对于生态系统具体的影响有以下几个方面。

  对水生生物的直接影响。 温度是影响生物生存的最重要的环境因子,而水生生物对温度的敏感性更是高于陆地生物。将冷却水水排入水体,水温上升。温度的骤变会导致水生生物的病变及死亡,例如虾在水温为4 ℃时心率为30次/ min ,22 ℃时心率为125次/ min ,温度再高则难以生存。桡族类动物生活在13-16°C范围内,温度超出时数量锐减。王虹扬等人研究了热污染对金鲫鱼(Carasslus auratus)肝脏、肾脏与血清中的谷丙转氨酶(GPT)谷草转氨酶(GOT)及过氧化氢酶(CAT)活性及脑中乙酰胆碱酯酶(AChE)活性的影响,结果发现GOT、CAT及AChE的活性的变化均可以组织细胞受伤害的标志。温度升高,活性降低,导致生物的应激机制受损,引起了机体受损。

  水温的剧升还会直接影响到水生生物的繁殖行为。例如海中的鱼类一般在产卵期时回游。而水温若异常升温,会引起鱼在冬季异常产卵。对于水生昆虫,热污染使它们提前羽化,但是,由于此时陆地气温过低,昆虫不能产卵、交配。

  对水生生物群落的危害。在一个生物群落中,不同的生物对温度的敏感度可能不一致。热污染现象无疑改变了生物群落的种类组成,耐热的的生物(蓝藻、绿藻)优势生长,而喜冷性生物生长受到抑制。硅藻在20℃的水中为优势种;水温32℃时,绿藻为优势种;37℃时,只有蓝藻才能生长。鱼类种群也有类似变化。对狭温性鱼类来说,在10~15℃时,冷水性鱼类为优势种群;超过20℃时,温水性鱼类为优势种群;当水温为25~30℃时,热水性鱼类为优势种群。水温超过33~35℃时,绝大多数鱼类不能生存。在水体增温时(>3摄氏度),水生生物的种类会减少,特别是夏季,浮游动物的种类及数量都会减少,尤其是在夏季,强增温使种类数平均减少11.8%,从而降低了群落的物种多样性。但在温度较低的季节,弱增温则表现出促进作用。

  另外,水体增温加速了水生态系统的演替或破坏。这是因为水生物种群之间的演替,主要以食物链(网)相联结,升温促使某些生物提前或推迟发育,导致以此为食的其他种生物因得不到充足食料而死亡。食物链中断可能使生物群落和生态系统组成发生变化,甚至是破坏。

  对水环境性能的影响。水温与溶解氧有很大的相关性,而溶解氧是新陈代谢必需的物质条件。当水温从0度升至40度时,水温与DO呈负相关关系。

  水温升高会使水体营养化程度加深。因为温度升高可以促进有机物分解,导致溶解氧下降,无机盐浓度升高,增加了底泥中N、P的释放。另外,由于浮游植物耐热,水污染会加速它们的繁殖,尤其是蓝藻和绿藻,形成了水华,造成水质恶化,危害了水生动物的生存,甚至造成冰封期鱼类窒息死亡。某些有毒物质的毒性也会随水温上升而加强。例如,水温升高10℃,氰化物毒性就增强一倍;而生物对毒物的抗性,却随水温的上升而下降。

  其他影响。除此以外,热污染会降低水体的粘度和密度,并能加速粒状物沉降速度,进而影响到了河流中悬浮物沉降速率和河流携带淤泥的能力,因此对岸边的植被产生了影响。据相关的报道,2006年全国装机总容量超过6亿千瓦,其中火电机组占了四分之三,产生的余热超过四亿吨标准煤,而这些热量中大部分都通过冷却水排放进入环境。2007年,长江的水温是22度到24度之间,出水口水温是32度到33度,温度大概升高了10度左右。长江的局部暖水不但会破坏水中的生物的生存环境,影响渔民的生产,而且会威胁人两岸居民的生命健康。水温上升会给一些治病微生物提供生长的温床,为蚊子,苍蝇,蟑螂,跳蚤以及病原体提供最佳啊滋生环境和传播条件,形成一种新的护肝连锁反应,造成疟疾,登革热,血吸虫病,流脑等病的流行。并且,以虫子为媒介的传染病激增,将危害人类健康,甚至生命。

  3 热污染的防治对策

  水体热污染区域可分为强增温带、适度增温带和弱增温带。热污染的有害效应一般局限在强增温带,其他两带的不利影响较小,有时还产生有利效应。但是单单增温带的影响便可以对水生生态系统产生巨大的破坏,对渔业、养殖业和旅游业等造成无法挽回的损失。因此,应该重视热污染问题,建设一个合理的火(核)电厂温排水热污染防控体系:

  首先,基于水质、生态等要求制定严格的温排放控制标准;建立一个满足热环境容量评估要求的数值预报模型;提高对热污染认识,把热污染同其它污染等同对待,对其危害进行深入研究和大力宣传,加强各行业减排热污染的自觉性,提高公众监督热污染排放的责任心。依赖群众,让热污染的危害深入人心,才会具备有效的、高效的监管和防治。最后,加强各工矿企业之间的余热利用。造成热污染最根本的原因是能源未能被最有效、最合理地利用,降低热污染的方法一是根据”能量守衡”原理,减少能源消耗,提高利用率,相对地减少热污染的产生;二是根据” 能量转化”原理,充分利用热能,把热污染转化成有用的能量。例如,采取二次循环冷却的方式可以降低温排水的温度,与此同时,还能合理高效的利用能源,节能降耗把热污染降到最低。而对高温冷却水要取降温措施,使受纳水体水温达到排放标准。

  参考文献

  [1] 李维.浅谈热污染的主要危害及其防治对策[J].青海环境2006.16

  [2] 王新兰.热污染的危害及管理建议.环境保护科学,2006.32

  [3] 张淑琴,等.浅议热污染[J].工业安全与环保2008.34

  [5] 王亚军 热污染及其防治[J].安全与环境学报2004.04

  [6] 《地表水环境质量标准》GB3838-2002及《地面水环境质量标准》GB3838-88.

  [7] 楚宪峰,等. 烟气海水脱硫温排水对海域环境的影响[J].中国给水排水,2008.24

  [8] 腊华,等.湛江电厂对周围水域生态的影响分析[J].生态科学,2003.22

  [9] 王虹扬,黄沈发,等.热污染对金鲫鱼组织内四种酶活性的影响[J]. 中国环境科学,2006.26

  [10] Wang Yuan, Xiong Li, Yang Kangjian, et al. Effect of beta-cypermethrin or GPT and GOT activities of crucian serum [J].Agricultural Science and Technology (Scientific PaPer),2005,13(3):20-23.

  [11] 徐镜波,张淑月.鲤鱼血清谷丙转氨酶活性和活性抑制的测定[J].松辽学刊,1999.04

  [12] 王巧伶.水域热影响与水生生物[J].生物学通报,2002.37

  [13] 江农业大学.遗传学(第2版).北京:农业出版社,1997

  [14] 盛连喜.王志平 热环境及水域热污染[会议论文].2006

查看 孟博 所有文章
 相关文章
电脑版 | 关于我们 | 联系我们
手机品牌网 i.globrand.com 浙ICP备09082595号
关注项目,关注创业,请加微信公众号:xiangmu114