3.水体的热污染
由于向水体排放废热水及其他形式的“废热”,使水体温度增高到影响水生生物的生存,使水质恶化,影响人类生产、生活的使用,这种情况即称为水体的热污染。
水体温度升高后,首先影响鱼类的生存。水生生物对环境温度的过高或低的忍受力,远不如陆生生物,甚至在温度波动不大的情况下,也能引起致命的伤害。据研究,在不适合的季节,河流水温只要增高5℃,就会破坏鱼类的生活。
在大约32℃情况下,一般的淡水有机体还能保持正常的种群结构。超过这一温度,种群就将丧失它许多典型的有机体。
藻类种群也随温度而发生改变。在具有正常混合藻类种群的河流中,在20℃时,硅藻占优势;在30℃时,绿藻占优势;在35—40℃时蓝藻占优势。硅藻或绿藻占优势的种群对人不致成为特殊问题,而蓝藻种群则有些可引起家庭供水中不好的味道,有些已知对家畜有毒。
四、热污染的控制
由电力、冶金、化工、建材等工业生产过程中的动力、化学反应、高温熔化和民用燃烧热力装置等向大气或水体排放废热气体和温水会造成热污染。热污染对气候和生态平衡的影响,已渐渐受到重视,许多国家的科学工作者正在探索控制热污染的有效途径。从已提出的控制途径来看,主要下述四个方面。
1.改进热能利用技术,提高热能利用率
我国1980年原煤消费量近5.53亿吨,其中用于民用、工业锅炉及火力发电的原煤近80%左右。目前所用的热力装置的热效率一般是比较低的,民用燃烧装置的热效率约为10—20%;工业锅炉的热效率差别较大,大约为20—70%;火力发电厂的透平机,由高压蒸汽转化为电能的热效率大约为37—40%左右。我国热能的平均有效利用率为28—30%,与工业发达国家相比约低20%。这就是说,在我国所消费的6亿吨煤中有1.2亿吨被浪费,亦即约有8.4×106亿大卡的热量未经利用就释放于环境中。显然,改进现有能源利用技术,提高燃煤热力装置的热能利用率是非常重要的,这不仅能节约能源,又可减轻对环境的热污染。如美国的火力发电厂在1930年时,平均热效率只有17%,当时每发1度电就要排放3382大卡热量进入水环境,后经不断地改进热能利用技术,1966年平均热效率提高到33%,这时每发1度电排入环境的热量就降低到1370大卡。近年来热效率已达到40%以上。
2.开发和利用无污染或少污染的新能源
开发和利用无污染或少污染的新能源,是为了解决面对世界上所蕴藏的矿物能源日趋减少而进行的具有战略性的技术问题。从长远来看,现在应用的矿物能源将被已开发和利用的、或将要开发和利用的无污染或少污染的能源所代替。这些无污染或少污染的能源有太阳能、风力能、海洋能及地热能等。
太阳能用于空调加热和制冷、太阳能热水器及太阳灶等的技术已接近更加完善应用的地步;利用太阳能发电技术已进入中间试验阶段;把太阳光转变为电能的太阳电池,已在航天技术中应用,并且正在向大容量大功率电池发展;利用风力发电技术已处于大型化实用研究阶段。关于海洋能的开发和利用的技术近年来又有新发展,利用海流、波浪力、潮汐、海水温差等自然现象,依据其各自不同的原理开发发电技术已达到新的水平;利用地下蒸气或热水进行取暖和发电已向实用化方面发展。上述的新能源一般来说都是属于无污染少污染的新能源。
3.废热综合利用
废热综合利用的基本出发点是把废热(热力装置系统的散热、排放的热烟气和温水等的热能)做为宝贯的资源和能源来对待,在某一处排放的废热,可做另一处的能源。如由装置排出的高温气体或温水,可直接用于室内的空调加热,调节水田的水温,使之更适宜于农作物的生长;可调节水系的水温以增强水生生物的发育和生长;可调节粮食的贮藏温度以防止谷物受冻;可改善水系的物理性质以提高城市污水处理场的水质净化效率;可调节港口水域的水温以防止港口冻结等。近年来在辅以太阳能利用化学物质的浓差原理,研究利用大容量中、低温废热也有所发展。
4.温排水冷却技术
目前对电厂排放的温水废热利用问题,还存在着不同看法。主要分歧点是:有人认为电厂排出的温水量很大,虽然温度不高,但也有大量热能带入环境,影响大气或水系的水温,严重时可危害水系的水生生物的生存,所以,应积极设法使温排水中的热能回收利用,以达到降温目的;另一些人则认为,电厂的温排水温度低,把大量的温排水用于农业、水生生物养殖,以及送往远距离供热取暖等都是不经济的,况且还受到季节的限制,用于综合利用的废热利用率不高。从目前多数电厂来看,采用温排水冷却技术的较多。常用的冷却方法有一次使用冷却、冷却塔冷却和用冷却池冷却等,这几种方法有时在同一个电厂同时被采用。