环境科学概论
水体热污染浅析
1热污染概述 1.1热污染定义
热污染是一种能量污染，是指人类活动危害热环境的现象。若把人为排放的各种温室气体、臭氧层损耗物质、气溶胶颗粒物等所导致直接的或间接的影响全球气候变化的这一特殊危害热环境的现象除外 1.2 常见热污染分类 1.2.1城市热岛效应：
因城市地区人口集中，建筑群、街道等代替了地面的天然覆盖层，工业生产排放热量，大量机动车行驶，大量空调排放热量而形成城市气温高于郊区农村的热岛效应； 1.2.2 水体热污染：
因热电厂、核电站、炼钢厂等冷却水所造成的水体温度升高，使溶解氧减少，某些毒物毒性提高，鱼类不能繁殖或死亡，某些细菌繁殖，破坏水生生态环境进行而引起水质恶化的水体热污染。 1.3 热污染的产生
随着人口和耗能量的增长，城市排入大气的热量日益增多。按照热力学定律，人类使用的全部能量终将转化为热，传入大气，逸向太空。这样，使地面反射太阳热能的反射率增高，吸收太阳辐射热减少，沿地面空气的热减少，上升气流减弱，阻碍云雨形成，造成局部地区干旱，影响农作物生长。近一个世纪以来，地
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球大气中的二氧化碳不断增加，气候变暖，冰川积雪融化，使海水水位上升，一些原本十分炎热的城市，变得更热。专家们预测，如按现在的能源消耗的速度计算，每10年全球温度会升高0．1℃～0．26℃；一个世纪后即为1．0℃～2．6℃，而两极温度将上升3℃～7℃，对全球气候会有重大影响。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。随着现代工业的发展和人口的不断增长，环境热污染将日趋严重。 2关于水体热污染 2.1水体热污染概念
水体人污染是水温异常升高的一种污染现象。天然水水温随季节、天气和气温而变化。当水温超过33～35℃时，大多数水生物不能生存。水体急剧升温，常是热污染引起的。 2.2水体热污染主要来源
首先是动力工业，其次是冶金、化工、造纸、纺织和机械制造等工业，将热水排入水体，使水温上升，水质恶化。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。 2.3关于水体热污染的危害
由于向水体排放温水,使水体温度升高到有害程度,引起水质发生物理的、化学的和生物的变化,称为水体热污染。水体热污染主要
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由于工业冷却水的排放,其中以电力工业为主,其次为冶金、化工、石油、造纸和机械工业等。在工业发达的美国，每天所排放的冷却水达4.5亿立方米，接近全国用水灵的1/3，分热水含量约2500亿千卡，足够使2.5亿立方米的水温升高10℃. 2.3.1对水生生物的影响
水生生物对温度变化敏感性较一般陆地生物高,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。
水的各种性质受温度影响,随温度升高,氧气在水中溶解度会降低;水体中物理化学和生物反应速度会加快,因此导致有毒物质毒性加强,需氧有机物氧化分解速度加快,耗氧量增加,水体缺氧加剧,引起部分生物缺氧窒息,抵抗力降低,易产生病变乃至死亡。 2.3.2对水生生物群落的影响
由于不同生物的温度敏感性不一致,热污染改变了生物群落的种类组成,使生物多样性下降,喜冷的生物(如硅藻)减少,耐热的植物(如蓝藻、绿藻) 增加,造成水质恶化,影响水体饮用和渔业用等功能。 2.3.3对生态系统的影响
水体增温加速了水生态系统的演替或破坏。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
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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。水生物种群之间的演替，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态系统组成发生变化，甚至破坏。 2.3.4对水生生物繁殖行为的影响
由于水体温度的异常升高,会直接影响水生生物繁殖行为。如水温升高,会导致鱼在冬季产卵及异常回游;水生昆虫提前羽化,由于陆地气温过低羽化后不能产卵、交配;生物种群发生变化,寄生生物及捕食者相互关系混乱,影响生物的生存及繁衍。 2.3.5对地表水量的影响
水体温度的升高直接导致水分子运动加速,并且水面上方的空气受热膨胀上升,加快水体表面的水分子向空气中扩散速度,陆地水大量变成大气水,使陆地严重失水。 2.3.6对水体质量的影响
水体升温加速了水及底泥中有机物的物生降解和营养元素的循环，藻类因而过度生长繁殖，导致水体富营养化；有机物降解又加速了水中溶解氧消耗。某些有毒物质的毒性随水温上升而加强。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，则随水温的上升而下降。 3水体热污染的相关规范标准
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3.1水体热污染区域的划分
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。热污染对水体影响程度取决于热排放工业类型、排放量、受纳水体特点、季节和气象条件等。 3.2各国水体热污染的标准制定情况
各国对水热污染及其影响进行了多方面的研究，并制定了冷却水温度的排放标准。美国、苏联等国按不同季节和水域制定了冷却水温度的排放标准；联邦德国以不同河流的最高允许增温幅度为依据，制定了冷却水温度排放标准；瑞士则以排热口与混合后的增温界限为最高允许值，确定排放标准。中国和其他一些国家尚未制定有关标准。曾经，在美国一座电站排放的热水使附近水域水温增加了8度，造成1.5公里海域内生物消失；在澳大利亚，1965年曾经发生电厂温排水进入河流使河水升温，滋生出的病菌引发当地脑膜炎爆发。
3.3我国电厂对水体热污染的影响
随着越来越多火电厂聚集在江河沿岸，大量冷却后产生的温水进入长江，这种热污染给长江的生态环境造成了巨大威胁。冷却水的随意排放也成为热污染中极为重要的原因。据统计，在我国长江沿岸，仅江苏省长江江段总长度300多公里，但流域内大大小小的火电厂就有150多家，电厂用来冷却的水就把大量的热量源源不断地注入长江，越来越密集的火电厂甚至使得局部地区出现了温水带。2006年全国装