آلودگی حرارتی

از زمانی که جامعه علمی و سازمان های نظارتی پذیرفته اند که بالا بودن درجه حرارت آب پتانسیل بالایی برای ایجاد آسیب در محیط ایجاد می کند، زمان قابل توجهی گذشته است. بار حرارتی قابل توجهی از طریق آب های خنک کننده کندانسورها نیروگاه های برق و نیروگاه های اتمی به جریان آب های محیطی اعمال می شود. تعداد زیادی از نیروگاه ها در حال حاضر نیازمند تقریباً ۵۰ درصد آب خنک برای گرفتن دمای اعمال شده از طریق سوخت های فسیلی به آب نیروگاه هستند. درجه آلودگی حرارتی به راندمان حرارتی بستگی دارد، که با استفاده از میزان حرارت انتقال داده شده توسط آب محاسبه می گردد. از لحاظ ترمودینامیکی، گرما باید به بالاترین نقطه حرارتی اضافه شود و در کمترین دمای ممکن بازگشت داده شود، اگر بیشترین مقدار تاثیر بدست آورده شود و بهترین راندمان دمایی بدست آورده شود. بهترین شرایط عملیاتی پذیرفته شده و جاری برای موقعیت تبادل حرارتی در حدود ۵۰۰ سانتی گراد و ۲۴ میلی پاسکال است، که متناظر با نرخ حرارتی ۲.۵ kWh است و در این حالت منجر به تولید ۱ کیلو وات برق می شود و در نتیجه ۱.۵ kWh انرژی هدر می رود. با توجه به اینکه طرح های موجود برای شرایط ۶۸۰ سانتی گراد و ۳۴ میلی پاسکال طراحی شده اند؛ بنابراین حفظ کردن این شرایط عملیاتی بسیار مشکل بنظر می رسد.

طرح های تولید برق هسته ای در شرایط دمایی بین ۲۵۰ تا ۳۰۰ سانتیگراد و در فشار ۷ میلی پاسکال کار می کنند، در نتیجه منجر به نرخ انتقال حرارتی ۳.۱ kWh می شوند. بنابراین، برای نیروگاه هسته ای، ۱ kWh انرژی برای تولید مفید لازم است، درحالیکه ۲.۱ kWh از آن هدر می رود. بسیاری از نیروگاه های بخار برای تولید برق از بار انرژی مختلفی استفاده می کنند و در نتیجه، پساب تخلیه شده محدوده متفاوتی از دما را دارند. بنابراین، نه تنها موجودات زنده نه تنها در معرض افزایش یا کاهش دما قرار دارند، بلکه در معرض تغییر ناگهانی دما قرار دارند و در واقع با شوک دمایی روبرو می شوند.

افزایش دما باعث کاهش قابل توجه در توانایی بازیابی شرایط اولیه مربوط به آبها می شود و منجر می شود که رشد گیاهان در معرض شرایط نامطلوب قرار گیرد. اضافه کردن آب گرم به آبهای پذیرنده ممکن است لجن و دیگر مواد آلی موجود در پساب را افزایش دهد، زیرا افزایش آب گرم به آب های محیطی باعث کاهش اکسیژن در آن و رشد جلبک های غیرهوازی شود. شکل زیر نشان می دهد که افزایش درجه حرارت آب منجر به افزایش رشد جلبک های ناخواسته می شود.

شکل ۳: تغییرات جمعیت جلبک های ناخواسته  در برابر تغییرات دما

در بسیاری از موارد، افزایش دما ممکن است که کم بوده و منجر به تغییرات بیولوژیکی مضر در محدوده اختلاط آب ها نشود. در واقع، اطلاعات کمی در حمایت از این نظریه وجود دارد که، افزایش شدید دما ناشی از طرح های نیروگاهی منجر به آسیب به موجودات زیستی می شود. علاوه براین، بجز مشکلات ناشی حباب دار شدن آب، چند نمونه از مرگ و میر ماهی ها و آبزیان به دلیل استفاده از طرح های نیروگاهی گزارش شده است. اثرات ممکن ناشی از حرارت آب بر روی ماهیان را می توان بصورت موارد زیر خلاصه کرد:

  • مرگ مستقیم ناشی از افزایش شدید دما بیشتر از دمای مرگ حرارتی.
  • مرگ غیرمستقیم به دلیل کاهش دسترسی به اکسیژن، تخریب منابع غذایی، کاهش مقاومت در برابر مواد سمی، کاهش مقاومت در برابر عوامل بیماری زا، تشدید مواد سمی.
  • افزایش تنفس و مصرف بیشتر اکسیژن.
  • ایجاد رقابت بین گونه ها برای بقا
  • اثرات کشنده جانبی

در حالیکه موارد ذکر شده در بالا می توانند در یک موقعیت خاص مهم باشند، اما افزایش دما بطور ویژه در بسیاری از نیروگاه ها به تنهایی نمی تواند موجب نگرانی شود. جالب است که توجه شود که زمینه تحقیقات بر روی اثرات زیست محیطی آب های گرم در هردو مورد ایالات متحده و اروپا منع شده است.

کلمات کلیدی

آلودگی حرارتی

آلودگی آب در اثر حرارت

تصفیه آب آلوده

تصفیه آب

تصفیه آب نیروگاه

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *