Тепловое загрязнение техносферы и способы регенерации теплоты.

Тепловое загрязнение:

Тепловое загрязнение является результатом рассеивания в окружающей природной среде теплоты, выделяющейся в многообразных тепловых процессах, прежде всего связанных со сжиганием топлива. По существующим оценкам ежегодно в мире сжигается до 5 млрд. тонн угля, 3,2 млрд. тонн нефти, т. е. высвобождается более Дж тепловой энергии, которая меняет температурный режим воздушной и водной среды, а также динамику происходящих там процессов. Замена тепловых теплоэлектростанций на атомные, уменьшая до некоторой степени химическое загрязнение среды, одновременно увеличивает тепловое загрязнение.

Помимо влияния на общебиосферный процесс глобального потепления тепловое загрязнение локально воздействует на водные экосистемы. Именно повышение температуры воды способствует:

• превышению критических значений для «стенотермных» (от греч. stenos — узкий, ограниченный) — не выносящий колебаний температурных условий среды.) стадий жизненных циклов водных организмов;

• усилению восприимчивости организмов к токсическим веществам (непременно присутствующим в загрязненной воде);

• замене обычной флоры водорослей менее желательными синезелеными водорослями;

• снижению количества кислорода в воде из-за уменьшения его растворимости.
В промышленных районах количество вырабатываемой энергии столь велико, что соизмеримо с интенсивностью излучения Солнца на эту же площадь. Поэтому там образуются «острова тепла» и формируется особый микроклимат. ЭТО явление характерно для городов, крупных населенных пунктов и особенно для мегаполисов.

Подземные газопроводы промышленных предприятий, имеющие температуру 140-160С, теплотрассы (50-150С), сборные коллекторы и коммуникации (35-45С) вызывают нагревание почвы. Сброс нагретых вод в водоемы обуславливает повышение в них температуры воды на 6-8С, площадь нагретых вод может достигать 30 км2, что приводит к уменьшению содержания кислорода и снижению способности к самоочищению.

Горячие газовые выбросы предприятий вызывают нагревание окружающего воздуха, повышение его влажности, образование туманов, выпадение осадков.

Термальное загрязнение представляет особую и мало изученную опасность для экосистемы в местах размещения энергетического оборудования и систем транспортировки тепла (тепловых сетей). Зональные, высотные и глубинные факторы распределения тепла, с градиентами и закономерностями циркуляции (абиотические факторы в экосистемах) вызывают уже наблюдаемые перемены в средообразующих компонентах или их сочетаниях, которые, вполне вероятно, не могут быть компенсированы в ходе природных восстановительных процессов (необратимое изменение среды). Достаточно вспомнить наблюдаемость теплотрасс по проталинам, измененную вегетацию растительного покрова. При этом не известно и не изучено смещение биогеоценозов на уровне микрофлоры. Неизвестны долговременные последствия таких явлений.

Регенирация теплоты:

Среди различных способов регенерации тепла необходимо выделить химический как наиболее многоплановый. Анализ работы различных типов энергетических агрегатов показывает, что эффективность использования органического топлива в них все еще остается низкой, не более 40 %. Объясняется это тем, что в существующих тепловых устройствах преобразование энергии топлива сопровождается большими потерями тепла в окружающую среду через стенки аппаратов, с уходящими газами, а также значительными необратимыми потерями в процессе сжигания самого топлива. В значительной мере указанных потерь можно избежать, утилизируя ранее безвозвратно теряемое тепло в специальных каталитических реакторах-теплообменниках, преобразуя при этом исходное органическое топливо в новое топливо, так называемый синтез-газ (смесь H2 и CO). Химическая утилизация тепла и сжигание преобразованного топлива приводят к повышению КПД энергетических устройств и экономии топлива. Более того, при сжигании синтез-газа уменьшается количество вредных выбросов в атмосферу. Поэтому рассматриваемый процесс химической регенерации тепла является примером новой энергосберегающей, экологически чистой технологии.