6-热污染与防治

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。
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2、对水生生物的间接影响
水的各种性质受温度影响：
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
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6.1.2 热污染
热污染：工农业生产和人类生活中排 放出的废热造成的环境热化，损害环 境质量，进而影响人类生产、生活的 一种增温效应。
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1、水体热污染
石油炼制和化工设备在生产过程中，为了冷却设备和 降温要大量使用冷却水。除了电力工业（包括火
电和核电）和冶金工业外，石油和石油化工是 冷却水的排放大户，即炼油和石油化工生产过程2627三 城市热岛效应的影响
使城区冬季缩短，夏季更热 引发异常天气-当大气环流微弱时,由于城市热 岛的存在,引起空气在城市上升,在郊区下沉,在 城市与郊区之间形成了小型的热力环境,由此 形成的风称为城市风。 造成局部地区水灾-城市上升的热气流与潮湿 的海陆气流相遇，形成乱积云，而后下降暴雨 导致气候、物候失常
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CO2 储存和利用
二氧化碳贮存到海底废弃的石油和天然气油田中。 二氧化碳气体可以在海床下安全地贮存上万年，让 人类有足够的时间找到对付全球变暖的方法。 将二氧化碳贮存到海底的技术需要在高压的环境中 进行，先将二氧化碳压缩，然后通过管道输送到海 底。 目前，英国、挪威和美国在对该技术进行测试。 作为化学原料生成碳或碳氧资源。
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为了防止地球温室效应，爱普生制定 了宏伟的目标：截至2010年，将地球 温室效应气体的绝对排放量削减60% （与1997年相比、全球范围内）。为 了实现这个目标，我们将工作的重点 放在了通过节能削减二氧化碳、以及 削减二氧化碳以外的其他温室效应物 质的排放量的两个支柱之上。
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中国国家主席胡锦涛承诺，到2020年，中 国的碳排放量将减少40%。 对中国来说，走上绿色之路与其说是一种 选择，不如说是一种必然。30年的经济发 展，已使中国成为全球第三大经济体。但 它也为此付出了高昂的代价。如今，中国 是全球第二大能源消耗国和最大的温室气 体排放国，排放量约占全球的五分之一。 按照目前的趋势，10年后，中国的排放量 可能占到全球的63%。
第六章 热污染及其控制
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本章内容
6.1 概述 6.2 水体热污染 6.3 城市热岛效应 -- 城市化对环境的影响 6.4 温室效应 -- 全球气候变化 6.5 热污染的评价与标准
6.6 热污染控制技术
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6.1 概述
6.1.1 热环境
天然热环境和人工热环境
6.1.2 热污染
水体热污染和大气热污染
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二 热污染的评价
（一）水体热环境评价
《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
UILT- 最适温度 3 MWAT 最高周平均温度 MWAT 最适温度 UILT 最高起始致死温度
温度测量 干-湿-黑球温度
温度对人体的影响
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（二）大气热环境评价 （暂时没 有标准）
①干球温度法：在温度计的水银球不加任何包被的 情况下测出的温度为大气温度，俗称气温。
在水温升高3℃以上的水域，动物的种类和 个体数都有所下降。
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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。
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6.5 热污染评价与标准
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一 水体热环境评价与标准
《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）规定，人 为原因造成的天然水体水温的变化，周平均最大温升 ≤1 ℃ ，周平均最大温降≤2℃。
国外的标准则是以保护鱼类为出发点，例如，美国规定， 向河水中排放的热量不能使在任何月份的水温超过 2.8℃，在湖泊和水库中则不允许超过1.6℃，在近海和 海湾，夏季水温不允许超过该月平均温度的0.83℃，在 冬季则不允许超过该月平均温度的1.2℃，由于人为的 原因，海水的温度变化每小时不能超过0.56℃。
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3、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。
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海湾生态的改变 --比斯坎湾
比斯坎湾热污染调查结果表明，在水温升 高4℃以上的水域中，几乎所有的动植物绝 迹，常见的硅藻、红藻和褐藻也消失了， 而代之是高温种类的蓝绿藻大量地繁殖。
CH4
N2O 氟利昂及替代物 全氯代甲烷和六氟化硫 O3?
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二 温室效应加剧的原因
温室气体排放量增加
植被破坏，温室气体吸 纳量降低
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温室效应加剧的原因
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图表3 地球温室效应物质（非二氧化碳）排放总量
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三 温室效应的影响 –全球变暖
冰川消退，海平面上升 气候带北移，引发生态问题 加重区域性自然灾害
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6.1.1 热环境
热环境（环境热特性）：供给人类生产、 生活及生命活动的生存空间的温度环境. 天然热源-- 太阳
太阳热能的辐射 – 辐射通量：8.15J /(cm2〃min)
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太阳辐射通量分配图
大气吸收, 18% 地球吸收, 47%
云层反射, 35%
地球吸收 云层反射 大气吸收
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影响地球接受太阳辐射的因素
产生的热有很大一部分是通过冷却水排放，这些热量 最后进入水体，使天然水体的温度升高，最后可能影 响水生生物的生存环境和人类的生活，这就是水体的 热污染。
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2、大气热污染
由于向大气排放含热废气和蒸气。导 致大气温度升高而影响气象条件时， 称为大气热污染。
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热污染的排放方式和冷却
热污染的排放有沿水体表层排放和倾没排放 两种。沿水体表层排放的热水向深度方向的 弥散一般不超过5米，但在水流方向上可形 成千米长的热污染带。
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1、生理热环境指标
有效温度ET：将干球温度、湿度、空气流 速对人体温暖感或冷感的影响综合成一个 单一数值的任意指标， 数值上等于产生相 同感觉的静止饱和空气的温度。 新有效温度ET＊：改变了有效温度过高的 估计了湿度在低温下对凉爽和舒适状态的 影响，把皮肤湿润度的概念引进来。
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标准有效温度SET＊：(综合考虑了不同的活动水 平,和衣服热阻,这样的一个最通用的指标)是一个 等效的干球温度。即SET＊把真实环境下的空气 温度、相对湿度、和平均辐射温度规整为一个温 度参数，使具有不同空气温度、相对湿度、和平 均辐射温度的环境能用一个SET＊值相互比较。 具体的讲，如果在环境温度为SET＊；平均辐射 温度与环境温度相同；相对环境温度为50%的等 温假想热环境中；人体的皮肤湿度和通过皮肤的 换热量与真实环境下的值相同；那么，就可以用 SET＊来表示这一真实环境的温度。
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一 定义
热岛效应：在工业区或城镇上空，由 于生产和生活废热的大量排放，其中 心地区的气温可比周围地区温度年平 均高出0.5 -- 1.5℃，这种现象在气象 学中称为热岛效应。
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二 热岛效应成因
1. 城市下垫面的变化：城区和郊区地表的热力学 性质差异较大。城区地表导热率高、总体（地 面+建筑物）热容量大。吸收热量较快，而辐射 散失热量较慢，郊区恰相反； 2. 人为热的释放：城区排放的人为热量比郊区大； 3. 城市大气成分的变化：城区大气污染物浓度大， 气溶胶微粒多，使其吸收地表长波辐射的能力 增强，在一定程度上起了保温作用。
水的各种物理性质受温度影响，例如氧气 在水中溶解度会降低。水温升高、水体中 物理化学和生物反应速度会加快，由此带 来的后果是多方面的。
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（一）水体热污染对水生生物和生态影响
1、对水生生物的直接影响 2、对水生生物的间接影响
3、对水生生物群落的影响
4、对水生生物繁殖行为的影响
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1、对水生生物的直接影响
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二、水体热污染的防治
1. 2. 减少废热入水-控制冷却水进入水体的质和量 废热综合利用-作为二次能源，灌溉温室植物、加 速微生物酶促作用，提高降解能力，排入港口防 冻 加强管理 加强隔热保温，防止热损失 寻找新能源
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3. 4. 5.
6.3 城市热岛效应
在气象学近地面大气等温线图上，郊外的广阔地区气温变化很小， 如同一个平静的海面，而城区则是一个明显的高温区，如同突出 海面的岛屿，被形象地称为“城市热岛”。
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（二）水温升高—引发流行性疾病
1965 年澳大利亚曾流行过一种脑膜炎， 后经科学家证实，其祸根是一种变形 原虫，由于发电厂排出的热水使河水 温度增高，这种变形原虫在温水中大 量孳生，造成水源污染而引起了这次 脑膜炎的流行。
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（三）水体热污染对地表水量和温度的影响
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，并增强 温室效应。
②湿球温度法：用湿棉纱包裹温度计的水银球情况 下测出的温度，为大气湿度饱和情况下的温度
③黑球温度法：将温度计的水银球放入一个直径为 15厘米、外涂黑色的空心铜球的中心测得的温度， 用以反映环境的热辐射状况。
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生理热指标
环境温度对于人体产生的生理效应， 除了温度的高低外，还与环境中的湿 度和风速（空气流动速度）等因素有 关。因此在环境生理学上常采用温度湿度-风速的综合指标来表示环境温度。 这类温度指标统称为生理热指标