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Thermische Verschmutzung: Auswirkungen, Ursachen und Bekämpfung!
Eine Erhöhung der optimalen Wassertemperatur durch industrielle Prozesse (Stahlwerke, Elektrizitätswerke und Atomkraftwerke) kann als „thermische Verschmutzung“ bezeichnet werden. Viele Industrien erzeugen ihren eigenen Strom und verwenden Wasser zur Kühlung ihrer Generatoren.
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Dieses heiße Wasser wird in das System freigesetzt, aus dem es entnommen wurde, und verursacht eine Erwärmungstendenz des Oberflächenwassers. Wird das System schlecht gespült, kann es zu einem dauerhaften Anstieg der Temperatur kommen. Wird das Wasser jedoch in das gut gespülte System eingeleitet, kommt es nicht zu einer dauerhaften Temperaturerhöhung.
Auswirkungen:
Viele Organismen werden durch das heiße Wasser sofort abgetötet, was zu einer hohen Sterblichkeit führt. Es kann zu weiteren Störungen im Ökosystem führen. Fischeier können vorzeitig oder gar nicht schlüpfen. Sie kann das tages- und jahreszeitliche Verhalten und die Stoffwechselreaktionen der Organismen verändern. Es kann zu ungeplanten Wanderungen von Wassertieren führen.
Auch die makrophytische Population kann sich verändern. Da die Temperatur ein wichtiger limitierender Faktor ist, kann schon ein geringer Temperaturanstieg in einer Population zu gravierenden Veränderungen führen. Um die thermische Verschmutzung zu minimieren, sollte heißes Wasser gekühlt werden, bevor es aus Fabriken abgelassen wird, und die Beseitigung von Baumkronen und Bewässerungsrückflüssen sollte verboten werden.
Ursachen oder Quellen der thermischen Verschmutzung:
Die verschiedenen Ursachen der thermischen Verschmutzung sind wie folgt:
(1) Kohlebefeuerte Kraftwerke:
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Einige Wärmekraftwerke verwenden Kohle als Brennstoff. Kohlekraftwerke sind die Hauptquelle für die thermische Verschmutzung.
(2) Industrielle Abwässer:
Industrien, die Strom erzeugen, benötigen große Mengen an Kühlwasser zur Wärmeabfuhr. Andere Industriezweige wie die Textil-, Papier-, Zellstoff- und Zuckerindustrie setzen ebenfalls Wärme im Wasser frei, allerdings in geringerem Maße.
(3) Kernkraftwerke:
Kernkraftwerke emittieren eine große Menge ungenutzter Wärme und Spuren giftiger radioaktiver Stoffe in nahe gelegene Wasserläufe. Emissionen aus Kernreaktoren und Aufbereitungsanlagen sind auch für die Erhöhung der Temperatur von Gewässern verantwortlich.
(4) Wasserkraft:
Die Erzeugung von Strom aus Wasserkraft führt ebenfalls zu einer negativen thermischen Belastung der Gewässer.
(5) Häusliche Abwässer:
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Häusliche Abwässer werden oft ohne Abwasserbehandlung in Flüsse, Seen, Kanäle oder Bäche eingeleitet. Die kommunalen Abwässer haben in der Regel eine höhere Temperatur als die Vorfluter. Mit der Erhöhung der Temperatur des Vorfluters sinkt der Gehalt an gelöstem Sauerstoff (DO), der Sauerstoffbedarf steigt und es treten anaerobe Bedingungen auf.
Kontrolle der thermischen Verschmutzung:
Die Kontrolle der thermischen Verschmutzung ist notwendig, da ihre schädlichen Auswirkungen auf das aquatische Ökosystem in der Zukunft nachteilig sein können. Durchführbare Lösungen für chronische thermische Ableitungen in die Gewässer sind wie folgt:
(1) Kühlteiche:
Kühlteiche oder -becken sind die einfachste Methode zur Kontrolle thermischer Einleitungen. Erhitzte Abwässer auf der Wasseroberfläche in Kühlteichen maximieren die Wärmeabgabe an die Atmosphäre und minimieren die Wasserfläche und das Volumen. Dies ist die einfachste und billigste Methode, die das Wasser auf eine sehr niedrige Temperatur abkühlt. Die Technik allein ist jedoch weniger wünschenswert und ineffizient in Bezug auf den Luft-Wasser-Kontakt.
(2) Kühltürme:
Die Verwendung von Wasser aus Wasserquellen zu Kühlzwecken mit anschließender Rückführung in den Wasserkörper nach Durchlaufen des Kondensators wird als Kühlverfahren bezeichnet. Um den Kühlprozess effektiver zu gestalten, werden Kühltürme entwickelt, um die Temperatur des Wassers zu kontrollieren. Kühltürme werden nämlich zur Ableitung der zurückgewonnenen Abwärme verwendet, um die Probleme der thermischen Verschmutzung zu beseitigen.
(3) Künstlicher See:
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Künstliche Seen sind künstlich angelegte Gewässer, die eine mögliche Alternative zur einstigen Kühlung bieten. Die erhitzten Abwässer können an einem Ende in den See eingeleitet werden, und am anderen Ende kann das Wasser für Kühlzwecke entnommen werden. Die Wärme wird schließlich durch Verdunstung abgeführt.
Diese Seen müssen ständig verjüngt werden. Es wurde eine Reihe von Methoden vorgeschlagen und entwickelt, um die thermischen Abwässer von Kraftwerken in nützliche Wärmequellen umzuwandeln und so den Nutzen zu maximieren.
Some of the potential physical applications for thermal discharge (rejected heat) of power plants are:
i. Industrial and space heating.
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ii. Biological applications such as soil warming.
iii. Fish culture, livestock shelters and for heating greenhouses.
Most of these potential physical applications are of colder regions or locations.