by Abby Rabinowitz
podczas gdy paliwa kopalne stały się powszechnie uznawane za główne źródło zanieczyszczeń, znacznie mniej uwagi poświęcono zanieczyszczeniom termicznym. Zanieczyszczenie termiczne występuje, gdy woda używana do chłodzenia elektrowni i fabryk jest uwalniana do środowiska w wyższej temperaturze. Chociaż woda ta jest zazwyczaj czysta, powoduje jednak poważne problemy środowiskowe, takie jak szkody dla życia wodnego, zakłócenia ekosystemów i zmiany klimatu.
co to jest zanieczyszczenie termiczne?
zanieczyszczenie termiczne to zanieczyszczenie spowodowane dodawaniem ciepła do ekosystemu, które niekorzystnie wpływa na ekosystem. Raport US Geologic Survey oszacował Zużycie wody w Stanach Zjednoczonych w 2005 r. szacuje, że elektrownie i zakłady przemysłowe wycofują około 219 miliardów galonów zimnej wody dziennie z otaczających ekosystemów.
podstawowym przeznaczeniem tej wody jest chłodzenie procesów przemysłowych, które wytwarzają ciepło. W USA około 75 do 82 procent zanieczyszczenia termicznego jest generowane przez elektrownie. Inne źródła zanieczyszczenia termicznego mogą obejmować: elektrownię jądrową, elektrownię węglową, odpady przemysłowe, rafinerie ropy naftowej, ścieki, celulozownie i papiernie, zakłady chemiczne, huty, huty, elektrownię wodną i elektrownię cieplną. Woda zwracana przez którykolwiek z tych systemów może powodować zmiany temperatury i mieć szkodliwy wpływ na ekosystem wodny, a także zwierzęta wodne.
zanieczyszczenie termiczne w USA
w 2013 r.szacuje się, że 1260 obiektów w USA wycofało co najmniej 2 miliony galonów wody chłodzącej dziennie. W przeciwieństwie do typowego systemu kotłów, który ponownie wykorzystuje tę samą wodę w obiegu zamkniętym, obiekty te zazwyczaj wykorzystują „jednokierunkowe” systemy chłodzenia, które wykorzystują wodę chłodzącą raz i natychmiast zwracają ją do środowiska. Wykazano, że jednokrotne systemy chłodzenia zwracają wodę o średniej temperaturze 10 stopni Celsjusza cieplejszej niż temperatura wody otoczenia! Od 2014 r. w samych Stanach Zjednoczonych istnieje ponad 1200 obiektów, które używają jednorazowych systemów chłodzenia, jednak jest to również poważny problem globalny. Poprzez pompowanie tej ciepłej wody do ekosystemów, zanieczyszczenie termiczne podgrzewa otaczającą wodę, znacznie szkodząc otaczającym ekosystemom.
skutki zanieczyszczenia termicznego
przez miliony lat ekosystemy przystosowały się do wielu zmian na Ziemi. Jednak zmiany te występowały przez długi czas, znacznie wolniej niż to, co dzieje się obecnie w wyniku zanieczyszczenia termicznego. Kiedy temperatura wody wzrasta na danym obszarze nawet o kilka stopni Celsjusza, mogą zaistnieć istotne implikacje dla obecnego ekosystemu wodnego.
skutki szoku termicznego
nagłe zmiany temperatury mogą powodować szok termiczny, raniąc rośliny, ryby i inne zwierzęta morskie. Dzieje się tak, ponieważ ciepło odpadowe z procesu chłodzenia w elektrowniach i elektrowniach generuje i odprowadza ciepłą wodę, co z kolei zmniejsza poziom tlenu, zabijając ryby, zmieniając skład łańcuchów pokarmowych i zmniejszając bioróżnorodność ekosystemów oceanicznych. Ponadto wyższe temperatury wody zmniejszają zdolność tlenu do docierania do głębszych wód, co znacznie obniża jakość wody dla gatunków wodnych. Stwarza to warunki beztlenowe, które są bardziej odpowiednie dla bakterii, zmieniając równowagę łańcucha pokarmowego i całego ekosystemu.
dlaczego zanieczyszczenia termiczne są szkodliwe dla ekosystemów?
dlaczego cieplejsza woda jest tak szkodliwa dla ekosystemów? Na początek, cieplejsza temperatura wody powoduje mniej tlenu w wodzie niż w chłodniejszej wodzie. Brak tlenu zabija ryby i inne gatunki wodne, jednocześnie promując warunki beztlenowe, które umożliwiają rozwój bakterii.
najlepszym przykładem tego zjawiska jest Zatoka Meksykańska, gdzie zrzuty z pobliskich rzek stworzyły hipoksywną „martwą strefę”, która urosła do 6334 mil kwadratowych lub więcej niż 4 miliony akrów, które obecnie nie nadają się do zamieszkania przez ryby. Szacuje się, że 79 miliardów ryb i innych zwierząt morskich jest zabijanych każdego roku w samych wodach Kalifornii w wyniku zanieczyszczenia termicznego! Ta szokująco wysoka liczba świadczy o szkodliwym wpływie zanieczyszczenia termicznego w jednym ekosystemie.
ramy prawne dotyczące zanieczyszczenia termicznego
zanieczyszczenie termiczne podlega ustawie o czystej wodzie, która została uchwalona w 1948 roku i rozszerzona w 1972 roku. Sekcja 316(a) reguluje źródła zanieczyszczeń z wyładowaniami termicznymi i upoważnia Amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (EPA) do regulowania zrzutów termicznych za pośrednictwem krajowego systemu eliminacji zanieczyszczeń (Npdes).
EPA z kolei delegowała uprawnienia do wydawania pozwoleń do 46 państw. Proces ten wymaga od elektrowni i fabryk ubiegania się o pozwolenia na zrzut i uzyskania wariancji, gdy proponowane ilości zrzutu przekraczają ustawowe poziomy. Co ważne, w art. 316 lit.a) Ustawy o czystej wodzie zakazuje się zakładom, które nie posiadają zezwoleń na zmianę, podnoszenia temperatury rzeki powyżej wartości progowych w zakresie, w jakim konieczne może być ograniczenie wytwarzania energii elektrycznej.
ramy prawne dotyczące zanieczyszczenia termicznego w praktyce
więc jeśli proces regulacyjny już istnieje, dlaczego taki problem istnieje? Teoretycznie rośliny są zobowiązane do przedkładania szczegółowych informacji potwierdzających, aby udowodnić, że proponowane wyładowania termiczne nie będą miały negatywnego wpływu na otaczające środowisko i bioróżnorodność, a regulatory mają zapewnić różnice tylko w Warunkach akceptowalnych dla środowiska. Niestety, jak poinformowano w biurze Generalnego Inspektora Kontroli Agencji Ochrony Środowiska (EPA) w 2013 r., wiele zezwoleń zostało przyznanych w wyniku niedostatecznego nadzoru. Na przykład 55% zezwoleń poddanych przeglądowi w ramach tego badania nie zawierało szczegółowych uzasadnień dla decyzji państwa o zatwierdzeniu wariancji. Ponadto pewne różnice zostały przyznane na podstawie tego, że zakłady będą gromadzić dane na temat wpływu na środowisko, a nie wymagać od nich instalowania najlepszych dostępnych technologii.
rozwiązania zanieczyszczenia termicznego
najczystszym rozwiązaniem jest zatrzymanie odprowadzania cieplejszej wody z powrotem do ekosystemów.
ale jak?
oczywistym krokiem jest nakazanie elektrowniom i fabrykom przywrócenia wody chłodzącej do pierwotnej temperatury. Etapem aspiracyjnym byłoby wykorzystanie podgrzanej wody do napędzania innych korzystnych procesów, takich jak ogrzewanie. Niestety, te dodatkowe kroki są kosztowne i wiązałyby się z dodatkowymi kosztami dla nowych instalacji i uciążliwą modernizacją istniejących instalacji. Takie zmiany wymagają przewidywania i interwencji regulacyjnej.
egzekwowanie przepisów w celu zapobiegania zanieczyszczeniom termicznym
w pierwszym kroku EPA musi wykonać swoją część, aby egzekwować istniejące przepisy. Potrzebujemy bardziej rygorystycznego egzekwowania wszystkich nowych wniosków o pozwolenia i wariancji, aby zapewnić zgodność nowych projektów z obowiązującymi normami.
po drugie, EPA powinna zrewidować istniejące zezwolenia, które mogą być niewystarczające i nakazać natychmiastowe ulepszenia.
Po Trzecie, powinniśmy ocenić, czy obowiązujące przepisy są wystarczająco surowe. Na przykład w Stanach Zjednoczonych wiele stanów ma przepisy, że temperatura odprowadzania wody chłodzącej nie może przekraczać 30°C-40°C. Jednak w wielu przypadkach ta wysoka temperatura jest nadal znacznie cieplejsza niż naturalna temperatura otaczających jezior, strumieni, rzek i oceanów.
podnoszenie świadomości na temat zanieczyszczenia termicznego
wreszcie, musimy nagłośnić komunikat o wyładowaniach termicznych, aby osiągnąć świadomość podobną do paliw kopalnych, co z kolei pomoże wprowadzić ważne i niezbędne zmiany.
Religia i zanieczyszczenie termiczne
zmiana temperatury wody nie wydaje się znaczącym problemem w porównaniu z zanieczyszczeniem wody, ale jak wyjaśnił ten post na blogu, zanieczyszczenie termiczne jest poważnym problemem, którym należy się zająć, aby chronić nasze ciała wodne i żyjące w nich organizmy wodne.
w judaizmie istnieją prawa dotyczące podgrzewania wody w szabat. Prawa te pomagają uwrażliwić na świadomość, że podgrzewanie wody jest podstawową częścią naszego życia, a jednocześnie jest niezwykle potężne. Wielu z nas zna kogoś, kto został skrzywdzony przez poparzoną gorącą wodę, a może nawet nam się to przydarzyło. Religijne przypomnienia dotyczące mocy i obowiązków związanych z ogrzewaniem wody w naszym życiu osobistym mogą pomóc wzmocnić znaczenie monitorowania jej regulacji na skalę przemysłową.
Obyśmy uznali dobrodziejstwo posiadania ciepłej wody i byli czujni, aby zanieczyszczenia termiczne nie szkodziły naszym cennym ekosystemom.