Termiese besoedeling

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Jump to navigation Jump to search
Verhitte water van die Brayton Point-kragstasie in Massachusetts  word in die Mount Hope Bay gestort.[1]

Termiese besoedeling is die agteruitgang van waterkwaliteit deur enige proses wat die omringende watertemperatuur verander. 'n Algemene oorsaak van termiese besoedeling is die gebruik van water as 'n afkoelmiddel deur kragsentrales en industriële vervaardigers. Water wat as 'n afkoelmiddel gebruik is, word teen 'n hoër temperatuur in die natuurlike omgewing gestort; die verandering in temperatuur verminder die beskikbare suurstof en affekteer die samestelling van die ekosisteem. Vis en ander organismes wat by 'n spesifieke temperatuur aangepas is, kan deur 'n skielike verandering in watertemperatuur ('n skielike toename óf afname) doodgemaak word. Dit staan bekend as "termiese skok".

Stedelike afloop—stormwater wat oor paaie en parkeerareas in oppervlakwater spoel—kan ook 'n bron van verhoogde watertemperature wees.

Ekologiese gevolge[wysig | wysig bron]

Die Potrero Generation Station het verhitte water in die Baai van San Francisco gestort.[2] Die aanleg is in 2011 gesluit.[3]

Warm water[wysig | wysig bron]

Verhoogde temperature verlaag die vlak van opgeloste suurstof in water. Dit kan akwatiese diere soos visse, amfibieë en ander akwatiese organismes benadeel. Termiese besoedeling kan ook die metaboliese tempo van akwatiese diere verhoog. Verhoogde ensiemaktiwiteit veroorsaak byvoorbeeld dat organismes meer kos binne 'n korter tydjie inneem as wat die geval sou wees indien die omgewing nie versteur is nie.[4]:179 'n Verhoogde metaboliese tempo kan tot minder hulpbronne lei; die beter aangepaste organismes wat inbeweeg, kan 'n voordeel bo organismes hê wat nie aan die warmer temperatuur gewoond is nie. Dit kan daartoe lei dat die voedselkettings van die ou én nuwe omgewings benadeel word. Sommige visspesies sal stroomsegmente of kus-areas langs 'n termiese instroming vermy. Dit kan tot 'n afname in biodiversiteit lei.[5]:415-17 [6]:340

Hoë temperature beperk suurstofverspreiding na dieper water, iets wat tot anaerobiese toestande bydra. Dit kan tot verhoogde bakterievlakke lei wanneer daar genoeg voedselvoorraad is. Baie akwatiese spesies sal nie teen verhoogde temperature voortplant nie.[4]:179-80

Primêre produsente (bv. plante, sianobakteriee) word deur warm water geaffekteer aangesien hoër watertemperature plantgroeitempo's laat toeneem wat tot 'n korter lewensduur en spesie-oorbevolking lei. Dit kan 'n algebloei veroorsaak wat suurstofvlakke verminder.

Temperatuurwisselings van selfs een of twee grade Celsius kan beduidende veranderinge in die metabolisme van organismes veroorsaak en sellulêre biologie benadeel. Die vernaamste nadelige veranderinge behels dat selwande minder deurlaatbaar vir osmose is, die koagulasie van selproteïene, en die verandering van ensiemmetabolisme. Hierdie uitwerking op sellulêre vlak kan 'n nadelige invloed op mortaliteit en voortplanting hê.

'n Beduidende toename in temperatuur kan tot die denaturering van die lewensinstandhoudende ensieme lei deur waterstof- en disulfiedbindings binne die kwaternêre struktuur van die ensieme af te breek. Verminderde ensiemaktiwiteit in akwatiese organismes veroorsaak probleme soos die onvermoë om lipiede af te breek, wat tot wanvoeding lei.

In beperkte gevalle het warm water nie 'n nadelige uitwerking nie, en kan dit selfs tot verbeterde funksie van die ontvangende akwatiese ekosisteem lei. Hierdie verskynsel word veral in seisoenale water gesien en word termiese verryking genoem. 'n Voorbeeld hiervan is die groepeergewoontes van die manatee, wat gedurende die winter dikwels van kragsentrales se afvoerterreine gebruik maak. Projeksies dui daarop dat die verwydering van hierdie afvoerplekke tot 'n daling in die manateebevolking sal lei.

Koue water[wysig | wysig bron]

Die storting van onnatuurlik koue water uit reservoirs kan die vis- en makro-ongewerwelde fauna van riviere dramaties verander en rivierproduktiwiteit verminder. In Australië, waar baie riviere warmer temperatuurregimes het, is van die inheemse visspesies uitgewis en het die makro-ongewerwelde fauna dramatiese veranderinge ondergaan. Dit kan teegewerk word deur damme so te ontwerp dat die warmer oppervlakwater in plaas van die kouer water onder in die reservoir uitgelaat word.[7]

Termiese skok[wysig | wysig bron]

Wanneer 'n kragsentrale aanvanklik oopmaak of vir herstelwerk of ander oorsake gesluit word, kan visse en ander organismes wat by 'n spesifieke temperatuur aangepas is, deur die skielike verandering in watertemperatuur, hetsy 'n toename of afname, doodgemaak word. Dit staan bekend as "termiese skok."[6]:208 [8]:478

Bronne en die beheer van termiese besoedeling[wysig | wysig bron]

Afkoeltoring by die Gustav Knepper-kragsentrale, Dortmund, Duitsland

Industriële afvalwater[wysig | wysig bron]

In die Verenigde State van Amerika is kragsentrales vir ongeveer 75 tot 82 persent van die termiese besoedeling verantwoordelik.[6]:335 Die res is afkomstig van industriële bronne soos aardolieraffinaderye, papiermeulens, chemiese aanlegte, staalpletterye en smelterye.[9][10] Verhitte water van hierdie bronne kan met die volgende beheer word:

  • afkoeldamme, mensgemaakte watermassas vir afkoeling deur verdamping, konveksie en straling
  • afkoeltorings, wat afvalhitte deur verdamping en/of warmteoordrag na die atmosfeer oordra
  • mede-opwekking, 'n proses waardeur afvalhitte vir huislike en/of industriële verwarmingsdoeleindes herwin word.[11]

Sommige fasiliteite maak van deurvloeiverkoelingstelsels gebruik. Dit is egter minder effektief as bogenoemde stelsels. Die water wat deur die Potrero Generating Station in San Francisco (gesluit in 2011) in die baai gestort  is, was byvoorbeeld ongeveer 10 °C bo die omringende baaitemperatuur.[12]

'n Bioretensiesel sel vir die behandeling van stedelike afloop in Kalifornië

Stedelike afloop[wysig | wysig bron]

Gedurende warm weer kan stedelike afloop 'n swaar termiese impak op klein stroompies hê wanneer stormwater oor warm parkeerterreine, paaie en sypaadjies loop. Stormwaterbestuurfasiliteite wat die afloop absorbeer of dit na grondwater herlei, soos bioretensiestelsels en infiltrasiekomme, kan hierdie termiese impakte verminder. Hierdie en verwante stelsels vir afloopbestuur is komponente van 'n groeiende stedelike ontwerpbenadering, algemeen bekend as groen infrastruktuur.[13]

Retensiekomme (stormwaterdamme) is gewoonlik minder effektief in die verlaging van aflooptemperatuur, aangesien die water deur die son verhit kan word voordat dit 'n ontvangende stroom bereik.[14]

Sien ook[wysig | wysig bron]

Verwysings[wysig | wysig bron]

  1. Brayton Point Station: Final NPDES Permit. U.S. Environmental Protection Agency (EPA), Boston, MA (2014).
  2. Selna, Robert (2009).
  3. Pacific Gas & Electric Co. "Potrero Power Plant: Site Overview."
  4. 4,0 4,1 Goel, P.K. (2006). Water Pollution – Causes, Effects and Control. New Delhi: New Age International. ISBN 978-81-224-1839-2.
  5. Kennish, Michael J. (1992). Ecology of Estuaries: Anthropogenic Effects. Marine Science Series. Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 978-0-8493-8041-9.
  6. 6,0 6,1 6,2 Laws, Edward A. (2000). Aquatic Pollution: An Introductory Text. New York: John Wiley and Sons. ISBN 978-0-471-34875-7.
  7. Mollyo, Fran (15 September 2015). "A happier environment for fish". Phys.org. Besoek op 15 September 2015.
  8. Chiras, Daniel D. (2012). Environmental Science. Burlington, MA: Jones & Bartlett. ISBN 978-1-4496-1486-7.
  9. EPA, Washington, D.C. (May 2014).
  10. EPA (June 2006).
  11. EPA (1997). Profile of the Fossil Fuel Electric Power Generation Industry.
  12. California Environmental Protection Agency.
  13. What is Green Infrastructure?. EPA (2015-11-02).
  14. EPA (August 1999).