ما هو التلوث الحراري؟
يطلق عليه أحيانًا التخصيب الحراري، وهو تدهور المياه بأي عملية كتغير درجة الحرارة في المياه المحيطة، من الأسباب الشائعة للتلوث الحراري استخدام المياه كمبرد من قبل الشركات المصنعة الصناعية ومحطات الطاقة، حيث تشمل الأسباب الأخرى للتلوث الحراري تآكل التربة وسيؤدي ذلك إلى رفع الماء وتعريضه لأشعة الشمس، عندما يتم إرجاع المياه المستخدمة كمبرد إلى البيئة الطبيعية عند درجة حرارة أعلى، فإن التغير المفاجئ في درجة الحرارة يقلل من إمدادات الأكسجين ويؤثر على تكوين النظام البيئي.
تعيش الكائنات الحية والنظم البيئية في مجموعة من الظروف البيئية، بالنظر إلى درجات الحرارة القصوى في الكواكب الأخرى فإن نطاق درجة حرارة الأرض صغير جدًا، إذ أن درجات حرارة الكوكب بالنسبة لأكثر المخلوقات المرتبطة بالأرض تتكيف تكيفًا ضيقاً للغاية، وبالتالي فإن أحد العوامل الرئيسية في الصحة العامة والظروف البيئية هو نطاق درجة الحرارة.
يمكن للأنشطة البشرية التي يسببها الإنسان أن تغير موازين الحرارة داخل البيئة مثل العوامل الأساسية الأخرى اللازمة للحفاظ على الحياة، حيث تكون الحرارة ملوثة إذا كانت الأوضاع تملي ذلك، كما أن الأكسجين أو الماء يضغط على كائن حي أو نظام بيئي كبير، وهذا يسبب نطاق درجة الحرارة المثلى، يختلف هذا النطاق بين الأنواع وبالتالي فإن إطلاق الحرارة في نظام بيئي يمكن أن يغير موطن نوع واحد أو أكثر، بحيث تنخفض درجة الحرارة خارج النطاق الأمثل.
قد تؤثر الحرارة المضافة بشكل غير مباشر على البيئة من خلال تغيير الظروف الأخرى التي تضر بالكائنات الحية بما في ذلك البشر، كما يحصل تغيرات ملحوظة في الأكسجين المذاب في المياه السطحية، حيث يمكن أن تحدث هذه المدخلات على أي نطاق بيئي، على سبيل المثال على المستوى الخلوي يتدخل تغيير صغير في جزء من النظام المائي في التمثيل الغذائي الميكروبي.
على مستوى الكواكب تؤدي التغيرات واسعة النطاق في موازين الحرارة العالمية إلى زيادة درجات الحرارة المحيطة الموسمية، والتي يمكن أن تسبب أو تفاقم المشاكل الصحية البشرية والبيئية، على سبيل المثال ترتبط درجات الحرارة المحيطة المرتفعة بزيادة حالات الإجهاد الحراري ويمكن لهذه الزيادات في درجات الحرارة نفسها إلى جانب التغيرات المناخية غير المباشرة الأخرى أن تؤثر سلبًا على النظم البيئية والسكان البشريين.
عادة ما تكون المخلفات السائلة في المصنع أكثر دفئًا من مياه البحر التي تصب فيها، وبالتالي من المحتمل أن تضيف التلوث الحراري إلى التلوث الكيميائي الذي تنتجه، ومع ذلك عادة ما يكون هذا التلوث الحراري صغيرًا أو حتى غير مهم وهو فقط مع ظهور محطات الطاقة النووية (التي تستخدم كميات كبيرة من المياه لتبريد أغراض وتفريغها مرة أخرى في البحر عند درجات حرارة أعلى بمقدار 10 درجات مئوية أو أكثر).
يمكن تخزين حيوانات الشاطئ الرملي تحت سطح الأرض إلى حد ما ضد التغيرات قصيرة المدى في درجة الحرارة بطريقة لا تفعلها حيوانات الشاطئ الصخرية، ومع ذلك فهي ليست محمية بأي شكل من الأشكال ضد التغيرات في درجة الحرارة على المدى الطويل التي تصاحب التشغيل المستمر لمحطات التوليد.
ما هي أسباب التلوث الحراري وتأثيره على البيئة؟
- يعد الماء كعامل تبريد في محطات توليد الطاقة والصناعات التحويلية والصناعية: تعتبر مصانع الإنتاج والتصنيع أكبر مصادر التلوث الحراري، تُستخدم بعض النباتات في هذه المصانع؛ لانها تقوم بسحب المياه من مصدر قريب للحفاظ على برودة الماكينات ثم إطلاقها مرة أخرى إلى المصدر مع درجات حرارة أعلى، عندما تعود المياه الساخنة إلى النهر أو المحيط ترتفع درجة حرارة الماء بشكل حاد.
عندما يتم تغيير مستويات الأكسجين في الماء يمكن أن يؤدي ذلك أيضًا إلى تدهور جودة الحياة البرية التي تعيش تحت الماء، من خلال تغيير هذه البيئات الطبيعية تساعد الصناعات بشكل أساسي على تقليل جودة الحياة لأشكال الحياة البحرية، والتي يمكن أن تدمر الموائل في النهاية إذا لم يتم التحكم فيها، يمكن قتل الأسماك والكائنات الحية الأخرى التي يتم تكييفها مع نطاق درجة حرارة معينة عن طريق التغيير المفاجئ في درجة حرارة الماء (إما الزيادة أو النقصان السريع) المعروفة باسم الصدمة الحرارية. - تآكل التربة: تآكل التربة هو عامل رئيسي آخر يسبب التلوث الحراري، إذ يؤدي تآكل التربة إلى نقل بعض الملوثات الأرضية الى المياه مما يجعلها أكثر عرضة لأشعة الشمس ويمكن أن تكون درجة الحرارة المرتفعة قاتلة للأحياء المائية؛ لأنها قد تؤدي إلى ظروف لا هوائية.
- إزالة الغابات: تمنع الأشجار والنباتات أشعة الشمس من السقوط مباشرة على البحيرات أو البرك أو الأنهار، وذلك عندما تتم إزالة الغابات، حيث تتعرض هذه المسطحات المائية مباشرة لضوء الشمس وبالتالي تمتص المزيد من الحرارة وترفع درجة حرارتها، كما أن إزالة الغابات هي السبب الرئيسي لارتفاع تركيزات غازات الدفيئة أي الاحترار العالمي في الغلاف الجوي.
- الجريان السطحي من الأسطح المعبدة: يمكن أن تؤدي المياه الجارية الحضرية التي يتم تصريفها إلى المياه السطحية من الأسطح المعبدة مثل الطرق ومواقف السيارات إلى جعل المياه أكثر دفئًا، وخلال مواسم الصيف يصبح الرصيف ساخنًا جدًا مما يخلق جريانًا دافئًا يصل إلى أنظمة الصرف الصحي والأجسام المائية.
- الأسباب الطبيعية: يمكن أن تؤدي الأسباب الطبيعية مثل البراكين والفتحات الحرارية الأرضية والينابيع الساخنة تحت المحيطات والبحار إلى الحمم الدافئة لرفع درجة حرارة المسطحات المائية، حيث يمكن أن يوفر البرق أيضًا كمية هائلة من الحرارة في المحيطات، وهذا يعني أن درجة الحرارة الإجمالية لمصدر المياه سترتفع مما سيكون له تأثيرات كبيرة على البيئة.
- برك الاستبقاء: يمكن أن تكون برك الاحتفاظ مصدرًا آخر للصدمة الحرارية؛ لأن المسطحات المائية الصغيرة نسبيًا والضحلة يمكن أن تمتص قدرًا كبيرًا من الطاقة الحرارية من الشمس، عندما يتم ضخ هذه المياه مباشرة في نهر أو بحيرة أو خليج فإنه يسبب زيادة كبيرة في درجة الحرارة، وهو يشبه صب إبريق ساخن من الماء في حوض الاستحمام المليء بالماء الذي يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الماء.
- الصرف الصحي المحلي: عادةً ما يتم تصريف مياه الصرف الصحي المنزلية في الأنهار أو البحيرات أو القنوات أو الجداول دون معالجة النفايات، حيث تكون درجة حرارة مياه الصرف الصحي للبلدية أعلى من مياه الاستقبال، ومع زيادة درجة حرارة المياه المستقبلة ينخفض الأكسجين المذاب (DO) ويزداد الطلب على الأكسجين مما يتسبب في ظروف لا هوائية وهذه الظروف تعني أنها لا تحتاج الى اكسجين.
تقلل درجة الحرارة المرتفعة بشكل عام من مستوى الأكسجين المذاب في الماء وعادة ما تكون الغازات أقل قابلية للذوبان في السوائل الأكثر سخونة، يمكن أن يضر هذا الحيوانات المائية مثل الأسماك والبرمائيات والكائنات المائية الأخرى، وقد يزيد التلوث الحراري أيضًا من معدل التمثيل الغذائي للحيوانات المائية كنشاط إنزيمي ينتج عنه استهلاك هذه الكائنات الحية لعدد أكبر من الطعام في وقت أقصر مما لو لم تتغير بيئتها.
