六、热污染

目前，大量的火力发电站和日益增多的核电站直接向大气和水域中放热，已经造成局部地区的热污染。这对小范围的局部地区可能是很重要的， 就全球范围而言，人类活动所放出的热量目前还不足以同到达地表的太阳辐射相匹敌，其总量大约是地球表面吸收太阳能总量的 0.01％，这样一小部分能量对地球热量总平衡的影响可以忽略不计。但其长期增长速度与效应必须给予足够的重视。

太阳辐射达到大气圈顶部时其能量为 350W/m2，其中大约 30％被反射， 被地表吸收的不足 50％，达到下层大气与地表的热能约为 100W/m2。

现在世界工业化地区的面积为 0.5×106km2，这些地区的能量生产占全世界的 75％，所释放出的热量平均为 12W/m2 。城市地区较高，如纽约市为630W/m2，相当于太阳辐射的 6 倍多。莫斯科人工能源所释放的热量也已超过

太阳辐射。洛杉矶县人工释放的热量为 7.5W/m2，即相当于太阳辐射的 7.5

％。可见人类活动已能对 104km2 这样大的地区产生可观的影响（图 5.26）。

图 5.26 世界能源生产所达到的规模。在 1 万平方公里面积

上人为影响已达到净辐射平衡的 10％。在 100 万平方公里密集上达到 1

％。

（资料来源：Ehrlich，P.R.等，Ecoscience：population， Resource，Environment. 1977.）

如果世界的能源生产按每年 5.6％的速率增长，从 70 年代算起至 2000 年，世界能源生产将增加五倍。发达国家一些地区内因能源生产而放出的热量将相当于太阳辐射的 20％—50％。全球平均可能使热量增加 1％。

如果说这个数字目前还能让人放心的话，那么如果不加控制，到公元2100 年时，世界人口 200 亿要达到今天美国能源消费的水平，则在全球范围内人为的热辐射将相当于太阳辐射的 2％，大陆上则 4、5 倍于此数。这是应该给予足够重视的。

目前，限于燃料和技术等原因，各类火力发电站中热能利用的平均效率约为 35％左右。也就是说燃料潜能的 2/3 没有被利用，而成为“余热”散失掉。如果作为热水供工厂或居民使用，或供暖房生产，就可以降低这部分能源的消耗。可是，许多火电站都通过冷却水把“余热”排入河流。“余热” 提高了河水的温度，结果产生多方面的环境效应。

电站废热水进入水域时，其温度比水域的温度平均要高 6—9℃。但这种水影响河水温度的程度主要取决于河流的流动状态。例如，在英格兰艾恩布里奇电站下游，在洪水期间，塞文河河水的温度只增加 0.5℃，而在低速流动情况下，河水温度会增加 8℃（Rodda 等人， 1976）。

一般来讲，水温增加 6—9℃，对温度敏感的鱼类是有害的。水中鱼类会因为升温而死亡。另外，水温的提高造成溶解氧的减少，而溶解氧是生物降解废物的氧化作用所需要的。同时，氧化的速率加快了，消耗的氧气会更多， 因而使水中氧的含量进一步降低。

温度也影响低等生物，例如浮游生物和甲壳动物。在冷水中，硅藻是水中占优势的浮游植物，不会引起严重的富营养化；在同样的营养水平上，如果提高水温，则绿藻开始占优势，硅藻减少。在高温下，蓝-绿藻大量繁殖起来，形成富营养化。热污染进一步的生态后果是，很多鱼类的产卵和回游特性会由于热状态的改变而破坏。

此外，由于热污染，水源周围环境的温度升高，栖息在该地区的昆虫将提前苏醒，而远离该地区的本应先苏醒的昆虫，却仍处于冬眠状态。昆虫苏醒次序的更迭，会造成有关生态系统中食物链的中断，破坏生态平衡，使提前苏醒的昆虫大批死亡，甚至灭绝。

河流热污染除上述火电站排放“余热”的直接原因外，还有其它原因。包括由水库的大小、深度和季节不同，造成河流温度状况的变化；由城市热岛效应产生的变化；城市渠道构造上的变化；渠道遮蔽程度的变化；暴雨径流量的变化以及地下水成分的变化等。另外，农业区人类的活动也能引起河水温度的显著变化。