Kiedy ciepło szkodzi, czyli zanieczyszczenie termiczne wody
Nie tylko bakterie, metale ciężkie i toksyny mogą wpływać na jakość wody w rzekach, jeziorach i morzach. Zanieczyszczenie termiczne to rosnący problem w zbiornikach na całym świecie – od rzeki Mississippi po Ren. Odpowiedzialność za potencjalne straty dla ekosystemów ponosi oczywiście człowiek – czy uda się nam zatrzymać negatywny trend ciepłej wody zanim będzie za późno?
Co to jest zanieczyszczenie termiczne?
Najogólniej mówiąc, zanieczyszczenie termiczne to zmiana temperatury, która prowadzi do niekorzystnej zmiany warunków fizycznych w środowisku naturalnym. Pojęcie to zazwyczaj stosuje się w kontekście wody, ale okazyjnie bywa również wykorzystywane w odniesieniu do powietrza. Przykładem tego ostatniego są np. miejskie wyspy ciepła, czyli wzrost temperatury w centrach miast wywołany sposobem zabudowy i zagospodarowania terenu. W tym przypadku cierpi jednak głównie człowiek.
Zanieczyszczenie termiczne rzek, jezior i mórz z założenia spowodowane jest działalnością ludzką i, paradoksalnie, dotyczy nie tylko wzrostu temperatury, ale również jej drastycznego obniżenia. Skutki bywają dalekosiężne i bynajmniej nie ograniczają się do organizmów żyjących w danym zbiorniku. Dopiero w ostatnich latach problem stał się jednak na tyle ewidentny, że podejmuje się próby jego ograniczenia.
Woda deszczowa z miast, która przedostaje się do środowiska również może wzmagać zanieczyszczenie termiczne, fot. photovs/envato
Skąd się bierze zanieczyszczenie termiczne?
Ogromna większość zanieczyszczenia termicznego na świecie bierze źródło w elektrowniach, zarówno tych na węgiel i gaz, jak i atomowych. Proces przetwarzania energii generuje ogromne ilości ciepła, które zagrażają funkcjonowaniu maszyn i efektywności całego procesu. Aby rozwiązać ten problem, od lat do chłodzenia wykorzystuje się wodę – darmową, bo pobieraną z rzek i jezior. Po schłodzeniu maszyn i reaktorów woda kierowana jest z powrotem do środowiska naturalnego, przekazując zyskane ciepło do szerszego systemu hydrologicznego. A różnica czasem wynosi nawet ponad 10°C.
Wodę jako substancję chłodzącą wykorzystuje się również w wielu zakładach przemysłowych, takich jak rafinerie, stalownie, papiernie czy huty. Kolejnym źródłem zanieczyszczenia termicznego są wielkie miasta. Latem, zwłaszcza w okresie upałów, woda deszczowa spływająca z dachów, chodników, ulic i innych sztucznych powierzchni gromadzi w sobie ciepło i wraca do kanalizacji z wyższą temperaturą.
Cieplejsze bywają również nieoczyszczone ścieki, które w wielu regionach świata wciąż wypuszczane są do cieków wodnych, oraz wody odpadowe z gospodarstw rolniczych. Za zwiększanie temperatury w rzekach odpowiada też wylesianie i nieodpowiedzialna polityka rolna. Prowadzą one do erozji gleby, w wyniku której brzegi się zapadają, a koryta stają się szersze i płytsze.
Stosunkowo nowym, ale niebezpiecznym źródłem ciepła są zakłady odsalania wody morskiej. W bardzo wielu z nich odrzut w postaci zagęszczonej ciepłej solanki wyrzucany jest z powrotem do morza. Jeśli takich zakładów w danym regionie jest więcej temperatura i poziom zasolenia przybrzeżnych wód mogą zmienić się dość drastycznie.
Odwróconą sytuację przekazywania bardzo zimnej wody do ekosystemów spotykamy przy zaporach wodnych. Stworzone przez człowieka zbiorniki gromadzą ogromne ilości wody, która układa się warstwami – ta na dnie jest najgęstsza i najzimniejsza. Klasyczne systemy hydrotechniczne skonstruowane są tymczasem tak, że to właśnie lodowata woda ze spodu wypuszczana jest do rzek i kanałów, zasadniczo zmieniając warunki w nich panujące.
Tabela przedstawiająca przyczyny zanieczyszczenia termicznego wód; opracowanie własne
Skutki zanieczyszczenia termicznego wód
Czy zmianę temperatury wody w rzece można faktycznie przyrównać do skażenia chemią? Okazuje się, że tak. Im cieplejsza ciecz bowiem, tym łatwiej rozpuszczają się w niej gazy. Kilkustopniowy wzrost temperatury wody w rzece lub jeziorze sprawia, że część tlenu ulega rozpuszczeniu i w rezultacie jest go mniej. Ryby, płazy i inne wodne stworzenia mogą tą różnicę odczuć bardzo dotkliwie.
To jednak nie jedyny skutek podgrzewania cieków wodnych. Ciepło w otoczeniu wzmaga również metabolizm u zwierząt, więc potrzebują one konsumować więcej jedzenia niż w chłodniejszych warunkach. Gdy dodać do tego fakt, że wraz ze wzrostem temperatury następują często migracje obcych gatunków, łańcuchy pokarmowe mogą ulec poważnemu zaburzeniu. Wiele zwierząt słabnie, choruje, nie chce się rozmnażać, umiera. Tak jak w przypadku gorączki u człowieka, wysoki wzrost temperatury może wręcz prowadzić denaturacji białek, zabijając poszczególne organizmy. W rezultacie zaburzona zostaje równowaga biologiczna, a niektóre gatunki zaczynają wymierać lub zmuszone są do migracji. Bioróżnorodność w regionach może zostać poważnie ograniczona.
Podwyższona temperatura wody pobudza też wzrost wielu roślin i wpływa na równowagę mikrobiologiczną w zbiornikach. Może np. dochodzić do przemnażania mikroglonów. Jeśli ciepła woda zwracana do ekosystemów dodatkowo zawiera zwiększone ilości związków odżywczych procesy eutrofizacji przybierają na sile. Zanieczyszczenie termalne zwiększa też wrażliwość organizmów na znajdujące się w wodzie metale ciężkie i pestycydy.
Dodajmy, że negatywne skutki pojawiają się również po wprowadzeniu do środowiska naturalnego dużych ilości zimnej wody. W Australii, gdy z zapór pompuje się wodę do letniej irygacji, negatywne skutki ochłodzenia odczuwane są nawet 400-500 km dalej. Wśród ciepłolubnych gatunków taki szok może prowadzić do zatrzymania wzrostu i rozmnażania, a nawet śmierci.
Czy zanieczyszczenie termiczne szkodzi człowiekowi?
Choć większości z nas cieplejsza rzeka lub jezioro kojarzą się z przyjemniejszą letnią kąpielą, zanieczyszczenie termiczne możne mieć negatywne skutki również dla zdrowia człowieka. Zmiana temperatury sprzyja toksycznym zakwitom glonów i rozwojowi patogenów chorobotwórczych – w rezultacie może dojść do rozwoju nie tylko lokalnych zatruć, ale szerzenia się epidemii chorób wodozależnych, o których istnieniu wolelibyśmy nawet nie wiedzieć.
Wieże chłodzące oddają ciepło bezpośrednio do atmosfery, fot. kckate16/envato
Czy można przeciwdziałać ogrzewaniu wód?
Wzrost temperatury wód słodkich i słonych jest na tyle poważnym problemem, że poszczególne kraje i międzynarodowe organizacje zaczęły uwzględniać je w swoich aktach prawnych i strategiach. W USA obowiązują już np. limity temperaturowe dla wód odpadowych z elektrowni.
Coraz więcej przedsiębiorstw rezygnuje z chłodzenia przepływowego na rzecz zamkniętego obiegu wody – rozwiązanie to pozwala dodatkowo zredukować stres środowiskowy związany z suszą. W ramach działań mitygacyjnych inwestuje się również w wieże chłodzące, które uwalniają ciepło z wody bezpośrednio do powietrza czy specjalnych chłodzących zbiorników, gdzie woda stygnie przed powrotem do środowiska naturalnego. Nowe rozwiązania techniczne umożliwiają już również wyłapywanie wody deszczowej i kierowanie jej w kierunku zbiorników retencyjnych lub wód gruntowych.
Zdaniem wielu ekspertów najcelniejszym krokiem w kierunku redukcji zanieczyszczenia termalnego jest transformacja energetyczna. Energia odnawialna z wiatru czy słońca nie wiąże się z ogrzewaniem większych ilości wody i nie zagraża temperaturze rzek oraz jezior.
Zanieczyszczenie termiczne – pytania i odpowiedzi
Jaki wzrost temperatury wody jest groźny dla ekosystemów?
Zdaniem biologów już ocieplenie o 2°C prowadzi do poważnych zmian w biologii komórkowej, wpływając m.in. na metabolizm enzymów czy koagulację białek.
Dlaczego ciepło traktowane jest w kategorii zanieczyszczenia?
Zmiana temperatury wody wpływa na procesy biologiczne zachodzące w środowisku wodnym i może prowadzić do formowania lub rozpadu związków chemicznych.
Jakie patogeny groźne dla człowieka rozwijają się w ciepłej wodzie?
Wzrost temperatury wody sprzyja namnażaniu się m.in. pałeczki salmonelli, powodujących biegunkę pałeczek Campylobacter, krętków leptospirozy czy nawet przecinkowców cholery.
Absolwentka Wydziału Zarządzania Uniwersytetu Gdańskiego, która oddała się pasji zgłębiania zagadek świata i pisania o nich. Specjalizuje się w ekologii, klimatologii i naukach przyrodniczo-naukowych. Żyje ponad granicami, dużo podróżuje, a w wolnym czasie pływa.
Opublikowany: 12 lutego, 2025 | Zaktualizowany: 29 lipca, 2025
