水圈熱污染

　　水體與地面具有不同的性質。白天，水體表層水面接受太陽輻射后，部分太陽輻射使表層水溫上升，夜間，水體由于溫度比其上氣體溫度高，所以，以紅外線的形式向外輻射能量，使之溫度下降，在某種條件下，水面的能量收支相等，這時的水溫被稱為“平衡水溫”。

　　自然狀態下的江、河、湖、海的水溫不會高于平衡水溫，但由于這些水體沿線分布了許多城市和工廠，人為排放了一些比自然水溫高的廢水，這類水被稱為“溫排水”，由于溫排水的緣故，自然水體受到了熱污染，其水溫常常高于平衡水溫。

　　沿著江、河、湖、海布局的城市、工廠、電廠將冷卻水排入自然水體，這種冷卻水的水溫比自然水溫高7～8℃，這種溫排水進入自然水體后，在表層1～2m內擴散。日本是島國，多數電廠、鋼廠沿海布局，其冷卻水大部分排入海洋。一般的火力發電站，每10萬kw功率的冷卻水排放量為3一5t/s，原子能電站每10萬kw需冷卻水6～8t/s，可見日本沿海一帶的熱污染有多嚴重。美國的大部分工廠、電廠多依河而立，所以其冷卻水排放則使河流水域水溫大幅度提高，如流經辛辛那提的俄亥俄河因溫排水而使其水溫變高，7～8月的河水溫度有時比氣溫高出幾度!

　　冷卻水是熱量的載體，冷卻水在全部工業用水中的比重約占90%，作為熱量的載體，冷卻水源源不斷地將熱量帶給自然水體。以原子能發電廠為例，比較安全的核電站采用加壓水核反應方式發電，蒸汽也經冷凝器冷卻，冷凝器的熱量損失達到60～64%，所以，需要大量的冷卻水。

　　日本專家根據本國2000年電力規劃，以火力電冷卻水4t/10萬(kw·s)和核電冷卻水7t/10萬(kw·s)計，設發電機年利用率為77%，則共需冷卻水3940億t，相當于日本列島的總徑流量，攜帶的熱量以冷卻水溫平均增高8℃計，熱排放總量為33.5×1015～27.2×1015，這些熱量若沿日本27000km海岸平均分布，則一天1cm2水域受熱126～167J，相當于沿海水域日輻射量的7～11%，這是一個非同小可的數字。

　　由于熱污染越來越重，各國政府相繼制定了冷卻水的排放標準，并大力研究溫排水的處理方法，其目的是不使水圈變熱。然而熱量是守衡的，生出的熱量即使不進入水圈，也會進人大氣層等其它環境系統，所以，未來學家引導我們著力開發太陽能和水電，盡可能節約使用化石能。