在现代工业和城市发展的进程中,“冷却水”(cooling water)系统被广泛用于各类基础设施,包括酒店、工厂以及海水淡化厂等。这些系统通常从海洋中抽取大量海水,用于吸收机械或电气设备在连续运行中所产生的热量,从而实现降温目的。不过始料未及的是,这一过程中被加热的“冷却水”若是在未经有效处理的情况下直接排回大海,就会悄然引发一场严重的环境问题——热污染(Thermal Pollution)。

沙漠地区“冷却水”的双重叠加效应

在中东、尤其是阿拉伯半岛地区,热污染的影响尤为显著。由于地理与气候的双重特点,这一地区的海洋系统原本就处于极端环境之中。例如,红海与阿拉伯湾均为半封闭水体,水体交换能力有限,且地处高温沙漠气候区,全年高温、降雨极少、几乎没有河流注入,蒸发率极高。

更值得关注的是——全球约60%的海水淡化厂集中在这一地区。以卡塔尔为例,沿海地区遍布工业冷却设施与大型淡化厂。持续排放的高温冷却水使得原本就炽热的沿海海水温度进一步升高,形成局地“热岛效应”。

海水温度的异常升高,不仅仅是一个物理现象,它已深刻改变了沿海的生态系统。

水温的升高是导致水体溶解氧急剧下降的关键因素。由于氧气在温水中的溶解度远低于冷水,水温上升会显著降低水体能够容纳的氧气量,进而形成氧气含量不足的缺氧状态,在极端情况下甚至会发展为完全缺乏氧气的无氧状态。这种低氧、或无氧的环境,对绝大多数依赖氧气呼吸的海洋生物来说是致命的,严重威胁它们的生存。

▲浅水珊瑚生态系统,深度约5-8米。©摄影:王敏幹(John MK Wong)

从沿海生态系统的影响来说,第一个明显受到影响的是珊瑚礁生态系统。海水温度的升高导致珊瑚白化,珊瑚体内的共生藻类(虫黄藻)排出,使珊瑚失去颜色、以及重要的营养来源。持续的高温,会导致珊瑚死亡,进而破坏整个珊瑚礁生态系统,影响依赖珊瑚礁生存的无数鱼类、无脊椎动物和其他海洋生物。由此,在热污染的影响下,曾经生机勃勃的珊瑚礁区域,物种丰度、生态复杂性降低了。

许多鱼类对水温的变化非常敏感。当水体温度升高超过它们的耐受范围时,为了生存,它们可能会迁徙到更高氧的水域,改变了原有栖息地的物种组成。如果升温过快、或没有合适的迁徙路线,就容易导致大量鱼类因缺氧或疾病而死亡。在海湾地区,近岸区域多次记录到珊瑚白化与死亡现象,以及底栖鱼类(如石斑鱼、鲷鱼、鳐鱼等)的集体死亡及尸体被海浪冲上岸。

再拿海龟来说,热污染对海龟产生多方面的负面影响。许多海龟物种的性别是由卵孵化时的温度决定的,过高的温度可能导致单一性别的后代比例失衡。此外,热污染还会影响海龟的生理机能,增加其代谢压力,降低免疫力,使其更容易感染疾病。极端情况下,局部过高的水温甚至可能直接导致海龟的死亡。

这类“热污染”现象,不仅限于中东。在全球气候变暖的背景下,许多国家的沿海基础设施发展所带来的附加热负荷,正在加速海洋生态系统的崩溃。特别是在自然调节能力本就有限的封闭或半封闭海域中,问题更为严重。

▲中东地区的一个港口。©摄影:王敏幹(John MK Wong)

说到底,热污染是一种不易察觉、却极具破坏力的隐形污染。它不像石油泄漏那样直观,但它对海洋生态系统的伤害同样深远。而在全球变暖的大背景下,这种问题只会越来越严峻。

要有效的降低热污染的影响,政策制定者和基础设施开发商必须立即行动起来,采取关键措施以缓解和逆转这一趋势,包括推广冷却水再循环技术、或延迟排放,以消除直接排放造成的“热污染”;在高度生态敏感区域建立生态缓冲带、并部署先进的监测系统,以便及时预警和响应;同时,对受热污染影响区域加强科学评估、环境监管力度,确保开发活动符合可持续发展的原则;积极推动区域间的合作,共同保护共享的跨国海洋生态系统,等等。

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文 | 王敏幹(John MK Wong)
编辑 | 王海诗

排版 | 绿叶

来源: 海洋与湿地