第八章 能源及環(huán)境

第八章能源與環(huán)境

能源是指可能為人類(lèi)利用以獲得有用能量的各種來(lái)源，象太陽(yáng)能、風(fēng)力、水力、蒸汽、化石燃料及核能、潮汐能等等均可稱(chēng)為能源。能源一次能源常規(guī)能源新能源二次能源：電力、焦碳、煤氣、沼氣、蒸汽、汽油可再生能源：水力不可再生能源：煤炭、石油可再生能源：太陽(yáng)能、風(fēng)能不可再生能源：核燃料能源的分類(lèi)根據(jù)能源消費(fèi)后是否造成污染又可分為污染型能源和清潔型型能源煤炭和石油等是污染型能源水力、電力和太陽(yáng)能是清潔型能源一、當(dāng)前世界能源的消耗情況

世界能源生產(chǎn)和消耗增長(zhǎng)都很快；尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家個(gè)人能源消耗水平越來(lái)越高，造成發(fā)達(dá)國(guó)家能耗很大，因此世界能源生產(chǎn)的增長(zhǎng)率遠(yuǎn)大于人口的增長(zhǎng)率。在世界各國(guó)中，能源消耗最多的是美國(guó)。我國(guó)的能源消費(fèi)按人口平均的能耗時(shí)，我國(guó)是很低的。1980年噸/人1986年0.76噸/人1986年美國(guó)9.43噸/人日本3.62噸/人英國(guó)5.33噸/人世界能源消耗的特點(diǎn)目前世界上消耗最多是石油由于發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)發(fā)展很快，石油消耗量很大，致使石油消耗的比例增加，改變了本世紀(jì)60年代前以煤為主要能源的局面。第三世界國(guó)家如我國(guó)、印度還是以煤炭為主。由于天然氣使用方便，對(duì)環(huán)境污染也較小，其所占比例在不斷增加當(dāng)今世界能源消耗的特點(diǎn)石油是當(dāng)今工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家能源消耗的總趨勢(shì)，但隨著石油開(kāi)采量過(guò)大，石油礦藏減少，預(yù)計(jì)今后增長(zhǎng)不會(huì)太快。考慮到各國(guó)不同的能源資源狀況，能源結(jié)構(gòu)有從石油重新轉(zhuǎn)向以煤為主要能源的趨勢(shì)。當(dāng)前世界能源是以化石燃料為主，消耗核能和水力能的比例，就是在發(fā)達(dá)國(guó)家也不高。天然氣具有廣闊的利用前景。二、能源利用對(duì)環(huán)境的影響1、化石燃料的影響⑴開(kāi)采過(guò)程的環(huán)境影響開(kāi)采工人的事故與職業(yè)性傷亡（井下采煤）地面或地面生態(tài)系統(tǒng)破壞（露天采煤）煤礦廢水的影響也不容忽視。原油開(kāi)采過(guò)程中鉆井泥漿內(nèi)加入的燒堿、鐵鉻鹽和鹽酸等化學(xué)試劑會(huì)對(duì)井場(chǎng)周?chē)蚝娃r(nóng)田造成不良影響，同時(shí)原油開(kāi)采過(guò)程中井噴事故不僅會(huì)造成人員傷亡和原油損失，還會(huì)污染大片農(nóng)田或海域，破壞生態(tài)平衡。天然氣開(kāi)采過(guò)程中易產(chǎn)生硫化氫和伴生鹽水。運(yùn)輸過(guò)程的環(huán)境影響

消耗大量的能源，堆存和裝卸過(guò)程中會(huì)發(fā)生自燃或揚(yáng)塵污染大氣環(huán)境，并由于浸出水的流失而污染周?chē)涤痛鹿屎陀痛馀畔磁撍M(jìn)入海洋而污染海洋。加工過(guò)程的環(huán)境影響洗煤水以及干燥時(shí)產(chǎn)生的灰塵、Nox和Sox，特別是的氣化和液化過(guò)程中還會(huì)排出大量污染物石油加工或煉油廠運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中排出的“三廢”更多。⑷利用過(guò)程中的污染全球氣候變暖石化能源的基本反應(yīng)：C+O2

CO2+熱燃燒生成的二氧化碳進(jìn)入大氣，同時(shí)產(chǎn)生熱能供人們使用，近百年來(lái)，由于生產(chǎn)和生活上燃料消耗用量的激增和森林的破壞，大氣中的二氧化碳的濃度以每年0.7~0.8PPM的速度遞增。熱污染ε最大=（1－TC/Th）×100%式中：Tc—低溫?zé)嵩矗蠢湓矗囟?/p>

Th—高溫?zé)嵩礈囟蕊@然，該ε隨Th↑和Tc↓而↑但是，升高Th要受到材料耐熱性能的限制，而降低冷源溫度，又受到環(huán)境的制約。，

目前運(yùn)轉(zhuǎn)的各類(lèi)火電站中熱能利用的平均效率約為33%，而燃料潛能的2/3都沒(méi)有被利用，而成為“余熱”。可是，目前許多火電站都通過(guò)冷卻水把“余熱”排入河流湖泊或海洋中。一般認(rèn)為，由火電廠排入環(huán)境的“余熱”會(huì)引起熱污染。這種廢熱水進(jìn)入水域時(shí)，其溫度比水域的溫度平均要高出7～8℃，以至明顯改變?cè)械纳鷳B(tài)環(huán)境。

首先使水體各類(lèi)無(wú)機(jī)氮含量都增加02025303540℃PH=8.5PH=8.00.040.080.120.160.200.24未離解NH3（毫克/升）長(zhǎng)山電廠的庫(kù)里泡水庫(kù)和陡河電廠的陡河水庫(kù)內(nèi)未離解氨隨水溫升高而增加0510152025303540℃（水溫）0.70.60.50.40.30.20.1PH=8.2～8.5未離解NH3（毫克/升）陡河電廠未離解氨濃度的增加，會(huì)使魚(yú)類(lèi)的血紅蛋白下降而缺氧，以至死亡。水溫升高使藻類(lèi)種群結(jié)構(gòu)發(fā)生變化硅藻綠藻藍(lán)藻501002025303540藻類(lèi)種群的改變，直接影響飼料的質(zhì)量。硅藻和綠藻是魚(yú)類(lèi)的良好飼料，而蘭藻表面有一層膜，而使魚(yú)類(lèi)難于消化、不便吸收。水體溫度的增加也影響浮游動(dòng)物（如原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)、棱角類(lèi)和撓足類(lèi)生物）的生存。水溫長(zhǎng)至27－28度時(shí)，浮游動(dòng)物數(shù)量減少，升溫至30度，又是強(qiáng)增溫水域，則大多數(shù)浮游動(dòng)物停止繁殖，甚至死亡。在強(qiáng)增溫區(qū)內(nèi)，底棲生物的增加也十分突出。由于水體周?chē)鷼鉁厣?，棲息在該地區(qū)的昆蟲(chóng)將提前蘇醒，而遠(yuǎn)離該地區(qū)本該先行蘇醒的昆蟲(chóng)，卻仍處于冬眠狀態(tài)。造成有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的中斷，破壞生態(tài)平衡。解決熱污染的措施：最好采用冷卻池和冷卻塔，使一次用水經(jīng)空氣或自然蒸發(fā)冷卻后返回使用，同時(shí)補(bǔ)充一些新水。冷卻塔有濕式和干式兩種，顆?；覊m、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、烴類(lèi)、和其他有機(jī)化合物等空氣污染物；含有懸浮固體：硫酸、氟化物、磷酸鹽、硼化物，鉻酸鹽和有機(jī)物等廢水；以及爐渣等固體廢物。濕式冷卻塔簡(jiǎn)圖其它污染物及酸雨顆粒灰塵、硫氧化物、氮氧化物、CO、烴類(lèi)和其它有機(jī)化合物等空氣污染物含有懸浮固體：硫酸、氟化物、磷酸鹽、硼化物、鉻酸鹽、和有機(jī)物等的廢水爐渣等固體廢物化石燃料（天然氣除外）燃燒時(shí)排出的氣體廢物中，以硫氧化物數(shù)量最大。其中以苯并（A）芘毒性最大。苯并（A）芘是強(qiáng)烈致癌物質(zhì)。全球每年向大氣排放的苯并（A）芘約5044噸。這些污染物對(duì)環(huán)境的危害都很大。苯并（A）芘3.4－苯并芘對(duì)策：由于以化石燃料為主要能源的局面在近幾十年內(nèi)不會(huì)有根本改變，而大氣污染的范圍又不受?chē)?guó)界所約束，因此為解決溫室效應(yīng)、酸雨及臭氧層破壞等環(huán)境問(wèn)題，必須采取大量的管理、研究和治理工作。一方面，要求有關(guān)國(guó)家各自行動(dòng)起來(lái)采取必要的措施。另一方面必須進(jìn)行國(guó)際間的協(xié)作，互相幫助、互相監(jiān)督。核動(dòng)力是利用鈾-235或（钚－239）的核，在中子轟擊下發(fā)生裂變，同時(shí)釋放出核能。優(yōu)點(diǎn)：無(wú)空氣污染，無(wú)漏油問(wèn)題，無(wú)露天礦坑，無(wú)酸性礦坑水等。缺點(diǎn)：存在放射性污染，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)它所具有的低水平輻射（有稱(chēng)慢性輻照）對(duì)人有多大的影響，它所產(chǎn)生的放射性廢物的劑量多大，數(shù)量多少，如何處置，以及環(huán)境不受損害等.所有的這些都關(guān)系到核裂變能是否可以獲得充分利用的問(wèn)題。核電站與環(huán)境慢性輻射的影響問(wèn)題放射性廢物的環(huán)境問(wèn)題反應(yīng)堆的安全問(wèn)題