能源與環(huán)境課件

5能源與環(huán)境引言5.1當(dāng)前世界能耗情況5.2能源利用對(duì)環(huán)境的影響

能源是指可能為人類(lèi)利用以獲取有用能量的各種來(lái)源，如太陽(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。一次能源常規(guī)能源新能源可再生能源：水力不可再生能源：煤、石油、天然氣可再生能源：太陽(yáng)能、生物能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能不可再生能源：核燃料二次能源：電力、焦炭、煤氣、沼氣、蒸汽、汽油、柴油、重油、氫、激光無(wú)煙煤煙煤石油天然氣總儲(chǔ)量標(biāo)準(zhǔn)量/1021J19.84.585.645.0034.6年限2094552實(shí)物量/105Mt7.113.281.35128.9×1012m3比重/%57.213.316.214.5100表1世界能源資源5.1當(dāng)前世界能源消耗情況（1）

自20世紀(jì)50年代以來(lái)，隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展和交通工具數(shù)量的增加，世界能源的消耗速度急劇增加。（2）發(fā)達(dá)國(guó)家能耗很大，尤其是個(gè)人能源消耗水平越來(lái)越高。（3）因此造成世界能源生產(chǎn)的增長(zhǎng)率遠(yuǎn)大于人口的增長(zhǎng)率。（4）目前世界上消耗最多的能源是石油，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20世紀(jì)60年代前以煤為主要能源的局面。一、化石燃料的影響5.2能源利用對(duì)環(huán)境的影響

（一）煤炭

1.礦井地表沉陷

2.露天開(kāi)采占地

3.酸性礦井水

4.礦井瓦斯

5.煤炭貯運(yùn)中的污染

6.洗煤廠排放水

7.煤矸石

8.煤炭的焦化、氣化和液化

9.煤炭燃燒中產(chǎn)生的污染6.洗煤廠排放水

在洗煤過(guò)程中，一般洗選一噸煤用水量4-5立方米，因選煤全國(guó)每年排出的選煤廢水就有4000萬(wàn)噸。此外，露天煤場(chǎng)煤炭裝卸時(shí)所用的降塵灑水、煤堆自燃時(shí)滅火用的水、洗膠帶沖洗用水等，如未做過(guò)處理流入江河湖海都會(huì)對(duì)水體造成污染。

（三）化石燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的污染物對(duì)環(huán)境造成的影響（1）全球氣候變化燃料中的碳轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸级M(jìn)入大氣，從而導(dǎo)致溫室效應(yīng)，改變?nèi)虻臍夂?，危害生態(tài)系統(tǒng)。（2）熱污染

熱污染首先使水體各類(lèi)無(wú)機(jī)氮含量都增加：原因是水溫升高使藻類(lèi)的繁殖加快和固氮藻的固氮速率增大。圖1和圖2分別表示長(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(NH3·H2O)隨水溫升高而增加的情況。0200.24未離解NH3/mg/L0.200.160.120.080.040.8未離解NH3/mg/L0.50.70.60.40.30.20.1253035400510152025303540水溫/℃水溫/℃圖1未離解氨隨水溫的變化長(zhǎng)山電廠——庫(kù)里泡水庫(kù)，夏季圖2未離解氨隨水溫的變化徒河電廠——徒河水庫(kù)，夏季pH=8.5pH=8.0pH=8.2~8.5其二，水溫升高使藻類(lèi)種群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。如淡水浮游藻類(lèi)，在10～15℃時(shí)硅藻占優(yōu)勢(shì)，27～32℃時(shí)綠藻與少量藍(lán)藻占優(yōu)勢(shì)，＞35℃則藍(lán)藻占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)（圖3）。其三，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。

其四，在強(qiáng)增溫區(qū)內(nèi)，底棲生物的增加也十分突出。其五，昆蟲(chóng)蘇醒次序的這種更迭，會(huì)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，使提前蘇醒的昆蟲(chóng)大批死亡，甚至滅絕。這是一般熱污染所共有的對(duì)環(huán)境的不良影響。（3）其它污染物及酸雨氣體廢物中硫氧化物數(shù)量最大，苯并（a）芘最毒

1987年底，核能在全世界能源中所占的比重為8％，預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到31％（見(jiàn)下表）年份石油煤天然氣核能其他總計(jì)1979432820271002000292823101010020201126133119100二、核電站與環(huán)境單位：%核電站對(duì)環(huán)境的影響

1）慢性輻射的影響問(wèn)題2）放射性廢物的環(huán)境問(wèn)題3）反應(yīng)堆的安全問(wèn)題3）反應(yīng)堆的安全問(wèn)題

目前世界上普遍使用的反應(yīng)堆都是輕水堆，功率一旦過(guò)高，核裂變反應(yīng)就變?nèi)?，功率自?dòng)復(fù)原，或由操作人員通過(guò)調(diào)整使功率復(fù)原，即便操作人員未發(fā)現(xiàn)，緊急停堆裝置也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停堆。同時(shí)，根據(jù)日本福島核電站地震后泄漏的事故表明，核電站選址的安全問(wèn)題也應(yīng)該提高重視程度。

水庫(kù)建造的過(guò)程與建成之后，對(duì)環(huán)境的影響：

1.可能誘發(fā)地震

2.改變生態(tài)環(huán)境

3.影響氣候

4.泥沙沉積和水質(zhì)改變?nèi)⑺Πl(fā)電對(duì)環(huán)境的影響5生物方面這與水庫(kù)具體的地理位置和季節(jié)有關(guān)。6社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面修建水庫(kù)可改善用水的供應(yīng)和管理，增加農(nóng)田灌溉，生產(chǎn)電力及其它工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，但同時(shí)亦有其不利之處，如居民搬遷后重新定居，會(huì)對(duì)社會(huì)結(jié)構(gòu)(宗教信仰、生活習(xí)慣、農(nóng)村戶(hù)口轉(zhuǎn)城鎮(zhèn)戶(hù)口等)產(chǎn)生影響。以上幾個(gè)方面的影響，彼此又相互作用，使情況更為復(fù)雜(如圖1)，因此，對(duì)利用水電所帶來(lái)的環(huán)境影響決不能等閑視之。下面以我國(guó)丹江口水利樞紐為例，說(shuō)明水力發(fā)電對(duì)環(huán)境的影響。丹江口水利樞紐位于漢水上游，有一個(gè)狹長(zhǎng)的水庫(kù)，面積l050km2，壩頂高程l75m，庫(kù)容290.5億m3。建成后，給我國(guó)帶來(lái)不少利益，但對(duì)環(huán)境也發(fā)生很大影響。（1）河流水溫從l6.8℃上升到18℃，使河水蒸發(fā)量增大。（2）地震活動(dòng)增加（3）河流水質(zhì)改變（4）為了建庫(kù)需遷移人口38萬(wàn)，同時(shí)重建城鎮(zhèn)3座，而且春秋戰(zhàn)國(guó)和漢唐古墓多淹沒(méi)在地下，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面造成不少損失。上例說(shuō)明，建設(shè)大型水電站確實(shí)存在許多不利影響。針對(duì)巨大水電工程可能造成的環(huán)境影響，人們認(rèn)真對(duì)待，反復(fù)試驗(yàn)研究，提出了許多有效的技術(shù)措施與方法，減輕三峽工程的不利影響。（1）采用“蓄清排渾”的運(yùn)行方式，防止泥沙迅速淤積而使水庫(kù)報(bào)廢，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期保持水庫(kù)庫(kù)容。所謂“蓄清排渾”，就是在汛期來(lái)沙多的時(shí)候，水庫(kù)就在低水位下運(yùn)行，令泥沙隨洪水泄離水庫(kù)；汛后水清沙少，水庫(kù)便蓄水，滿足發(fā)電、航運(yùn)和供水的需要。按照這種運(yùn)行方式，庫(kù)容就可以長(zhǎng)期保存下去。（2）采取正確的移民措施，保持社會(huì)安定（3）及時(shí)放空水庫(kù)以減少戰(zhàn)爭(zhēng)破壞帶來(lái)的災(zāi)難（4）提前發(fā)掘、遷建文物