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1、能源的开发利用和环境保护,主讲: 李文海,总纲,一、环保的重要性 二、常规能源的污染1.化石燃料的污染2.水力资源 对环境的破坏 三、新能源的开发利用及对环境的影响1.核能2.太阳能3.风能4.生物能5.其它新能源:地热能、海洋能源,一、环境保护 任重而道远,近十多年来，在我国经济高速待续发展的同时，环境污染问题也表现得十分严峻。从水环境来讲，全国七大河流都受到了不同程度的污染，近一半河段污染严重，“三河”（淮河、辽河和海河）问题尤为突出；,吉林石化公司爆炸造成松花江发生重大水污染事件,人也太多点吧,“抢光了”,以“三湖”（滇池、太湖和巢湖）为代表的湖泊营养化污染也相当严重；一些地区的地下水和
2、饮用水源受到严重污染，对人体健康造成极大影响，在一地区，因重金属污染发生的中毒事件令大触目惊心。,工业废水排入河流,伊拉克战争污染导致缺水,拍摄地点：惠阳区淡水河 拍摄时间：2005.4.10,岸边草苍苍 鱼虾死光光,拍摄地点：惠阳区淡水河 拍摄时间：2005.4.10,母亲“血液”里流的是什么？,不少大中城市的空气污浊，在世界10大空气污染最严重城市中，中国占8个(这十个城市分别为：贵阳、重庆、太原、兰州、米兰、淄博、北京、广州、墨西哥城、济南沈阳）。据国内外环境经济学专家分析，在全国范围内每年因大气污染超过国家标准而过早死亡的人数达15-20万！华中、西南和华南地区酸雨区已占国土面积的30
3、%左右，造成的经济损失巨大。,北京市环境监测中心预测日的市区空气质量仍为五级，属重度污染。,城市被烟雾笼罩,工业废弃物累计堆积量已超过66亿吨， 2/3的城市陷入垃圾包围之中。如何在经济高速发展的同时，控制环境污染，改善环境质量，以实现社会经济可持续发展是我国今后的一项长期任务。,一粒纽扣电池可以污染600吨水,电子垃圾被填埋或焚烧都会严重污染环境,能源及分类,常规能源:,像煤、石油、天然气等矿产燃料以及水能资源，是目前人类广泛应用的能源，在技术上也比较成熟，我们称之为常规能源。,新能源:,目前人类刚开始利用或正在积极研制、有待推广的能源 .如:核能、太阳能、潮汐、地热、生物能等。,煤、石油、
4、天然气这些能源燃烧后会给环境带来严重后果 污染环境,火力发电厂排向大气的滚滚浓烟,二、常规能源的污染,这些化石燃料的大量消费增加了大气中的二氧化碳的浓度，引起地球暖化，此外生成的二氧化硫和氮 化硫和氮氧化物会形成酸雨，严重破坏地球环境。,当今世界的能量消费的90%是依靠石油、天然气和煤炭。,(一)化石燃料的污染,化石燃料是目前世界一次能源的主要部分，其开采、燃烧耗用等方面的数量都很大，从 而对环境的影响也令人关注。,1.开采过程对环境的影响最典型的是煤炭开采，包括开采对土地的损害、对村庄的损害和对水 资源的影响。,2003年7月7日河南登封煤矿透水事故21名被困矿工全部遇难,2003年11月1
5、4日江西丰城煤矿瓦斯爆炸事故49人遇难,2004年2月5日山西灵石煤矿爆炸 29人惨死,2004年10月20日河南大平特大矿难现场已发现147名矿工遗体,据不完全统计，迄今为止平均每开采万吨煤炭塌陷农田0.2公顷，平均每年塌 陷2万公顷。我国建筑物下压煤超过48亿吨，其中村庄下压煤占2/3。,2005年黑龙江省七台河矿难遇难数166名,2005年12月10日河北唐山刘官屯矿难已有90人遇难,在山东、河北、河南、安徽和江苏五省平原地区，压煤村庄1100个，居住村民百万以上。开 采造成水资源的污染对生态环境的影响也量大面广，平均每开采1吨原煤需排放2吨污水,更严 重的是，在有些地区，由于水源和江河
6、湖海的严重污染，造成居民用水短缺。,遇难矿工冯建国的岁儿子抱着父亲的遗像坐车离去，车上载着他父亲的遗体,不断有披麻带孝的家人认领遗体离去。,煤矿违规开采问题屡禁不止的原因 :,2.官煤勾结 ,非法小煤矿非法开采，带来严重安全隐患和生态破坏。,1.一些取得采矿权的私有老板疯狂采煤牟取暴利，至於安全设施，能免就免,而不顾矿工生死 .,3.其他,2. 化石燃料燃烧时产生的污染物对环境的影响,大量消耗石油和煤炭还带来了环境问题燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”，使得地球的气温上升，两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海城市，海水向河流倒灌，耕地盐碱化,一是全球气候变化
7、。,笼罩着城市的悬浮颗粒物污染,中国城市的空气污染状况严重,内燃机工作时的高温使空气中和燃料中的氮、氧、碳、氢等物质发生化学反应，产生氮氧化物和碳氢化合物。氮氧化物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生二次污染物质光化学烟雾，主要成分是臭氧二氧化硫、氮氧化物、臭氧，以及燃烧不完全时产生的一氧化碳，都是有毒气体，能引起人的多种急性和慢性疾病此外，燃烧时产生的浮尘也是一种污染,污染动画,静电除尘动画,北京市空气污染严重,温室效应,二氧化碳增多形成温室效应。由于工厂、交通运输以及家庭等大量燃烧煤、石油等化工燃料，再加上滥伐森林，使大气中的二氧化碳浓度逐年增加。,海洋中的浮游生物和陆地上
8、的热带雨林是吸收地球表面二氧化碳的主力军,海洋中的浮游生物,陆地上的热带雨林,二氧化碳能够透过太阳短波辐射，使到达地表增加温度；同时它又能吸收地面长波辐射后使气温升高，再以逆辐射形式射向地面，如同温室玻璃一样，起保温作用。,温室效应的形成,温室效应的危害,在过去的16年间，地球环境有了明显的温度上升的变化，有10年的气温达到了历史最高点。如果地球表面温度升高的速度继续发展，科学家们预测：,到2050年，全球温度将上升24摄氏度，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面上升，使一些岛屿国家和沿海城市淹没水中，其中包括国际大城市：纽约，上海，东京和悉尼。,大城市产生热岛效应,大城市中密集的人口和众多的
9、工厂每天产生大量的热，使气温升高；同时，晚间工厂排出的大量烟尖微粒和二氧化碳，如同被子一样阻止城市热量的扩散，致使城市比郊区气温高，如同一个“热岛”矗立在农村较凉的“海洋”上。热岛效应的产生，不仅使人们工作效率降低，而且中暑人数增加，夏季高温导致火灾多发，加剧光化学烟雾的危害。,马路两边的多层植被有利于改善城市空气质量,砍树阔马路会增加城市的热岛效应,酸 雨,煤炭中常常含有较多的硫，燃烧时形成的二氧化硫等物质会使雨水的酸度升高，形成“酸雨”.,pH值小于5.65的雨叫酸雨； 酸性越大，pH值越低；,酸雨都有哪些危害呢？,首先是危害人体健康：由于酸雨在降落过程中可以溶解空气中的重金属粒子，使其变
10、成对人体有害的金属盐，特别是对体弱多病、抵抗力较差的人们，酸雨可诱发出各种呼吸道疾病。,眼角膜和呼吸道粘膜对酸类却十分敏感，酸雨或酸雾对这些器官有明显刺激作用，导致红眼病和支气管炎,咳嗽不止,尚可诱发肺病,这是酸雨对人体健康的直接影响。另一方面，农田土壤酸化，使本来固定在土壤矿化物中的有害重金属,如汞、镉、铅等,再溶出,继而为粮食，蔬菜吸收和富集,人类摄取后,中毒,得病。这是酸雨对人体健康的间接影响。,二是破坏生态系统：土壤酸度增加、结构受到破坏，植物的正常生长受到危害，肥沃的土壤甚至变为贫瘠的不毛之地；森林遭受严重毁坏；河流、湖泊发生酸化，影响鱼类生长。如瑞典和挪威南部以及美国东北部的许多湖
11、泊由于酸化而成为无鱼的死湖。,酸化土壤肥力减退、农业减产,土壤变为贫瘠的不毛之地,森林遭受严重毁坏,死湖,三是超级腐蚀剂：酸雨能腐蚀建筑材料、金属构件和油漆等，使大批建筑物包括名胜古迹遭受损害。,由此可以看出，酸雨的危害是巨大的。欧洲经济委员会报告书称，因酸雨危害造成的经济损失额相当于全世界每人损失2-10美元。为此有人将酸雨称之为“空中死神”。,我国酸雨污染日趋严重,我国是一个燃煤大国，由于对燃烧排放的二氧化硫的治理尚处于起步阶段，致使一些地区酸雨污染日趋严重。华中、西南和华南地区已成为堪与北美酸雨区、欧洲酸雨区并列的世界三大酸雨区之一。据统计，我国降水年均pH低于5.6的城市有44个，占统
12、计城市数的 47.8%;75%的南方城市降水年均pH低于56。其中，酸雨尤为严重的有重庆、贵阳等地，降水pH在43左右，对当地的森林、植物等产生很大危害。据报道重庆南山1800公顷马尾松林，因酸雨死亡了46%。这些地区和城市已被列人国家重点酸雨控制区域。控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的人为排放量。,二是热污染。,火电站发电所剩“余热”被排出到河流、湖 泊、大气或海洋中，在多数情况下会引起热污染。例如，这种废热水进入水域时，其温度比 水域的温度平均要高出78，以致明显改变原有的生态环境,防止、减少化石燃料污染方法,我们不能靠停止消费来解决(当今世界的能量消费的90%是依靠石油、天然气
13、和煤炭 ) 为了解决地球环境危机和能源危机的双重压力，清洁能的导入是很重要的事项,是最佳选择 。所谓清洁能源，它包括既有的核能(核裂变能)和未来的热核受控核聚变能、水能 和地热能，及可持续开发的太阳热、太阳光、风力和海洋能，加上新型再生能的生物能(酒精燃料、甲醇燃料等)等。,采用洁净煤发电技术.所谓“洁净煤技术”就是指煤炭炭在开发和利用的过程中，旨在减少污染并提高其利用效率的加工、燃烧及污染控制的技术，是使煤炭的潜能得到最大限度的利用，而释放的污染物被控制在最低水平的一种高效、清洁利用的技术。 采用扩大二氧化碳的吸收源 等革新环境技术的开发将是不可缺少的 当然不能忘记，节能 可能是“地球再生”
14、的最有效的方法之一。 环保立法.国家内,如国家环保总局颁布了六项禁令，要求各级环保部门依法行政，严格履行职责。国际间如2005年2月16日京都议定书在联合国生效，并成为国际法。它被公认为是国际环境外交的里程碑，是第一个具有法律约束力的旨在防止全球变暖而要求减少温室气体排放的条约,(二)水力资源 对环境的破坏,水力资源是可以更新使用的，又不造成污染，为什么不用它来代替其他所有的能源呢？,原因:水力资源分布不均，水力资源随时间而有变化，水力资源总量也无法满足人类对能源的需要。,辽南最大的人工湖-碧流河水库,我国水能可开发资源为378亿千瓦，目前已开发利用11,水电站的大型发电机组,水库建造的过程与
15、建成之后，对环境的影响主要包括以下几个方面：,自然方面：巨大的水库可能引起地表的活动，甚至诱发地震。此外，还会引起流域水文上的 改变，如下游水位降低或来自上游的泥沙减少等。水库建成后，由于蒸发量大，气候凉爽且 较稳定，降雨量减少。,大型水轮机,生物方面：对陆生动物而言，水库建成后，可能会造成大量的野生动植物被淹没死亡，甚至 全部灭绝。对水生动物而言，由于上游生态环境的改变，会使鱼类受到影响，导致灭绝或种 群数量减少。同时，由于上游水域面积的扩大，使某些生物(如钉螺)的栖息地点增加，为一 些地区性疾病(如血吸虫病)的蔓延创造了条件。,物理化学性质方面：流入和流出水库的水在颜色和气味等物理化学性质
16、方面发生改变，而且 水库中各层水的密度、温度、甚至熔解氧等有所不同。深层水的水温低，而且沉积库底的有 机物不能充分氧化而处于厌氧分解，水体的二氧化碳含量明显增加。,松涛水库位于广东南渡江,长江三峡,如受淹地区城市搬迁、农村移民安置会对社会结构、地区经济发展等产 生影响。如果整体、全局计划不周，社会生产和人民生活安排不当，还会引起一系列的社会 问题。另外，自然景观和文物古迹的淹没与破坏，更是文化和经济上的一大损失。应当事先 制定保护规划和落实保护措施。,三峡工程大坝,社会经济方面：修建水库可以防洪、发电，也可以改善水的供应和管理，增加农田灌溉，但 同时亦有不利之处。,三、新能源的开发利用及对环境影响,不可更新的常规能源不断减少 许多常规能源污染环境 水力资源的利用受客观条件制约,人类正是感到了这种能源危机的威胁，许多科学家在不断地研究和寻找新能源。,石油面临枯竭,1.核能,核能主要是原子能，它是从铀矿石中提取的核燃料。1千克铀的原子核所释放的热量，相当于250O吨标准煤燃烧时放出的热量。,
