第六章能源與地質(zhì)

1、 能源與能源環(huán)境概述能源與能源環(huán)境概述 能源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響能源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境能源的概念及分類能源的概念及分類常規(guī)能源的供給與需求常規(guī)能源的供給與需求能源環(huán)境問題概述能源環(huán)境問題概述環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境一、能源概念及其分類一、能源概念及其分類 1.1.概念概念 能源的科學(xué)定義能源的科學(xué)定義是指能為人類利用并可獲得是指能為人類利用并可獲得能量的資源。能量的資源。 包括包括提供某種形式能量的物質(zhì)資源提供某種形式能量的物質(zhì)資源和和某種某種物質(zhì)的運動形式物質(zhì)的運動形式。 礦物燃料、風(fēng)力、水

2、力、太陽能等都是能礦物燃料、風(fēng)力、水力、太陽能等都是能源。源。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境 1.1.按照能源的生成方式劃分：按照能源的生成方式劃分： 一次能源：一次能源：也叫初級能源，是自然界現(xiàn)已存也叫初級能源，是自然界現(xiàn)已存在，可以在，可以直接使用直接使用而而不改變其基本形態(tài)不改變其基本形態(tài)的能源的能源，如煤炭、石油、天然氣、水力、太陽輻射等，如煤炭、石油、天然氣、水力、太陽輻射等 二次能源二次能源：也叫次級能源，是指由一次能源：也叫次級能源，是指由一次能源加工轉(zhuǎn)換加工轉(zhuǎn)換得到的產(chǎn)品能源，如電能、汽油、沼得到的產(chǎn)品能源，如電能、汽油、沼氣、火藥、酒精等。氣、

3、火藥、酒精等。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境（二）能源的分類2.2.按照能源的形成和再生性劃分按照能源的形成和再生性劃分 可再生能源可再生能源一般指不會隨人類的開發(fā)利用而一般指不會隨人類的開發(fā)利用而遞縮的能源，既能夠重復(fù)產(chǎn)生的自然資源，如遞縮的能源，既能夠重復(fù)產(chǎn)生的自然資源，如水力、潮汐、太陽輻射、風(fēng)力、地?zé)岬?。水力、潮汐、太陽輻射、風(fēng)力、地?zé)岬取?不可再生能源不可再生能源指經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代生成，指經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代生成，一旦使用在短期難以再生成的能源，如一旦使用在短期難以再生成的能源，如化石燃化石燃料料、核燃料核燃料等。等。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章

4、能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境（二）能源的分類3.3.按照能源的利用歷史和使用狀況劃分按照能源的利用歷史和使用狀況劃分 常規(guī)能源常規(guī)能源指在一定歷史時期和科學(xué)技術(shù)水平下，已經(jīng)指在一定歷史時期和科學(xué)技術(shù)水平下，已經(jīng)被人類被人類廣泛應(yīng)用的能源廣泛應(yīng)用的能源。水力、煤炭、石油、天然氣水力、煤炭、石油、天然氣、核裂變材料、核裂變材料等均屬常規(guī)能源。等均屬常規(guī)能源。 新能源新能源是由于科學(xué)技術(shù)進步是由于科學(xué)技術(shù)進步新發(fā)現(xiàn)的能源資源新發(fā)現(xiàn)的能源資源或利用或利用先進技術(shù)先進技術(shù)新開發(fā)的能源產(chǎn)品新開發(fā)的能源產(chǎn)品；過去曾被利用過而現(xiàn)在；過去曾被利用過而現(xiàn)在又以又以新的方式利用的能源新的方式利用的能源也屬于新能源。

5、也屬于新能源。太陽能太陽能、地地?zé)崮軣崮堋⒑Ｑ竽芎Ｑ竽?、沼氣沼氣、風(fēng)能風(fēng)能等。等。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境（二）能源的分類4.4.按能源使用的方式劃分按能源使用的方式劃分 燃料性能源燃料性能源指通過指通過直接燃燒直接燃燒而產(chǎn)生能量的能源而產(chǎn)生能量的能源，如礦物燃料、生物燃料、核燃料等。，如礦物燃料、生物燃料、核燃料等。 非燃料性能源非燃料性能源是指不需通過燃燒就可獲得能量是指不需通過燃燒就可獲得能量的能源，如風(fēng)能、水能、潮汐能、地?zé)崮?、太的能源，如風(fēng)能、水能、潮汐能、地?zé)崮?、太陽能等。陽能等。（二）能源的分類環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境

6、能源與地質(zhì)環(huán)境（一）常規(guī)能源的供應(yīng)情況（一）常規(guī)能源的供應(yīng)情況 常規(guī)能源常規(guī)能源主要包括煤炭、石油、天然氣、主要包括煤炭、石油、天然氣、核裂核裂變材料變材料235235U U和水力等。和水力等。1.1.礦物燃料礦物燃料 礦物燃料的產(chǎn)出幾乎遍布全球，但它們在礦物燃料的產(chǎn)出幾乎遍布全球，但它們在地地質(zhì)時代質(zhì)時代和空間上的分布相當(dāng)復(fù)雜。和空間上的分布相當(dāng)復(fù)雜。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境 中國主要煤炭聚煤時期有：中國主要煤炭聚煤時期有： 古生代的石炭二疊紀(jì)古生代的石炭二疊紀(jì)，中生代的侏羅紀(jì)中生代的侏羅紀(jì)，新新生代的第三紀(jì)生代的第三紀(jì)等。等。 地區(qū)分布：地區(qū)分布： 前

7、蘇聯(lián)擁有最大的煤炭儲量，其次是北美前蘇聯(lián)擁有最大的煤炭儲量，其次是北美洲和中國；洲和中國；近近6060的石油儲量分布在的石油儲量分布在中東中東，其，其次是北美、南美。次是北美、南美。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境 目前世界各國尚無統(tǒng)一的目前世界各國尚無統(tǒng)一的礦產(chǎn)儲量礦產(chǎn)儲量分級標(biāo)準(zhǔn)。分級標(biāo)準(zhǔn)。 歐美國家多采用三級制，如美國、加拿大等國劃歐美國家多采用三級制，如美國、加拿大等國劃分為分為“證實證實”、“近似近似”、“可能可能”儲量三級，美儲量三級，美國稱作國稱作“確定確定”、“推定推定”和和“推測推測”儲量。儲量。 前蘇聯(lián)采用五級制（前蘇聯(lián)采用五級制（A1A1、A

8、2A2、B B、C1C1、C2C2）。）。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境 中國根據(jù)地質(zhì)部和全國礦產(chǎn)儲量委員會所制定的標(biāo)中國根據(jù)地質(zhì)部和全國礦產(chǎn)儲量委員會所制定的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定礦產(chǎn)儲量分為準(zhǔn)，規(guī)定礦產(chǎn)儲量分為四類五級四類五級： 第一類為第一類為開采儲量開采儲量A A級級，探明程度最高，可作為，探明程度最高，可作為企業(yè)編制生產(chǎn)計劃的依據(jù)。企業(yè)編制生產(chǎn)計劃的依據(jù)。 第二類是第二類是設(shè)計儲量設(shè)計儲量B BC C級級，探明程度較高，可，探明程度較高，可作為大中型礦山企業(yè)設(shè)計和建設(shè)投資的依據(jù)。作為大中型礦山企業(yè)設(shè)計和建設(shè)投資的依據(jù)。 第三類為第三類為遠(yuǎn)景儲量遠(yuǎn)景儲量D D級級，

9、探明程度最低，僅作為，探明程度最低，僅作為進一步布置地質(zhì)勘探工作和礦山遠(yuǎn)景規(guī)劃的依據(jù)。進一步布置地質(zhì)勘探工作和礦山遠(yuǎn)景規(guī)劃的依據(jù)。 第四類是第四類是地質(zhì)儲量地質(zhì)儲量不作探明儲量級別不作探明儲量級別，又稱預(yù)，又稱預(yù)測儲量，是根據(jù)地質(zhì)測量、成礦規(guī)律等預(yù)測的儲量，僅測儲量，是根據(jù)地質(zhì)測量、成礦規(guī)律等預(yù)測的儲量，僅作礦產(chǎn)普查設(shè)計之用。作礦產(chǎn)普查設(shè)計之用。 2. 2.水力資源水力資源 水能資源指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源水能資源指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源 。是自由流動的天然河流的出力和能量，稱河流潛在。是自由流動的天然河流的出力和能量，稱河流潛在的水能資源，或稱水力資源。的水能資源，或

10、稱水力資源。 廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源；狹義的水能資源指河流的水能、海流能等能量資源；狹義的水能資源指河流的水能資源。資源。3.核能 3.核能 核能資源核能資源指用于裂變反映的鈾、釷和聚變反應(yīng)的氘、氚及鋰等核燃料資源。其中鈾是最重要的天然核燃料。鈾礦石大都呈氧化物狀態(tài)賦存于陸地，一般品位為0.10.5。海水中雖含有大量鈾，但濃度極低，目前尚難利用。世界陸地鈾礦的探明儲量為145.55萬噸（1983年），主要分布于美國、南非、澳大利亞、加拿大和尼日利亞等國。此外海水中含有核聚變?nèi)剂霞s45萬噸。 據(jù)聯(lián)合國國際原子能機

11、構(gòu)于 1990 年 1月公布的世界鈾資源（不含前蘇聯(lián)、東歐及中國）低成本儲量為230萬噸。按國家統(tǒng)計，以澳大利亞為最多，其次為南非、加拿大、美國、尼日爾、納米比亞等國。國際原子能機構(gòu)于1991年正式公布，前蘇聯(lián)鈾資源可靠儲量69萬噸、潛在資源量120萬噸。德國和捷克的鈾資源也都在幾十萬噸以上。 中國同世界水能資源大國可開發(fā)的水能資源比較中國同世界水能資源大國可開發(fā)的水能資源比較項目項目國別國別年發(fā)電量年發(fā)電量裝機容量裝機容量總量總量(億千瓦億千瓦小時小時)占世界占世界%1990年年人均量人均量(千瓦小千瓦小時時)1990年年開發(fā)程開發(fā)程度度(%)萬千瓦萬千瓦占世界占世界(%)1990年年人均量

12、人均量(千瓦千瓦)世界世界193060100.0364215220000100.04150中國中國192331016826.63785317.23310原蘇聯(lián)原蘇聯(lián)109505.73794212690012.29321巴西巴西81714.2543324150006.89975美國美國70153.6280631186708.57468扎伊爾扎伊爾66003.4185604132006.037120加拿大加拿大53522.8201806394504.335633環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境表表2.2.1 主要核電國家核電站裝機容量占世界總量的比重（主要核電國家核電

13、站裝機容量占世界總量的比重（%）（）（1990和和1993年）年）1990年年總量：總量：32661萬萬千瓦千瓦1993年年總量：總量：35624萬萬千瓦千瓦美國美國30.529.4法國法國17.416.9原蘇聯(lián)原蘇聯(lián)11.3俄羅斯俄羅斯5.9日本日本9.811.1德國德國76.3加拿大加拿大4.34.7英國英國3.64.0其他國家其他國家16.121.7（二）能源消費（二）能源消費表表2.3.1 世界能源消費總量和構(gòu)成的變化世界能源消費總量和構(gòu)成的變化年份年份煤炭煤炭(%)石油石油(%)天然氣天然氣(%)水電水電核電核電 (%)消費總消費總量量(億噸標(biāo)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤準(zhǔn)煤)人均消人均消費量費量(千

14、克標(biāo)千克標(biāo)準(zhǔn)煤準(zhǔn)煤)193773.519.95.41.219.1832195061.527.09.81.724.9923196052.032.014.02.042.41408197030.848.418.62.270.71762198031.243.421.93.585.41918199027.338.621.712.4114.82172199229.336.424.310.0109.51993199826.739.923.52.6+7.3109.51993環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境 能源環(huán)境問題能源環(huán)境問題就是指人類在開發(fā)和利用能就是指人類在開發(fā)和利用能源

15、過程中對源過程中對環(huán)境造成的危害環(huán)境造成的危害，以及這種危害反，以及這種危害反過來對人類社會的影響。過來對人類社會的影響。 生態(tài)環(huán)境的破壞、環(huán)境污染生態(tài)環(huán)境的破壞、環(huán)境污染 目全球主要能源環(huán)境問題有：目全球主要能源環(huán)境問題有：溫室效應(yīng)、溫室效應(yīng)、酸雨、臭氧層破壞、煙霧和熱污染酸雨、臭氧層破壞、煙霧和熱污染等。等。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境（一）溫室效應(yīng)（一）溫室效應(yīng) 溫室效應(yīng)的表現(xiàn)溫室效應(yīng)的表現(xiàn)：與：與100100年前相比，現(xiàn)在全球平均溫年前相比，現(xiàn)在全球平均溫度提高了約度提高了約0.60.6。計算機測算表明，再過。計算機測算表明，再過40504050年年,

16、 ,全全球溫度將比現(xiàn)在提高球溫度將比現(xiàn)在提高1.03.1 1.03.1 。變暖的速度比。變暖的速度比1919世世紀(jì)快了紀(jì)快了10501050倍。倍。 溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)：大氣中的某些組分，如：大氣中的某些組分，如COCO2 2、H H2 2O O等氣體能等氣體能讓太陽短波輻射通過，但卻可以強烈吸收長波輻射，讓太陽短波輻射通過，但卻可以強烈吸收長波輻射，就像溫室中的玻璃一樣，使地表大氣溫度提高，所以就像溫室中的玻璃一樣，使地表大氣溫度提高，所以稱為溫室效應(yīng)。稱為溫室效應(yīng)。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境溫室氣體：最主要的是溫室氣體：最主要的是COCO2 2、其次有其次

17、有O O3 3、CHCH4 4、N N2 2O,O,還有還有CFCCFC等。等。COCO2 2:12500nm17000nm:12500nm17000nm大氣窗口：大氣窗口：750013000nm(7090%), O750013000nm(7090%), O3 3、CHCH4 4、N N2 2O,O,還還有有CFCCFC等。等。二氧化碳變化的主要原因為：礦物能源總消耗量大幅二氧化碳變化的主要原因為：礦物能源總消耗量大幅增加；大面積森林及植被破壞。增加；大面積森林及植被破壞。危害：1.海平面上升冰川融化、海水膨脹 2.氣候變化3.對生物多樣性的影響4.對人類的影響（二）酸沉降（二）酸沉降 酸性降

18、水是指通過降水，如雨、雪、霧、冰雹等將大氣中的酸性物質(zhì)遷移到地面的過程稱為濕沉降。最常見的就是酸雨。 干沉降是指大氣中的酸性物質(zhì)在氣流的作用下直接遷移到地面的過程。這兩種過程共同稱為酸沉降（acid deposition）。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境降水pH (1) 與CO2(330ppm)平衡的天然水pH=5.6 (2) 上述標(biāo)準(zhǔn)存在的問題：pH=5.6不是中性溶液；自然干凈大氣除了CO2外還存在SO2、NH3等微量氣體。 取CO2濃度為330ppm,SO2濃度為8ppbv,NH3的濃度為6ppbv，而且不考慮凝結(jié)核的作用，經(jīng)計算，0時，純水與上述大氣微量

19、成分達(dá)到平衡式的pH為4.9?？紤]到未污染大氣SO2濃度應(yīng)低于8ppbv，那么，未污染大氣降水的pH應(yīng)比4.9略高一些。取pH=5.0作為未被污染大氣降水的pH標(biāo)準(zhǔn)可能更合適。 酸雨的化學(xué)組成 酸雨現(xiàn)象是大氣化學(xué)過程和大氣物理過程的綜合效應(yīng)。酸雨中含有多種無機酸和有機酸，其中絕大部分是硫酸和硝酸，多數(shù)情況下以硫酸為主。從污染源排放出來的SO2和NOX是形成酸雨的主要起始物，其形成過程為： 式中：O各種氧化劑。 2322242332224223322HNOHNOOHNONOONOSOHOHSOSOHOHSOSOHOHSOSOOSO環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué)第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué) 大氣中的S

20、O2和NOX 經(jīng)氧化溶于水形成硫酸、硝酸和亞硝酸，這是造成降水PH降低的主要原因。除此自外，還有許多氣態(tài)或固態(tài)物質(zhì)進入大氣對PH也會產(chǎn)生影響。大氣顆粒物中Mn 、Cu、V等是酸性氣體氧化的催化劑。大氣光化學(xué)反應(yīng)生成的O3和HO2等又是SO2的氧化劑。飛灰中的氧化鈣，土壤中的碳酸鈣，天然和人為來源的NH3以及其他堿性物質(zhì)都可使降水的酸中和，對酸性降水起“緩沖作用”。當(dāng)大氣中酸性氣體濃度高時，如果中和酸的堿性物質(zhì)很多，即緩沖能力很強，降水就不會有很高的酸性，甚至可能成為堿性。（三）煙霧事件 硫酸煙霧也稱為倫敦型煙霧，最早發(fā)生在英國倫敦。它主要是由燃煤而排放出的SO2、顆粒物以及由SO2氧化所形成的

21、硫酸鹽顆粒所造成的大氣污染現(xiàn)象。這種污染多發(fā)生在冬季，氣溫較低、濕度較高和日光較弱的氣象條件下 1952年12月在倫敦發(fā)生硫酸煙霧型污染事件。當(dāng)時倫敦上空受冷高壓控制，高空中的云阻擋了來自太陽的光。地面溫度低，上空又形成了一逆溫層。大量家庭的煙囪和工廠所排放出來的煙就積聚在低層大氣中，難以擴散，這樣在低層大氣中就形成了很濃的黃色煙霧。在硫酸型煙霧的形成過程中，SO2轉(zhuǎn)變?yōu)镾O3的氧化反應(yīng)主要靠霧滴中錳、鐵及氨的催化作用而加速完成。當(dāng)然SO2的氧化速度還會受到其他污染物、溫度以及光強的影響。 含有 NOx和HCs等一次污染物的大氣，在陽光紫外線的強烈照射下發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生氧化性很強的產(chǎn)物，如O3,

22、醛類（RCHO),過氧乙酰硝酸酯（PAN),硝酸（HNO3)和過氧化氫（H2O2)，所產(chǎn)生的產(chǎn)物及反應(yīng)物的混合物被稱為光化學(xué)煙霧。它的特征是煙霧呈淡藍(lán)色，具有強氧化性，能使橡膠開裂，刺激人的眼睛，傷害植物的葉子，并使大氣的能見度降低。 1944（43）在美國洛杉磯首次出現(xiàn)，因此，光化學(xué)煙霧也稱為洛杉磯型煙霧。 隨后，日本的東京、大阪，英國的倫敦以及澳大利亞、德國等的城市也出現(xiàn)了煙霧現(xiàn)象，引起人們的重視。 1974年在我國的蘭州西固地區(qū)也觀測到光化學(xué)煙霧污染。項目硫酸煙霧光化學(xué)煙霧概況發(fā)生較早（1873年），至今已多次出現(xiàn)發(fā)生較晚（1943年），發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)污染物顆粒物，SO2，硫酸霧等碳?xì)浠?/p>

23、合物，NOX，O3，PAN,醛類燃料煤汽油，煤氣，石油氣象條件季節(jié)冬夏，秋氣溫低（4以下）高（ 24以上）濕度高低日光弱強臭氧濃度低高出現(xiàn)時間白天夜間連續(xù)白天毒性對呼吸道有刺激作用，嚴(yán)重時導(dǎo)致死亡對眼和呼吸道有強刺激作用。O3等氧化劑有強氧化破壞作用，嚴(yán)重時可導(dǎo)致死亡表 硫酸煙霧與光化學(xué)煙霧的比較注：本表摘自王曉蓉，1993環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué)第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)（四）臭氧層破壞 臭氧層存在于對流層上面的平流層中，主要分布在距地面10-50km范圍內(nèi)，濃度峰值在20 -25km處。由于臭氧層能夠吸收99%（200-300nm）以上來自太陽的紫外輻射，從而保護了地球上生物不受其傷害

24、。臭氧層對地球上生命的出現(xiàn)、發(fā)展以及維持地球上的生態(tài)平衡起著重要作用。臭氧層破壞的化學(xué)機理（的基本光化學(xué)過程） 平流層臭氧來源于平流層O2光解： 平流層中臭氧的消除途徑有兩條（后者為真正清除）： 上述生成和消耗過程同時存在，正常情況下它們處于動態(tài)平衡，因而臭氧的濃度保持恒定。然而，由于水蒸氣、氮氧化物、氟氯烴等污染物進入平流層，他們能加速臭氧耗損過程，破壞臭氧層的穩(wěn)定狀態(tài)。這些污染物在加速耗損過程中可起催化作用。 MOMOOOnmhvO3222)243(OOnmhvO23)290(232OOO一、一、 能源與環(huán)境的關(guān)系能源與環(huán)境的關(guān)系 一方面，人類在一方面，人類在獲得和利用能源獲得和利用能源的

25、過程中的過程中，會，會改變原有的自然環(huán)境改變原有的自然環(huán)境或或產(chǎn)生大量的廢棄物產(chǎn)生大量的廢棄物，使人類賴以生存的環(huán)境受到，使人類賴以生存的環(huán)境受到破壞和污染破壞和污染； 另一方面，另一方面，能源與經(jīng)濟的發(fā)展能源與經(jīng)濟的發(fā)展，又對，又對環(huán)境環(huán)境的改善的改善起到起到巨大的推動作用。巨大的推動作用。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境 煤炭資源煤炭資源開發(fā)利用中的環(huán)境問題開發(fā)利用中的環(huán)境問題 煤炭開采和加工過程中產(chǎn)生的環(huán)境影響包煤炭開采和加工過程中產(chǎn)生的環(huán)境影響包括：括：礦區(qū)地面塌陷礦區(qū)地面塌陷、占用土地占用土地、酸性礦井水酸性礦井水造造成的污染、成的污染、煤矸石堆放煤矸石

26、堆放以及以及煤炭焦化煤炭焦化造成的污造成的污染、染、煤炭燃燒煤炭燃燒產(chǎn)生的污染等。產(chǎn)生的污染等。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境（二）石油開發(fā)利用中的環(huán)境問題（三）水能開發(fā)利用的環(huán)境影響 修建水庫帶來的影響（四）核能核能開發(fā)利用中的環(huán)境問題開發(fā)利用中的環(huán)境問題 1. 1.核能的特點與利用方式核能的特點與利用方式 核能有兩種：一種是核能有兩種：一種是核裂變能核裂變能，一種是，一種是核聚變能核聚變能，鈾、釷鈾、釷等等元素發(fā)生分裂產(chǎn)生的核裂變能已屬常規(guī)能源。核能對環(huán)境產(chǎn)生的元素發(fā)生分裂產(chǎn)生的核裂變能已屬常規(guī)能源。核能對環(huán)境產(chǎn)生的影響主要在于其影響主要在于其放射性放射性，

27、核原料和核廢物的處置核原料和核廢物的處置不當(dāng)，都有可能不當(dāng)，都有可能會 有 不 同 數(shù) 量 的 放 射 性 物 質(zhì) 進 入 環(huán) 境 。會 有 不 同 數(shù) 量 的 放 射 性 物 質(zhì) 進 入 環(huán) 境 。 環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境浙江秦山核電站浙江秦山核電站 19851985年年3 3月月2020日開工，日開工，19911991年年1212月月15 15 日并網(wǎng)發(fā)電日并網(wǎng)發(fā)電 廣東大亞灣核電站廣東大亞灣核電站 19871987年年8 8月月7 7日工程正式開工，日工程正式開工，19941994年年2 2月月1 1日和日和5 5月月6 6日兩臺日兩臺機組先后投入

28、商業(yè)營運。機組先后投入商業(yè)營運。 浙江秦山二期核電站浙江秦山二期核電站 19961996年年6 6月月2 2日，秦山核電二期工程主體工程正式開工。日，秦山核電二期工程主體工程正式開工。1 1號機組和號機組和2 2號機組先后于號機組先后于20022002年年4 4月和月和20042004年年5 5月投入商業(yè)運行月投入商業(yè)運行 浙江秦山三期核電站浙江秦山三期核電站 工程自工程自19981998年年6 6月月8 8日開工。日開工。20022002年年1111月月1919日一號機組并日一號機組并網(wǎng)發(fā)電網(wǎng)發(fā)電 江蘇連云港田灣核電工程江蘇連云港田灣核電工程 19991999年年1010月月2020日正式開

29、工建設(shè)，日正式開工建設(shè)，20062006年年5 5月月1212日一日一號機組并網(wǎng)發(fā)電號機組并網(wǎng)發(fā)電 廣東嶺澳核電工程廣東嶺澳核電工程 主體工程主體工程19971997年年5 5月開工，月開工，20032003年年1 1月建成投入商業(yè)運行月建成投入商業(yè)運行 浙江三門核電工程項目浙江三門核電工程項目 20062006年年1111月三門核電首個電站配套項目的建設(shè)帷幕正月三門核電首個電站配套項目的建設(shè)帷幕正式拉開式拉開. .三門核電占地三門核電占地28002800畝，計劃建造畝，計劃建造6 6臺百萬千瓦級壓水堆核電機組。其臺百萬千瓦級壓水堆核電機組。其中一期工程計劃建造兩臺百萬千瓦級機組，預(yù)計投資中一

30、期工程計劃建造兩臺百萬千瓦級機組，預(yù)計投資250250億元人民幣，建造周億元人民幣，建造周期約為期約為6060個月，首臺機組預(yù)計在個月，首臺機組預(yù)計在20122012年左右建成發(fā)電年左右建成發(fā)電 廣東陽江核電站廣東陽江核電站 20052005底破土動工底破土動工, ,計劃總投資計劃總投資8080億美元，將建成六臺百萬千億美元，將建成六臺百萬千瓦機組，將成為繼秦山一期、秦山二期、秦山三期、大亞灣、嶺澳等之后第瓦機組，將成為繼秦山一期、秦山二期、秦山三期、大亞灣、嶺澳等之后第6 6個并網(wǎng)發(fā)電的核電站。個并網(wǎng)發(fā)電的核電站。 山東海陽核電山東海陽核電站站20062006年底開工，規(guī)劃容量為年底開工，規(guī)

31、劃容量為600600萬千瓦級核電機組，并留有擴萬千瓦級核電機組，并留有擴建條件，擬于建條件，擬于20102010年開始發(fā)電年開始發(fā)電 當(dāng)代的新能源主要是指太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地?zé)岙?dāng)代的新能源主要是指太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽芎蜌淠堋Ｄ?、海洋能和氫能。（一）太陽能的開發(fā)利用及其環(huán)境影響（一）太陽能的開發(fā)利用及其環(huán)境影響1.1.太陽能的特點與利用方式太陽能的特點與利用方式 優(yōu)點：普遍存在、無害環(huán)境、長久使用、能量巨大優(yōu)點：普遍存在、無害環(huán)境、長久使用、能量巨大 缺點：分散、不穩(wěn)定缺點：分散、不穩(wěn)定 利用方式：一是直接利用太陽光線的輻射熱能，一是利用方式：一是直接利用太陽光線的輻射熱

32、能，一是利用太陽能發(fā)電。、利用太陽能發(fā)電。、我國利用：太陽能灶、太陽能熱水器、太陽能溫室、太我國利用：太陽能灶、太陽能熱水器、太陽能溫室、太陽能采暖等陽能采暖等環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境 陽能利用基本不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，但是若集陽能利用基本不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，但是若集中大量地開發(fā)利用太陽能，會造成太陽能回流中大量地開發(fā)利用太陽能，會造成太陽能回流減少，并減少，并影響局部環(huán)境的氣候變化影響局部環(huán)境的氣候變化，還可造成，還可造成雨量減少和生態(tài)變遷。雨量減少和生態(tài)變遷。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境 太陽能暖房太陽能暖房是利用太陽輻

33、射能量來代替部分常規(guī)能是利用太陽輻射能量來代替部分常規(guī)能源，使室內(nèi)達(dá)到一定環(huán)境溫度的一種建筑物。源，使室內(nèi)達(dá)到一定環(huán)境溫度的一種建筑物。 太陽房分為太陽房分為主動式和被動式主動式和被動式兩類。年世界兩類。年世界上第一幢主動式的太陽房，由美國麻省理工學(xué)院于建上第一幢主動式的太陽房，由美國麻省理工學(xué)院于建成。它是一種能夠控制的采暖方式，用集熱器、貯熱成。它是一種能夠控制的采暖方式，用集熱器、貯熱裝置、管道、風(fēng)機、水泵等設(shè)備，裝置、管道、風(fēng)機、水泵等設(shè)備，“主動主動”收集、儲收集、儲存和輸配太陽能。由于它具有利用太陽熱能，節(jié)約能存和輸配太陽能。由于它具有利用太陽熱能，節(jié)約能源的優(yōu)點，從它誕生的那天開

34、始就十分引人注意。源的優(yōu)點，從它誕生的那天開始就十分引人注意。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境 被動式太陽房最早是在法國發(fā)展起來的。它主要依被動式太陽房最早是在法國發(fā)展起來的。它主要依靠建筑方位、建筑空間的合理布置和建筑結(jié)構(gòu)及建筑靠建筑方位、建筑空間的合理布置和建筑結(jié)構(gòu)及建筑材料的熱工性能，使房屋盡可能地吸收和儲存熱量。材料的熱工性能，使房屋盡可能地吸收和儲存熱量。如果所獲得的太陽能，達(dá)到了建筑物采暖、空調(diào)所需如果所獲得的太陽能，達(dá)到了建筑物采暖、空調(diào)所需能量的一半以上，就達(dá)到了被動式太陽房的要求。能量的一半以上，就達(dá)到了被動式太陽房的要求。 太陽能墻太陽能墻，是

35、一種采用簡單結(jié)構(gòu)，利用太陽能取暖，是一種采用簡單結(jié)構(gòu)，利用太陽能取暖的墻體。利用太陽能墻建成的太陽能溫室具有良好的的墻體。利用太陽能墻建成的太陽能溫室具有良好的節(jié)能效應(yīng)。節(jié)能效應(yīng)。 環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境2.2.太陽能開發(fā)利用對環(huán)境的影響太陽能開發(fā)利用對環(huán)境的影響 太陽能直接利用的能源系統(tǒng)基本不會對環(huán)境太陽能直接利用的能源系統(tǒng)基本不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，但是若集中大量地開發(fā)利用太陽能產(chǎn)生污染，但是若集中大量地開發(fā)利用太陽能，會造成太陽能回流減少，并，會造成太陽能回流減少，并影響局部環(huán)境的影響局部環(huán)境的氣候變化氣候變化，還可造成雨量減少和生態(tài)變遷。，還可造成雨

36、量減少和生態(tài)變遷。 環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境（二）風(fēng)能的開發(fā)利用及其環(huán)境影響（二）風(fēng)能的開發(fā)利用及其環(huán)境影響1.1.風(fēng)能的特點及利用方式風(fēng)能的特點及利用方式 優(yōu)點：蘊藏量大、可以再生、分布廣泛和沒優(yōu)點：蘊藏量大、可以再生、分布廣泛和沒有污染；有污染； 缺點：密度低、不穩(wěn)定和地區(qū)差異大等缺點：密度低、不穩(wěn)定和地區(qū)差異大等利用方式：驅(qū)動農(nóng)業(yè)機械，風(fēng)力發(fā)電（風(fēng)速達(dá)到利用方式：驅(qū)動農(nóng)業(yè)機械，風(fēng)力發(fā)電（風(fēng)速達(dá)到327m/s)327m/s)環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境 風(fēng)能開發(fā)利用的環(huán)境影響：風(fēng)能開發(fā)利用的環(huán)境影響： 風(fēng)能利用對環(huán)境的

37、影響主要是噪聲，當(dāng)風(fēng)車風(fēng)能利用對環(huán)境的影響主要是噪聲，當(dāng)風(fēng)車布置不當(dāng)時，也會影響景觀。如果受颶風(fēng)襲擊布置不當(dāng)時，也會影響景觀。如果受颶風(fēng)襲擊，可能會造成安全事故，此外，風(fēng)能集中利用，可能會造成安全事故，此外，風(fēng)能集中利用，還會造成風(fēng)向下游風(fēng)流減速，影響局部氣候，還會造成風(fēng)向下游風(fēng)流減速，影響局部氣候。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境（三）（三）生物能生物能開發(fā)利用中的環(huán)境問題開發(fā)利用中的環(huán)境問題 1.1.生物能的特點與利用方式生物能的特點與利用方式 生物質(zhì)能是太陽能以生物質(zhì)能是太陽能以化學(xué)能形式儲存化學(xué)能形式儲存在生在生物中的一種能量形式，一種以物中的一種能量形式

38、，一種以生物質(zhì)為載體生物質(zhì)為載體的的能量，它直接或間接能量，它直接或間接來源于植物的光合作用來源于植物的光合作用，它是儲存的太陽能，更是一種它是儲存的太陽能，更是一種唯一可再生的碳唯一可再生的碳源源，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境 生物能通常包括生物能通常包括薪柴、木炭、農(nóng)業(yè)殘余物薪柴、木炭、農(nóng)業(yè)殘余物（如谷（如谷殼、甘蔗渣、秸稈等）等，這些物質(zhì)經(jīng)過一定的工藝殼、甘蔗渣、秸稈等）等，這些物質(zhì)經(jīng)過一定的工藝過程制成過程制成醇類、沼氣醇類、沼氣等也屬于生物質(zhì)能。等也屬于生物質(zhì)能。 世界生物質(zhì)能資

39、源非常豐富，光合作用固定的碳達(dá)世界生物質(zhì)能資源非常豐富，光合作用固定的碳達(dá)2 210101111t t，含能量達(dá)，含能量達(dá)3 310102121J J，相當(dāng)于全世界每年耗能，相當(dāng)于全世界每年耗能量的量的1010倍，相當(dāng)于消耗礦物能的倍，相當(dāng)于消耗礦物能的2020倍，或相當(dāng)于世界倍，或相當(dāng)于世界現(xiàn)有人口食物能量的現(xiàn)有人口食物能量的160160倍。倍。 利用：沼氣能源利用：沼氣能源環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境2.2.生物質(zhì)能開發(fā)利用的環(huán)境影響生物質(zhì)能開發(fā)利用的環(huán)境影響 對環(huán)境的影響主要有：對環(huán)境的影響主要有：生物質(zhì)采伐不當(dāng)，通常會生物質(zhì)采伐不當(dāng)，通常會導(dǎo)致生物質(zhì)能

40、源枯竭，水土流失加劇，土壤肥力減退導(dǎo)致生物質(zhì)能源枯竭，水土流失加劇，土壤肥力減退，破壞生態(tài)平衡等；，破壞生態(tài)平衡等；木材、秸稈等在木材、秸稈等在燃燒時會排放燃燒時會排放大量的顆粒物、有機化合物、一氧化碳和多換有機物大量的顆粒物、有機化合物、一氧化碳和多換有機物等廢氣等廢氣。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境（四）熱能開發(fā)利用對環(huán)境的影響（四）熱能開發(fā)利用對環(huán)境的影響 1.1.地?zé)崮艿奶攸c與利用方式地?zé)崮艿奶攸c與利用方式 地?zé)崮苁莵碜杂诘厍蛏钐幍目稍偕鸁崮?。它起源地?zé)崮苁莵碜杂诘厍蛏钐幍目稍偕鸁崮堋Ｋ鹪从谟诘厍虻母邷厝廴趲r漿地球的高溫熔融巖漿和和放射性物質(zhì)（放射性物

41、質(zhì)（U U 、ThTh、K)K)的的衰變衰變。地下水的深處循環(huán)和來自極深處的巖漿侵入到。地下水的深處循環(huán)和來自極深處的巖漿侵入到地殼后，把熱量從地下深處帶至近地表。地殼后，把熱量從地下深處帶至近地表。水熱型水熱型: :即地球淺處（地下即地球淺處（地下1004500m1004500m）范圍內(nèi)的熱水或）范圍內(nèi)的熱水或水熱蒸汽；水熱蒸汽；地壓地?zé)崮埽杭丛谀承┐笮统练e盆地深部（地壓地?zé)崮埽杭丛谀承┐笮统练e盆地深部（36km36km）存在）存在著的高溫高壓流體，其中含有大量甲烷氣體；著的高溫高壓流體，其中含有大量甲烷氣體；干熱巖地?zé)崮埽菏怯捎谔厥獾刭|(zhì)條件造成高溫但少水甚干熱巖地?zé)崮埽菏怯捎谔厥獾刭|(zhì)條件造

42、成高溫但少水甚至無水的干熱巖體，需要人工注水的辦法才能將其熱至無水的干熱巖體，需要人工注水的辦法才能將其熱能取出；能取出；巖漿熱能：即儲存在高溫熔融巖漿體的巨大熱能巖漿熱能：即儲存在高溫熔融巖漿體的巨大熱能。環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與地質(zhì)環(huán)境能源與地質(zhì)環(huán)境 根據(jù)開發(fā)利用目的，可將根據(jù)開發(fā)利用目的，可將水熱型水熱型地?zé)崮芊譃榈責(zé)崮芊譃楦邷馗邷兀?50150）及）及中低溫中低溫（中溫（中溫9090150150），低溫低溫（9090）。前者用于發(fā)電，后者直接）。前者用于發(fā)電，后者直接應(yīng)用（供暖、制冷、工農(nóng)業(yè)用熱和旅游療養(yǎng)等應(yīng)用（供暖、制冷、工農(nóng)業(yè)用熱和旅游療養(yǎng)等）。）。 地?zé)崂茫旱責(zé)岚l(fā)電和地?zé)峁┡責(zé)崂茫旱責(zé)岚l(fā)電和地?zé)峁┡h(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)第六章第六章 能源與