能源開發利用引起的環境汙染問題有哪些

2021-05-22 08:12:33 字數 6100 閱讀 3286

1樓:石油工業出版社

隨著經濟的持續增長,能源引起的環境問題日益受到重視。按照人類開發利用能源活動作用於周圍環境所引起的環境質量變化,將環境汙染問題分為以下三大類。

1.對大氣環境的影響

大氣環境是指生物賴以生存的空氣的物理、化學和生物學特性。能源開發利用過程排出的co2、so2、co、nox(氮氧化物)等有害氣體可改變原有空氣組成,並引起汙染,造成全球氣候變化。燃燒煤炭、石油、天然氣等化石燃料,會導致二氧化碳排放量增加,加劇「溫室效應」,同時排放的二氧化硫和氮氧化物會形成「酸雨」,破壞森林植被,造成土壤酸化、農業減產。

燃煤造成的粉塵、煙霧等對人體呼吸系統和自然景物都有不利的影響。

1)空氣汙染

空氣汙染的主要汙染物有so2、co2、nox(氮氧化物)和煙塵等。

(1)so2:

我國so2汙染物85%來自燃煤,其餘的來自煉油廠、冶金工業和自然界。在大氣中的so2會轉化為so3,成為硫酸氣溶膠或硫酸根,並再化合為硫酸鹽。這些汙染物彌散在大氣中,可減少農作物的光合作用並使植物產生病變;形成酸雨,導致河水酸度增加、土地酸化;so2和粉塵在冬季早晨還會形成煙霧,直接影響人們的健康。

同時,so2對金屬,特別是對鋼結構的腐蝕,每年給國民經濟帶來很大的損失。

(2)co2:

地球上植物和動物的呼吸作用可使co2和o2的迴圈達到平衡,但由於全球人口的增加和工業的發展,燒去了大量含碳礦物燃料並生成co2,再加上濫伐森林,結果使全球大氣中的co2含量正以每年0.4%的速率增加。按此速率增長,預計會出現由於溫室效應而引起的全球氣候變暖,導致世界降雨分佈量變化,使兩極冰雪融化、海平面上升。

(3)nox(氮氧化物):

nox是高溫燃燒過程中的產物,如排煙中產生的nox。nox會形成光化學煙霧,這種汙染對人體健康極為不利。

(4)煙塵:

燃燒煤炭時,煙塵的排放量最大,分別是燃油和燃氣的6.15倍和9.76倍。

當煙塵的顆粒直徑在5~10μm(pm10)時會直達人的支氣管區,而直徑小於5μm的微粒可以到達人的肺泡區,導致人的心血管疾病和哮喘病增加。

2)溫室效應

由於大氣中的co2容易吸收長波輻射,所以太陽的短波輻射可以透過大氣層射入地面,而地面溫度增高所放出的長波熱輻射卻被大氣中逐年增加的co2氣體吸收,無法逸散出高空,地球就像蓋上了一層「厚厚的毯子」,處於「溫室」之中,這就是所謂的「溫室效應」,如圖1.5所示。

圖1.5 溫室效應示意圖

由溫室效應導致全球氣候變暖所引起的危害性是多方面的。首先,全球氣候變暖會引起地球兩極部分冰雪消融(圖1.6),造成海平面上升,沿海人口密集、工農業發達的大陸低地地區將會被淹沒,一些海濱城市如上海、紐約、東京等將不復存在,部分島嶼將成為暗礁。

一部分沿海城市可能被迫遷入內地,大部分沿海平原將發生鹽化或沼澤化(圖1.7和圖1.8),不適於糧食生產。

同時,海平面的上升也將會給江河中下游地區帶來災害,造成江水水位抬高、泥沙淤積加速、洪水威脅加劇,使江河下游的環境急劇惡化。其次,全球氣候變暖將導致全球氣候變化出現異常,使某些地區出現乾旱,某些地區降雨量增加,海洋風暴增多,颶風力量增強,風源向北擴充套件,出現頻率也將提高,自然災害加劇。再者,全球氣候變暖使得地球上的病蟲害增加,還會引起和加劇傳染病的流行,使以前的致命病毒復活,威脅人類健康。

圖1.6 冰雪消融

圖1.7 鹽化

圖1.8 沼澤化

3)酸雨

酸雨是大氣受到汙染的一種表現,其成分極其複雜,含有多種無機酸和有機酸,但絕大部分是硫酸和硝酸,多數情況下以硫酸為主。酸雨的形成是一種複雜的大氣化學和物理現象。能源在燃燒時,首先產生酸性氣體,酸性氣體經化學反應後形成酸性物質。

酸雨的形成如圖1.9所示。

圖1.9 酸雨形成示意圖

酸雨可溶解地面中的礦物質,供植物吸收。但如果酸度過高,ph值降到5.6以下時,就會產生嚴重危害。

它可以使大片森林直接死亡(圖1.10),農作物枯萎(圖1.11);也會抑制土壤中有機物的分解和氮的固定,淋洗與土壤離子結合的鈣、鎂、鉀等營養元素,使土壤貧瘠化;而且還可使湖泊、河流酸化,並溶解土壤和水體底泥中的重金屬進入水中,進而毒害魚類;加速建築物和文物古蹟的腐蝕和風化過程(圖1.

12);危及人體健康。

圖1.10 酸雨危害森林

圖1.11 酸雨危害農作物

圖1.12 酸雨危害文物古蹟

2.對生態環境的影響

生態環境是指與人類密切相關的,影響人類生活和生產活動的各種自然力量的總和。能源引起的生態環境問題是指人類為其自身生存和發展,不合理地開發利用能源的過程中所造成的生態破壞,具體包括對動物、植物、微生物、土地、礦物、海洋、河流等天然物質要素以及地面、地下的各種建築物和相關設施等人工物質要素的負面影響。濫伐森林燒柴、過度採集薪草、亂採濫挖礦產造成的生物多樣性減少、水土流失、土地退化和沙漠化等都屬於能源開發引起的生態環境問題。

化石能源的開發對生態環境造成的影響不可忽視。煤炭開採會引發礦區土體坍塌、地表沉陷(圖1.13)、地質災害、洗煤水汙染(圖1.

14)等;煤礦大量抽排地下水,會引發地下水位下降,導致居民和牲畜發生水荒,進而造成土地貧瘠和植被破壞。陸地石油生產時,產油區地面上的油井、集輸站等生產設施如果發生**洩漏,這些石油類物質進入土壤會造成汙染。水利資源開發不當也會造成庫區淹沒、農田毀壞。

開礦產生的重金屬被植物葉面、土壤和水產品吸收後,通過食物鏈進入人體,嚴重危害人類的健康。核能則會產生放射性汙染(圖1.15)。

生物質能的過度採集和砍伐會導致森林植被破壞,造成水土流失加劇,土壤沙化,土地肥力減退,農作物減產等,最終陷入能源短缺和生態破壞的惡性迴圈。

圖1.13 地表沉陷

圖1.14 水汙染

圖1.15 核能產生的放射性汙染

3.對人居環境的影響

人居環境主要指人類工作勞動、生活居住、休息遊樂和社會交往的空間場所。能源開發利用引起的人居環境問題是指能源的開發和利用干擾了人類生活的空間場所,造成居住環境偏離人們理想中的居住環境。破壞大氣環境和生態環境最終都會導致人類生存環境的惡化。

能源開發利用對環境的影響有哪些?

2樓:石油工業出版社

能源為經濟發展、提高人類生活質量、改造整個環境作出了積極的貢獻,但一些落後的不盡合理的能源開發利用方式給環境帶來的破壞也十分嚴重,其危害程度因能源類別和開發利用方式的不同而差異甚大。

1.煤煤的開採會導致地面下沉(地下開採)和地表破壞(露天開採),汙染和破壞地下蓄水層,產生粉煤灰等大量固體廢棄物,侵佔土地。煤炭運輸過程中還不可避免地排放粉塵,汙染當地大氣。最嚴重的是煤炭燃燒所致的大氣汙染,無論是發電用煤還是工業終端用煤,都將向大氣中排放二氧化碳、二氧化硫和煙塵等有害物質。

煤炭燃燒是溫室氣體二氧化碳的最大**。按單位有效能所排放的大氣汙染物計算,煤炭是對環境危害最嚴重的化石燃料。

2.石油和天然氣

石油和天然氣的開採對環境的影響與開採方式有關。陸上油氣開採會導致土地破壞、地下水汙染,海上油氣開採會影響漁業和海洋生物環境,兩者都會排放液態和固態廢物。石油在生產、儲存、運輸過程中如果發生洩漏,將會對環境造成較大的影響。

石油和天然氣也同屬化石礦物燃料,燃燒時都會向大氣中排放碳,但因不同礦物燃料的含碳量不同,燃用同量的煤、石油和天然氣,各自排放的二氧化碳量也不同,燃石油較燃煤少30%,燃天然氣則較燃煤少50%,故燃天然氣相對比較清潔。

3.水電

水電是一種潔淨的二次能源,但在大型水電工程的建設過程中,仍會對環境產生影響。修建水庫會淹沒大片土地,吞沒森林,損害動植物物種,需要大規模安置移民。大壩會擾亂河流的自然流量,造成河床破壞,傷害水中生態系統,干擾魚類和其他水生動物的產卵和遷徙方式,也將引起溼度變化和降雨等氣候變化。

4.生物質能

生物質燃料是一種傳統能源,也是許多國家農村的主要能源。生物質燃燒會產生大量煙塵,造成區域性大氣汙染;過度消耗薪柴,會使植被遭到破壞,加劇森林的退化,加大「溫室效應」的壓力。大量使用秸稈和畜糞代替薪柴,會導致秸稈不能還田,使土壤有機質減少,肥力降低,生態環境惡化。

5.核能

核能對環境的影響具有很大的不確定性,鈾礦的開採與加工、燃料迴圈與發電、核廢料與廢棄核電站的處置,其中每一個環節都有可能向周圍環境洩漏有毒或放射性物質。儘管核事故發生的概率很低,核能的安全性不比其他能源差,與化石燃料相比,對環境的損害也較小,但公眾對核安全的憂慮仍是核能發展的一大障礙,所以評估核能對環境的影響是比較困難的。

6.太陽能、風能、地熱和潮汐能

太陽能、風能、地熱和潮汐能都是可再生能源,對環境影響較小。地熱對環境的不利影響包括排放二氧化碳等氣體、汙染地下水、廢棄地熱井的地面塌陷等;太陽能的大規模利用需佔用大片土地;潮汐電站的設計中要考慮海洋魚類的生態環境問題。但這些新能源同屬清潔能源,它們的大量開發利用,有利於改善環境狀況。

綜上所述,礦物能源傳統的開發利用方式需要付出巨大的環境代價,對溫室效應貢獻突出,其中尤以燃煤帶來的危害最大。積極尋求各種替代礦物燃料的清潔能源,如發展水電、核電及各類新能源,以改善能源結構,減輕環境汙染,勢在必行。鑑於礦物燃料在近期內仍將作為能源結構中的重要組成部分,不斷研究應用礦物燃料,開發利用更為合理的新技術,以緩解環境危機是十分必要的。

能源的使用對環境有什麼影響

3樓:因為不懂才註冊

1、煤炭的開發利用對環境的不利影響。

煤炭消費過程中產生大量二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳、煙塵和汞等汙染物,是造成大氣汙染和酸雨的主要原因。煤炭消費過程也排放溫室氣體,造成全球性環境問題。煤炭在開採過程中會造成礦山生態環境的破壞, 威脅生物棲息環境。

主要包括對地表的破壞、引起岩層的移動、礦井酸性排水、煤矸石堆積、煤層甲烷排放等。

2、石油和天然氣勘探開採和加工利用對環境的不利影響。

油田勘探開採過程中的井噴事故、採油廢水、鑽井廢水、洗井廢水、處理人工注水產生的汙水的排放;氣田開採過程中產生的地層水,含有硫、鹵素以及鋰、鉀、溴、銫等元素,其主要危害是使土壤鹽漬化;油氣田開採過程中的硫化氫排放;煉油廢水、廢氣(含二氧化硫、硫化氫、氮氧化物、烴類、一氧化碳和顆粒物)、廢渣(催化劑、吸附劑反應後產物)排放;海上採油影響海洋生態系統,石油因井噴、漏油、海上採油平臺傾覆、油輪事故和戰爭破壞等原因洩入海洋,對海洋生態系統產生嚴重影響;在交通運輸業,機動車尾氣等造成大氣汙染,排放一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物、鉛等汙染物;等等。

3、水電開發對環境的不利影響。

水電是一種相對清潔的能源,但其對生態環境仍有多方面的不利影響,主要表現在:截流造成汙染物質擴散能力減弱,水體自淨能力受影響;淹沒土地、地面設施和古蹟,影響自然景觀,尤其是風景區;泥沙淤積會使上游河道截面縮小,河床抬高,下游河岸被沖刷,引起河道變化;改變地下水的流量和方向,使下游地下水位升高,造成土壤鹽鹼化,甚至形成沼澤,導致環境衛生條件惡化而引起疾病流行;建設過程採挖石料和填土,破壞自然環境;洩洪道變流裝置的安裝造成對魚類等水生生物的破壞,截流阻斷魚類洄游等;會改變河流水深、水溫、流速及庫區小氣候,對庫區水生和陸生生物產生不利影響;可能會誘發**;小水電站還會向生物圈排放一些溫室氣體(特別是由於水庫中生物質的腐爛而產生的甲烷);等等。

4、核能開發利用對環境的影響。

核能對環境的影響主要來自兩個階段:核燃料生產和輻射後燃料的處理。由於人類無論何時何地都處於各種**的天然放射性輻射之中,通常燃料生產過程的放射性汙染較輕,一般不構成嚴重危害。

但它畢竟對人體有害,故仍須予以充分注意。

5、可再生能源開發利用對環境影響的不利影響。

可再生能源開發利用整體上較傳統化石能源來說,更加清潔安全,但是開發利用可再生能源仍然會帶來一些環境問題。如風能開發中,風機會產生噪聲和電磁干擾,並對景觀和鳥類產生負面影響等。太陽能開發也會產生不利環境影響,主要是佔用土地、影響景觀等。

此外,製造光伏電池需要高純度矽,屬能源密集產品,本身需要消耗大量能源。含鎘光伏電池(cdte, cigs)的有毒物質排放雖然在安全範圍之內,但公眾仍擔心對健康的危害。生物質能利用對環境的不利影響,主要是佔用大量土地,可能導致土壤養分損失和侵蝕,生物多樣性減少,以及用水量增加。

用汽車運輸生物質會排放汙染物。另外,農村居民使用薪柴和秸杆等生物質能作炊事和供熱燃料的傳統利用方式引起的室內空氣汙染,對居民健康產生嚴重危害。地熱資源開發利用的環境影響主要是地熱水直接排放造成地表水熱汙染;含有害元素或鹽分較高的地熱水汙染水源和土壤;地熱水中的co2 和h2 s等有害氣體排放到大氣中;地熱水超採造成地面沉降等。

海洋能是潔淨的能源,對環境不會產生大的不利影響。但潮汐電站會對海岸線生態環境帶來一定影響;波浪能發電裝置能起到使海洋平靜的消波作用,有利於船舶安全拋錨和減緩海岸受海浪衝刷,但波浪能發電裝置給許多水生物提供了棲息場所,促使其繁殖生長,可能會堵塞發電裝置;海洋溫差發電裝置的熱交換器採用氨作工質,氨可能會汙染海洋環境;建在河口的鹽差能發電裝置,還要解決河水中的沉澱物和保護海洋生物的問題。

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