第一章(能量與能源)

能源概論任課教師：周文鑄

上海理工大學能源與動力工程學院

zwz.306@163.com第一章能量與能源第一章能量與能源第一節(jié)能量第二節(jié)能源的分類與評價第三節(jié)能源與人類文明第四節(jié)能源資源生產(chǎn)與消費第五節(jié)能源與環(huán)境第六節(jié)能源的可持續(xù)發(fā)展物質(zhì)和能量是構(gòu)成客觀世界的基礎(chǔ)?？茖W史觀認為，世界是由物質(zhì)構(gòu)成的，沒有物質(zhì)，世界便虛無飄渺；運動是物質(zhì)存在的方式，是物質(zhì)固有的屬性，能量則是物質(zhì)運動的度量。宇宙間一切運動著的物體，都具有能量，人類的一切活動都與能量及其使用緊密相關(guān)。所謂能量，也就是“產(chǎn)生某種效果（變化）的能力”。反過來說，產(chǎn)生某種效果（變化），必然伴隨能量的消耗和轉(zhuǎn)換。第一節(jié)能量人類所認識的六種能量形式機械能熱能電能輻射能化學能核能機械能機械能是與物體宏觀機械運動或空間狀態(tài)相關(guān)的能量，前者稱為動能，后者稱為勢能。機械能如果質(zhì)量為m的物體的運動速度為v則該物體的動能Ek可以用下式計算：重力勢能Ep可以用下式計算：機械能彈性勢能的計算式為：表面能可用下式計算：k—物體的勁度系數(shù)X—物體的變形量σ—物體的勁度系數(shù)

S—物體的變形量熱能構(gòu)成物質(zhì)的微觀分子運動的動能和勢能總和稱為熱能。這種能量的宏觀表現(xiàn)是溫度的高低，它反映了分子運動的激烈程度。通常熱能Eq可表述成如下的形式：

T—絕對溫度S—熵電能電能是和電子流動與積累有關(guān)的一種能量，通常由電池中的化學能轉(zhuǎn)換而來，或是通過發(fā)電機由機械能轉(zhuǎn)換得到；反之，電能也可以通過電動機轉(zhuǎn)換為機械能，從而顯示出電做功的本領(lǐng)。U—電勢I—電強輻射能輻射能是物體以電磁波形式發(fā)射的能量。物體的輻射能Er可由下式計算：

ε—物體的輻射率C0—黑體輻射系數(shù)化學能化學能是物質(zhì)結(jié)構(gòu)能的一種，即原子核外進行化學變化時放出的能量。按化學熱力學定義，物質(zhì)或物系在化學反應(yīng)過程中以熱能形式釋放的內(nèi)能稱為化學能。高位發(fā)熱量—完全燃燒時，燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣全部凝結(jié)成水時所放出的熱量低位發(fā)熱量—完全燃燒時，燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣仍以氣態(tài)存在時所放出的熱量低位發(fā)熱量在數(shù)值上等于高位發(fā)熱量減去水的氣化潛熱，由于在燃燒過程中，燃料中原有的水分及氫燃燒后生成的水均呈蒸汽狀態(tài)隨煙氣排出，因此，低位發(fā)熱量接近實際可利用的燃料發(fā)熱量，所以在熱力計算中均以低位發(fā)熱量作為計算依據(jù)。核能核能是蘊藏在原子核內(nèi)部的物質(zhì)結(jié)構(gòu)能。輕質(zhì)量的原子核（氘、氚等）和重質(zhì)量的原子核（鈾等）核子之間的結(jié)合力比中等質(zhì)量原子核的結(jié)合力小，這兩類原子核在一定的條件下可以通過核聚變和核裂變轉(zhuǎn)變?yōu)樵谧匀唤绺€(wěn)定的中等質(zhì)量原子核，同時釋放出巨大的結(jié)合能。這種結(jié)合能就是核能。能量的性質(zhì)狀態(tài)性可加性傳遞性轉(zhuǎn)換性做功性貶值性能量的轉(zhuǎn)換能量在空間上的轉(zhuǎn)移，即能量的傳輸。能量在時間上的轉(zhuǎn)移，即能量的儲存。能量的轉(zhuǎn)換能量的傳遞一、能量傳遞的條件能量傳遞是有條件的，即在有能量密度差的條件下，能量總是從能量密度大的物質(zhì)或能量集中的地方，向能量密度小的物質(zhì)或地方傳遞；總是從集中到分散并逐步達到平衡。傳遞的推動力是“勢差”：傳熱（ΔT）、導電（ΔU）、流動（ΔP）、擴散（ΔC）、化學反應(yīng)（化學勢差）。二、能量傳遞的規(guī)律能量傳遞遵循一定的規(guī)律，即能量傳遞的速率正比于傳遞的動力而反比于傳遞的阻力。導電： 傳熱：三、能量傳遞的形式能量的傳遞包括轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)換兩種形式。轉(zhuǎn)移是某種形態(tài)的能量從一地轉(zhuǎn)移到另一地，從一物轉(zhuǎn)移到另一物；轉(zhuǎn)換則是能量由一種形態(tài)變?yōu)榱硪恍螒B(tài)。四、能量傳遞的途徑能量傳遞的途徑主要有兩條：由物質(zhì)交換和質(zhì)量輸運而攜帶的能量稱為攜帶能；在體系邊界面上的能量交換稱為交換能。五、能量傳遞的方法在體系邊界面上的能量交換通常以兩種方法進行：傳熱——由溫差引起的能量交換，這是能量傳遞的微觀形式；做功——由非溫差引起的能量交換，這是能量傳遞的宏觀形式。六、能量傳遞的方式通過能量交換而實現(xiàn)的能量傳遞，即傳熱和做功，其具體方式為：傳熱的三種基本方式是熱傳導、熱對流和熱輻射；做功（這里指機械功）的三種基本方式是容積功、轉(zhuǎn)動軸功和流動功（推動功）。七、能量傳遞的結(jié)果能量傳遞的結(jié)果主要體現(xiàn)在兩方面，即能量使用過程中所起的作用以及能量傳遞的最終去向。能量傳遞的最終去向通常只有兩條：或轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品，或散失于環(huán)境，包括直接損失和用于過程后再進入環(huán)境這兩種情況。八、能量傳遞的實質(zhì)能量傳遞的實質(zhì)實際上就是能量利用的實質(zhì)。如果把產(chǎn)品的使用也包括在內(nèi)，能量的最終去向只能是唯一的，即最終進入環(huán)境。結(jié)果：能量被利用了，能源被消耗了。就能量利用的本質(zhì)而言，人類利用的不是能量的數(shù)量而是能量的質(zhì)量（品質(zhì)、品位），即能的質(zhì)量急劇降低，直至進入環(huán)境，最終成為廢能。第二節(jié)能源的分類與評價能源的分類所謂能源，是指能夠直接或經(jīng)過轉(zhuǎn)換而獲取某種能量的自然資源。自然資源包括煤、石油、天然氣、太陽能、風能、水能、地熱能、核能等。為了便于運輸和使用，上述資源經(jīng)加工可得到一些更符合使用要求的能量來源，如煤氣、電力、焦炭、蒸汽、沼氣、氫能等。能源的分類由于可被人類利用的能源多種多樣，因此有以下五種不同的分類方法：一、按地球上能源形成的來源分；二、按能源的加工程度分；三、按人們對能源科技的掌握程度分；四、按能源能否再生分；五、按對環(huán)境的污染情況分。一、按地球上能源形成的來源分1、來自太陽的能量2、來自地球內(nèi)部的熱能3、來自放射性元素鈾、釷等核裂變能和氘氚等核聚變能4、來自太陽、月亮對地球的引力能二、按能源的加工程度分一次能源，如煤炭、石油、天然氣、太陽能、風力、水能、生物質(zhì)能、海洋能、地熱能等都是一次能源。二次能源，如電力、汽油、柴油、焦炭、煤氣、蒸汽以及各種石油制品等。三、按人們對能源科技的掌握程度分常規(guī)能源，現(xiàn)階段，煤炭、石油、天然氣和水能和核裂變能是常規(guī)能源的主要組成部分；新能源，如太陽能、風能、潮汐能、地熱能、海洋能等。四、按能源能否再生分可再生能源，即不會隨其本身的轉(zhuǎn)化或人類的利用而越來越少的能源，如水能、風能、潮汐能、太陽能等；非再生能源，它隨人類的利用而越來越少，如石油、煤、天然氣、核燃料等。五、按對環(huán)境的污染情況分清潔能源，即對環(huán)境無污染或污染很小的能源，如太陽能、水能、海洋能等；非清潔能源，即對環(huán)境污染較大的能源，如煤、石油等。能源的評價能源多種多樣，各有優(yōu)缺點，為了正確選擇和使用能源，必須對各種能源進行正確的評價。能源的評價儲量能量密度儲能的可能性與供能的連續(xù)性能源的地理分布開發(fā)費用和利用能源的設(shè)備費用運輸費用與損耗能源的可再生性能源的品位對環(huán)境的影響第三節(jié)能源與人類文明一、能源更迭與社會發(fā)展人類利用能源的歷史，也就是人類認識和征服自然的歷史。

(1)火的發(fā)現(xiàn)和利用；

(2)畜力、風力、水力等自然動力的利用；

(3)化石燃料的開發(fā)和熱的利用；（18世紀）

(4)電的發(fā)現(xiàn)及開發(fā)利用；；（19世紀）

(5)原子核能的發(fā)現(xiàn)及開發(fā)利用。（20世紀）二、能源與國民經(jīng)濟能源是發(fā)展社會生產(chǎn)和提高人民生活水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是推動國民經(jīng)濟發(fā)展的強大動力。經(jīng)濟的增長和經(jīng)濟發(fā)展水平的提高都需要能源來支撐，因此，能源消費與經(jīng)濟發(fā)展有著密不可分的關(guān)系。從世界能源消費的增長趨勢看，能源消費與世界經(jīng)濟發(fā)展的趨勢是一致的。能源與國民經(jīng)濟世界各國經(jīng)濟發(fā)展的實踐證明，在經(jīng)濟正常發(fā)展的情況下，能源消耗總量和能源消耗增長速度與國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值和國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值增長率成正比例關(guān)系。世界經(jīng)濟和能源發(fā)展的歷史顯示，處于工業(yè)化初期的國家，經(jīng)濟的增長主要依靠能源密集型工業(yè)的發(fā)展，能源效率也較低，因此能源彈性系數(shù)多大于1。

三、能源與人民生活人們的日常生活處處離不開能源，不僅衣、食、住、行，而且文化娛樂、醫(yī)療衛(wèi)生等都與能源密切相關(guān)。目前我國一次能源消費量已超過俄羅斯，居世界第二位，但由于人口過多，人均能耗水平仍很低，全面建設(shè)小康社會仍然是我國人民面臨的重要任務(wù)。第四節(jié)能源資源生產(chǎn)與消費

1994年世界化石燃料探明可采儲量1996年世界前七位國家的煤炭儲量國家儲量/Mt占世界比%美國24055823.3中國11450011.1澳大利亞909408.8印度699476.8德國673006.5南非553335.4波蘭421001.1全世界合計10316101001973年和2002年世界硬煤產(chǎn)量的地區(qū)分布圖1973年和2002年世界石油產(chǎn)量的地區(qū)分布圖1973年和2002年世界天然氣產(chǎn)量的地區(qū)分布圖1971年和2001年世界一次能源供應(yīng)量的地區(qū)分布圖能源消費當今世界的能源消費仍以石油為主。1973年和2001年世界能源終端總消費量的構(gòu)成1973年和2001年世界煤炭消費的行業(yè)構(gòu)成1973年和2001年世界石油消費的行業(yè)構(gòu)成1973年和2001年世界天然氣消費的行業(yè)構(gòu)成第五節(jié)能源與環(huán)境全球環(huán)境狀況聯(lián)合國最新公布的研究結(jié)果顯示，在過去30年中，雖然國際社會在環(huán)保領(lǐng)域取得了一定成績，但全球整體環(huán)境狀況持續(xù)惡化。國際社會普遍認為，貧困和過度消費導致人類無節(jié)制地開發(fā)和破壞自然資源，這是造成環(huán)境惡化的罪魁禍首。全球環(huán)境狀況世界經(jīng)濟發(fā)展和人類賴以生存的環(huán)境是不協(xié)調(diào)的，經(jīng)濟發(fā)展和人口增長給環(huán)境造成了巨大的壓力，對發(fā)展中國家這種情況尤為突出。全球環(huán)境狀況全球環(huán)境惡化主要表現(xiàn)在大氣和江海污染加劇、大面積土地退化、森林面積急劇減少、淡水資源日益短缺、大氣層臭氧空洞擴大、生物多樣性受到威脅等多方面，同時溫室氣體的過量排放導致全球氣候變暖，使自然災(zāi)害發(fā)生的頻率和強度大幅增加。

1999年發(fā)現(xiàn)的臭氧空洞是有史以來觀測到的最大一次，達到2600萬km2的面積。天空正在塌陷全球正在變暖海平面上升與陸地淹沒；

氣候帶的移動；

颶風的加??；

植被的遷徙與物種滅絕；

洋流的變化與厄爾尼諾現(xiàn)象；

雨型的改變。CO2濃度/106溫度偏差/oC年份地球表面溫度的歷史變遷資料來源：TheCarbonDioxideinformationAnalysisCenter.OakRidgeNationalLaboratory.1995CO2濃度平均溫度偏差地球森林覆蓋量正在減少大氣環(huán)境的三大問題20世紀80年代中期，在南極上空發(fā)現(xiàn)了臭氧空洞，它與地球變暖及所謂的溫室效應(yīng)和酸雨沉降問題構(gòu)成全球性的大氣環(huán)境問題，明顯地危及全人類的生存和繁衍，引起了國際社會的高度關(guān)注，使當今的世界環(huán)境問題具有明顯的時代特征。世界十大嚴重污染城市中國占：個7因二氧化硫排放，每年經(jīng)濟損失1126億元(世界銀行統(tǒng)計超過5000億元)嚴重局面!占全國排放比例：燃煤污染物SO2：85%CO2：85%NOx：60%粉塵：70%我國的污染現(xiàn)狀我國城市空氣污染綜合指數(shù)的比較北石重濟天廣杭上南珠三大昆泉龍深楊廈莆桂章南寧海京家慶南津州州海昌海陰連明州巖圳州門田林州平港口莊我國城市空氣質(zhì)量達標情況對比

我國城市空氣中主要污染物濃度變化趨勢

年份

我國大氣SO2濃度最高的城市狀況

中日兩國部分城市SO2濃度比較酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分圖年份SO2排放量/萬t我國SO2可能排放情況的預(yù)測溫室效應(yīng)我們的地球最近幾十年來，地球日益變暖。地球為什么會變暖？是由于人類大量使用能源而放出的熱量使地球變暖的嗎？我們的地球人類一年使用的全部能源為80億t石油，相當于331016kJ的熱量如果把這些熱量全部用于加熱海洋，僅僅可以使海水溫度上升610-5℃，即加熱1萬年，海水溫度也只上升到1℃。地球變暖的原因到底是什么？人類使用能源一天所放出的熱量＝0.11016kJ；地球一天從太陽獲得的熱量＝15001016kJ。地球變暖的原因到底是什么？太陽射向地球的光約1/3被云層、冰粒和空氣分子反射回去；約25％穿過大氣層時暫時被大氣吸收起到增溫作用，但以后又返回到太空；其余的大約37％則被地球表面吸收。這些被吸收的太陽輻射能大部分在晚間又重新發(fā)射到天空。地球變暖的原因到底是什么？如果這部分熱量遇到了阻礙，不能全部被反射出去，地球表面的溫度就會升高。溫室氣體CO2不吸收短波，只吸收長波，于是，地球表面吸收的太陽輻射就散不出去，從而使地表溫度升高，地球變暖。像CO2這類會使地球變暖的氣體就稱為溫室氣體，溫室氣體還包括水蒸氣、SO、甲烷、氟利昂等。溫室氣體的來源

主要溫室氣體的含量與來源結(jié)論由于人類大量使用化石燃料，其排放出的CO2等溫室氣體對輻射的選擇性和吸收特性是地球變暖的主要原因。氣候變化對環(huán)境的影響地球表面變暖，在遠離赤道的地方變化最顯著。雖然某些地區(qū)由于蒸發(fā)迅速和風型改變會變得更干燥，但全球降雨量增加。沿海岸的亞熱帶出現(xiàn)更潮濕的季風。在高海拔和高緯度地區(qū)更頻繁地出現(xiàn)更大的風雪。在內(nèi)地，大陸中部地區(qū)出現(xiàn)較早的雪融和潮濕的春季，夏季漫長且來得早，干旱更加頻繁。氣候變化對環(huán)境的影響在高緯度地區(qū)，農(nóng)業(yè)條件會更好些。由于海水的邊界向北移動，因此海洋冰量減少。沿海海平面每世紀上升幾英尺。颶風更頻繁、更強大，并向高緯度地區(qū)擴展。森林火災(zāi)更頻繁、更嚴重。大量物種迅速滅絕。由于氣候的原因，人口死亡率增加。Sealevelrise/mYear解決溫室效應(yīng)的對策提高能源的利用率，減少化石燃料的消耗量，大力推廣節(jié)能新技術(shù)；開發(fā)不產(chǎn)生CO2的新能源，如核能、太陽能、地熱能、海洋能；推廣植樹綠化，限制森林砍伐，制止對熱帶森林的破壞；解決溫室效應(yīng)的對策減慢世界人口增長速度，在農(nóng)村發(fā)展“能源農(nóng)場”，一方面利用種植薪柴樹木通過光合作用固定CO2，另一方面燃燒薪柴比燃用化石燃料產(chǎn)生的CO2要少得多；采用天然氣等低含碳燃料，大力發(fā)展氫能。酸雨何謂酸雨簡單地說，酸雨就是酸性的雨。被大氣中存在的酸性氣體污染，pH小于5.65的雨叫酸雨。pH小于5.65的雪叫酸雪。在高空或高山(如峨眉山)上彌漫的霧，pH小于5.65時叫酸霧。酸雨的pH范圍酸雨的形成現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通排放更大量，種類更多的污染物(包括酸堿性物質(zhì))，且與塵埃一起升到高空，與天上的水蒸氣相遇，就會形成硫酸或硝酸液滴，使雨水酸化。這時，落到地面的雨水就成了酸雨。高硫煤和石油燃燒產(chǎn)生的SO2和NOx是造成酸雨的主要禍首。酸雨污染來源造成雨水酸化之污染物很多，其污染來源大致可分為兩類：一類為自然物質(zhì)，另一類為人為物質(zhì)。前者如火山爆發(fā)噴出的大量硫化物及懸浮固體物，自然水域表面釋放的硫化氫，動植物分解產(chǎn)生的有機酸，土壤微生物及海藻釋放的硫化氫、二甲基硫及氮化物等，都會使雨水的pH降至5.0左右。酸雨污染來源后者則為工業(yè)化后，燃料的大量使用，燃燒過程中產(chǎn)生CO、HCl、SO2、NOx及懸浮固體物，排放至大氣環(huán)境中，經(jīng)光化學反應(yīng)生成硫酸、硝酸等酸性物質(zhì)使得雨水的pH降低，形成酸雨。濕沉降干沉降自然來源人為來源酸化污染物酸雨污染來源酸雨的危害導致森林成片死亡，因為酸雨會損壞植物葉面和根部。使湖泊酸化，湖中魚蝦絕跡。破壞農(nóng)田的土壤成分，使農(nóng)作物減產(chǎn)甚至死亡。造成地下水酸化，引起對人體的危害。腐蝕建筑物和工業(yè)設(shè)備，造成重大的經(jīng)濟損失。對露天文物起腐蝕作用，加速文物資源的破壞甚至毀滅。酸雨對湖泊的影響酸雨因pH太低，造成泥土及巖石中的有毒金屬元素溶解，流入地下水及河流中，使水中動物如魚類等大量死亡。水生植物和以河水灌溉的農(nóng)作物，因累積有毒金屬，將經(jīng)由食物鏈進入人體，影響人類的健康，這就是累積作用（concentrationeffect）。

酸雨對湖泊的影響在歐洲和北美洲，酸雨所引起的湖泊酸化情形十分嚴重。瑞典85000g個湖泊，其中約20000個已受到酸雨的影響。挪威有265個湖泊已經(jīng)沒有魚蝦；而加拿大已有400個“死湖”，以前有鮭魚的河川，現(xiàn)在都看不到鮭魚的蹤影了。

pH對于湖中生物的影響pH影響<6<5.5<5.0<4.0食物的基本種類相繼死去，例如，魚類的重要食物來源無法在此酸堿值下生存。魚類不能繁殖。幼魚很難存活。因為缺少營養(yǎng)造成很多畸形的成魚。魚類因窒息而死。魚群會相繼死去假如有生物存活，將與之前的生物種類不相同。酸雨對農(nóng)作物的影響酸雨會影響農(nóng)作物的葉片，酸可以溶解葉表皮上的臘質(zhì)，使植物的水分更易流失；同時土壤中的金屬礦物因被酸雨溶解，造成礦物質(zhì)流失，植物無法獲得足夠的養(yǎng)分。

受到酸雨危害的農(nóng)作物左圖為葉子受酸雨危害的情形；右圖為顯微鏡觀察到的葉子內(nèi)部的組織酸雨對森林的影響酸雨除危害農(nóng)作物之外，也危害森林，如阿爾卑斯山和西德黑森林，瑞士、英國等的森林中，半數(shù)以上的樹木呈枯黃，枝葉凋落。在加拿大魁北克，在受損嚴重的山區(qū)，絕大部分的樹木已經(jīng)枯萎。另外，美國的針葉林也遭受傷害。酸雨對樹木和土壤的影響酸雨對建筑物的影響酸雨腐蝕建筑物、公共設(shè)施、古跡和金屬物質(zhì)，造成人類經(jīng)濟、財物及文化遺產(chǎn)的損失。酸雨對希臘神殿，羅馬遺跡和西德大教堂等歷史性建筑遺跡也有很大影響。酸雨對建筑的影響酸雨對人類的影響酸雨對人體也有不良的影響。如可引起眼睛和皮膚疼痛，甚至脫發(fā)。酸雨污染對人類最嚴重的影響就是導致呼吸方面問題。二氧化硫和二氧化氮會引起呼吸系統(tǒng)的疾患，如哮喘、干咳、鼻子和咽喉過敏等。我國酸雨分布在我國覆蓋四川、貴州、廣東、廣西、湖南、湖北、江西、浙江、江蘇和青島等省市部分地區(qū)，面積達200多萬平方千米的酸雨區(qū)是世界三大酸雨區(qū)之一。

酸雨控制對策制訂酸雨和SO2污染控制區(qū)綜合防治規(guī)劃。限制高硫煤，洗煤，型煤。調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，削減SO2排放總量。做好SO2排污收費工作，運用經(jīng)濟手段促進治理。強化控制區(qū)環(huán)境監(jiān)督管理。臭氧層的破壞臭氧層的破壞近幾十年來，由于人類大量使用含氯、氟等元素的化學合成物質(zhì)作為制冷劑，導致臭氧空洞的出現(xiàn)和不斷擴大。近年臭氧空洞的面積已經(jīng)達到2500萬km2臭氧空洞的產(chǎn)生氯氟烴釋放到大氣中，再上升到高空時，會分解出氯原子。自由的氯原子遇上臭氧分子后，會奪走臭氧分子O3中的一個氧原子，使之變成為普通的氧分子O2。每一個氯原子可以把上萬個臭氧分子變成普通氧分子。實驗數(shù)據(jù)顯示，平均每一個氯原子可以消滅1萬個臭氧分子，其威力驚人。臭氧空洞的產(chǎn)生其結(jié)果是高空中由臭氧分子組成的臭氧層就被大大損耗，導致了臭氧層變薄，甚至出現(xiàn)臭氧空洞。臭氧空洞——人類的威脅根據(jù)調(diào)查顯示，自1978年開始的10年內(nèi)，全球各緯度平流層的臭氧含量降低約1.2%至10%不等，南極上空則是臭氧被破壞最嚴重的區(qū)域，甚至在春季期間更會出現(xiàn)所謂的“臭氧空洞”。臭氧空洞——人類的威脅南極上空的臭氧層是在20億年的漫長歲月中形成的，可是僅在一個世紀里就被破壞了60％。目前全球臭氧層削減率正以每年2%至3%的速度在進行，如果任其發(fā)展，在21世紀末，平流層臭氧含量將降至目前的一半以上，屆時，人類將會面臨一場空前的浩劫

!歷年的南極臭氧臭氧層被破壞的后果地球上的生物能在陸地上生活，是因為集中在平流層中的臭氧對于陽光中的紫外線具有隔除的作用，如果沒有臭氧層，進入大氣層的紫外線就很容易被細胞核吸收，破壞生物的遺傳物質(zhì)DNA，陸地上的生物便無法存在了。而這個臭氧層目前正受到人類持續(xù)不斷的破壞。臭氧層被破壞的后果據(jù)科學研究，臭氧減少10%，紫外線可能增加20%，皮膚癌患者可能增加30%，此外還會產(chǎn)生下列幾種現(xiàn)象:

(1)白內(nèi)障罹患率增加；

(2)免疫系統(tǒng)受到抑制；

(3)谷物的收成減少，品質(zhì)降低，植物和浮游生物減少，破壞自然界的生物鏈；臭氧層被破壞的后果

(4)塑料、橡膠制品加速老化；

(5)紫外線直射會引起對流層臭氧的增加，致使產(chǎn)生光化學煙霧，造成空氣污染。臭氧層變薄對健康的危害保護臭氧層目前，最早使用CFCs的24個發(fā)達國家已于1985年和1987年分別簽署了限制使用CFCs的《維也納公約》和《蒙特利爾議定書》。1993年2月，中國政府批準了《中國消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰方案》，確定在2010年完全淘汰消耗臭氧層物質(zhì)。

保護臭氧層人類尚未找到對已被破壞的臭氧層進行補救的措施，但全世界正努力限制和停止對消耗臭氧層物質(zhì)的生產(chǎn)和使用。另一方面，人類正努力開發(fā)無害的制冷劑、發(fā)泡劑等。任何關(guān)心保護臭氧層的普通人都可以通過選擇對臭氧層無害的消費品，來參與保護臭氧層行動。熱污染何謂熱污染熱污染是指日益現(xiàn)代化的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活中排放的各種廢熱所造成的環(huán)境污染。熱污染可以污染大氣和水。

火力發(fā)電廠、核電站和鋼鐵廠的冷卻系統(tǒng)排出的熱水以及石油、化工、造紙等工廠排出的生產(chǎn)性廢水中均含有大量廢熱。

熱污染對水生生物的影響熱污染首當其沖的受害者是水生生物。由于水溫升高，使水中溶解氧減少，水體處于缺氧狀態(tài)，同時又使水生生物代謝率增高而需要更多的氧，造成一些水生生物在熱效力作用下發(fā)育受阻或死亡，從而影響環(huán)境和生態(tài)平衡。熱污染對人體健康的影響河水水溫上升給一些致病微生物造成一個人工溫床，使它們得以滋生、泛濫，引起疾病流行，危害人類健康。隨著人口和耗能量的增長，城市排入大氣的熱量日益增多。按照熱力學定律，人類使用的全部能量終將轉(zhuǎn)化為熱，傳入大氣，逸向太空。熱污染對大氣的影響使地面反射太陽熱能的反射率增高，吸收太陽輻射熱減少，沿地面空氣的熱減少，上升氣流減弱，阻礙云雨形成，造成局部地區(qū)干旱，影響農(nóng)作物生長，使土壤沙化。熱污染對大氣的影響近一個世紀以來，地球大氣中的二氧化碳不斷增加，氣候變暖，冰川積雪融化，使海水水位上升，一些原本十分炎熱的城市，變得更熱。專家們預(yù)測，如按現(xiàn)在的能源消耗的速度計算，每10年全球溫度會升高0.1℃～0.26℃；一個世紀后即為1.0℃～2.6℃，而兩極溫度將上升3℃～7℃，對全球氣候會有重大影響。造成熱污染的根本原因造成熱污染最根本的原因是能源未能被最有效、最合理地利用。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和人口的不斷增長，環(huán)境熱污染將日趨嚴重。如何減少大氣熱污染?提高熱效率可減少熱污染；利用廢熱也可減少熱污染；利用降溫冷卻減少大氣熱污染。放射性污染放射性污染放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，核能的開發(fā)帶給人類的另一巨大福利是核技術(shù)在科研、教育、醫(yī)療、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等許多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，這種應(yīng)用也伴隨著現(xiàn)實的或潛在的放射性污染。

放射性污染在和平利用核能的過程中，放射性污染主要是在核電廠等核設(shè)施營運、放射性同位素和射線裝置應(yīng)用等過程中產(chǎn)生的。管理嚴格、設(shè)計良好的核電廠在正常運行時，產(chǎn)生的放射性污染很小。放射性污染但是，核電廠等核設(shè)施從建設(shè)、運營及退役全過程中都存在著潛在的放射性危害。若不加強管理，核電廠在任何環(huán)節(jié)發(fā)生事故時，都會造成嚴重的放射性污染，威脅公眾健康。放射性污染從污染物對人和生物的危害程度看，放射性物質(zhì)污染要比其他污染嚴重得多。正因為如此，從核能開發(fā)以來，人們就對放射性污染的防治極其重視，采取了一系列嚴格的措施，并將這些措施以法律的形式明確下來。能源對人體健康的影響能源對人體健康的影響