第八章 能源與環(huán)境.ppt

1、第八章 能源與環(huán)境,能源是指可能為人類利用以獲得有用能量的各種來源，象太陽(yáng)能、風(fēng)力、水力、蒸汽、化石燃料及核能、潮汐能等等均可稱為能源。,能源,一次能源,常規(guī)能源 新能源,二次能源：電力、焦碳、煤氣、沼氣、蒸汽、汽油,可再生能源：水力 不可再生能源：煤炭、石油,可再生能源：太陽(yáng)能、風(fēng)能 不可再生能源：核燃料,能源的分類,根據(jù)能源消費(fèi)后是否造成污染又可分為污染型能源和清潔型型能源 煤炭和石油等是污染型能源 水力、電力和太陽(yáng)能是清潔型能源,一、 當(dāng)前世界能源的消耗情況,世界能源生產(chǎn)和消耗增長(zhǎng)都很快；尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家個(gè)人能源消耗水平越來越高，造成發(fā)達(dá)國(guó)家能耗很大，因此世界能源生產(chǎn)的增長(zhǎng)率遠(yuǎn)大于人口的增

2、長(zhǎng)率。 在世界各國(guó)中，能源消耗最多的是美國(guó)。,我國(guó)的能源消費(fèi),按人口平均的能耗時(shí)，我國(guó)是很低的。1980年噸/人1986年0.76噸/人 1986年美國(guó)9.43噸/人 日本3.62噸/人 英國(guó)5.33噸/人,世界能源消耗的特點(diǎn),目前世界上消耗最多是石油 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，改變了本世紀(jì)60年代前以煤為主要能源的局面。 第三世界國(guó)家如我國(guó)、印度還是以煤炭為主。 由于天然氣使用方便，對(duì)環(huán)境污染也較小，其所占比例在不斷增加,當(dāng)今世界能源消耗的特點(diǎn),石油是當(dāng)今工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家能源消耗的總趨勢(shì)，但隨著石油開采量過大，石油礦藏減少，預(yù)計(jì)今后增長(zhǎng)不會(huì)太快?？紤]到各國(guó)

3、不同的能源資源狀況，能源結(jié)構(gòu)有從石油重新轉(zhuǎn)向以煤為主要能源的趨勢(shì)。 當(dāng)前世界能源是以化石燃料為主，消耗核能和水力能的比例，就是在發(fā)達(dá)國(guó)家也不高。 天然氣具有廣闊的利用前景。,二、 能源利用對(duì)環(huán)境的影響,1、化石燃料的影響 開采過程的環(huán)境影響 開采工人的事故與職業(yè)性傷亡（井下采煤） 地面或地面生態(tài)系統(tǒng)破壞（露天采煤） 煤礦廢水的影響也不容忽視。原油開采過程中鉆井泥漿內(nèi)加入的燒堿、鐵鉻鹽和鹽酸等化學(xué)試劑會(huì)對(duì)井場(chǎng)周圍水域和農(nóng)田造成不良影響，同時(shí)原油開采過程中井噴事故不僅會(huì)造成人員傷亡和原油損失，還會(huì)污染大片農(nóng)田或海域，破壞生態(tài)平衡。 天然氣開采過程中易產(chǎn)生硫化氫和伴生鹽水。,運(yùn)輸過程的環(huán)境影響,消耗

4、大量的能源， 堆存和裝卸過程中會(huì)發(fā)生自燃或揚(yáng)塵污染大氣環(huán)境，并由于浸出水的流失而污染周圍水系 油船事故和油船外排洗艙水進(jìn)入海洋而污染海洋。,加工過程的環(huán)境影響,洗煤水以及干燥時(shí)產(chǎn)生的灰塵、Nox和Sox，特別是的氣化和液化過程中還會(huì)排出大量污染物 石油加工或煉油廠運(yùn)轉(zhuǎn)過程中排出的“三廢”更多。,利用過程中的污染,全球氣候變暖,燃燒生成的二氧化碳進(jìn)入大氣，同時(shí)產(chǎn)生熱能供人們使用， 近百年來，由于生產(chǎn)和生活上燃料消耗用量的激增和森林 的破壞，大氣中的二氧化碳的濃度以每年0.70.8PPM的 速度遞增。,熱污染,式中：Tc低溫?zé)嵩矗蠢湓矗囟?Th高溫?zé)嵩礈囟?顯然，該隨Th和Tc而 但是，升高T

5、h要受到材料耐熱性能的限制，而 降低冷源溫度，又受到環(huán)境的制約。，,目前運(yùn)轉(zhuǎn)的各類火電站中熱能利用的平均效率約為33%，而燃料潛能的2/3都沒有被利用，而成為“余熱”。 可是，目前許多火電站都通過冷卻水把“余熱”排入河流湖泊或海洋中。一般認(rèn)為，由火電廠排入環(huán)境的“余熱”會(huì)引起熱污染。這種廢熱水進(jìn)入水域時(shí)，其溫度比水域的溫度平均要高出78，以至明顯改變?cè)械纳鷳B(tài)環(huán)境。,首先 使水體各類無機(jī)氮含量都增加,0 20 25 30 35 40 ,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)未離解氨隨水溫升高而增加,陡河電廠,未離解氨濃度的增加，會(huì)使魚類的血紅蛋白下降而缺氧，以至死亡。,水溫升高使藻類種群結(jié)

6、構(gòu)發(fā)生變化,硅藻,綠藻,藍(lán)藻,50,100,20 25 30 35 40,藻類種群的改變，直接影響飼料的質(zhì)量。硅藻和綠藻是魚類的良好飼料，而蘭藻表面有一層膜，而使魚類難于消化、不便吸收。,水體溫度的增加也影響浮游動(dòng)物（如原生動(dòng)物、 輪蟲、棱角類和撓足類生物）的生存。 水溫長(zhǎng)至2728度時(shí)，浮游動(dòng)物數(shù)量減少，升溫至30度，又是強(qiáng)增溫水域，則大多數(shù)浮游動(dòng)物停止繁殖，甚至死亡。,在強(qiáng)增溫區(qū)內(nèi)，底棲生物的增加也十分突出。,由于水體周圍氣溫升高，棲息在該地區(qū)的昆蟲將提前蘇醒，而遠(yuǎn)離該地區(qū)本該先行蘇醒的昆蟲，卻仍處于冬眠狀態(tài)。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。,解決熱污染的措施： 最好采用 冷

7、卻池 和 冷卻塔 ，使一次用水經(jīng)空氣 或自然蒸發(fā)冷卻后返回使用，同時(shí)補(bǔ)充一些新水。,冷卻塔有濕式和干式兩種，顆?；覊m、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、烴類、和其他有機(jī)化合物等空氣污染物；含有懸浮固體：硫酸、氟化物、磷酸鹽、硼化物，鉻酸鹽和有機(jī)物等廢水；以及爐渣等固體廢物。,濕式冷卻塔簡(jiǎn)圖,其它污染物及酸雨,顆?；覊m、硫氧化物、氮氧化物、CO、烴類和其它有機(jī)化合物等空氣污染物 含有懸浮固體：硫酸、氟化物、磷酸鹽、硼化物、鉻酸鹽、和有機(jī)物等的廢水 爐渣等固體廢物,化石燃料（天然氣除外）燃燒時(shí)排出的氣體廢物中，以硫氧化物數(shù)量最大。其中以苯并（A）芘毒性最大。苯并（A）芘是強(qiáng)烈致癌物質(zhì)。 全球每年向大氣

8、排放的苯并（A）芘約5044噸。這些污染物對(duì)環(huán)境的危害都很大。,苯并（A）芘,3. 4 苯并芘,對(duì)策：,由于以化石燃料為主要能源的局面在近幾十年內(nèi)不會(huì)有根本改變，而大氣污染的范圍又不受國(guó)界所約束，因此為解決溫室效應(yīng)、酸雨及臭氧層破壞等環(huán)境問題，必須采取大量的管理、研究和治理工作。一方面，要求有關(guān)國(guó)家各自行動(dòng)起來采取必要的措施。另一方面必須進(jìn)行國(guó)際間的協(xié)作，互相幫助、互相監(jiān)督。,核動(dòng)力是利用鈾-235或（钚239）的核，在中子轟擊下發(fā)生裂變，同時(shí)釋放出核能。 優(yōu)點(diǎn)：無空氣污染，無漏油問題，無露天礦坑，無酸性礦坑水等。 缺點(diǎn)：存在放射性污染， 在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)它所具有的低水平輻射（有稱慢性輻照）對(duì)人有多大的影響，它所產(chǎn)生的放射性廢物的劑量多大，數(shù)量多少，如何處置，以及環(huán)境不受損害等.所有的這些都關(guān)系到核裂變能是否可以獲得充分利用的問題。,核電站與環(huán)境,慢性輻射的影響問題,放射性廢物的環(huán)境問題,反應(yīng)堆的安全問題,水的物理性質(zhì),流入和流出水庫(kù)的水在顏色和氣味