能源利用对环境的影响(精)

能源利用对环境的影响

化石燃料对环境的影响

化石燃料（煤、石油、天然气等）是目前世界上使用的主要能源，其开采、加工、运输和燃烧耗用对环境都有较大的影响。

1．化石燃料开采和加工对环境的影响

（1）煤炭

①矿井地表沉陷煤矿井下开采破坏地层力学平衡，形成采空区，引起岩层位移、变形、地表沉陷。开采面积越大，层数越多，沉陷越严重，破坏农田、道路、管线、建筑等设施。

②露天开采占地除占去大量土地外，对地表水、地下水也会污染。

③酸性矿井水矿井水主要含有可溶性无机物和悬浮煤粉，煤矿含硫较高时，矿井水pH值一般小于6，故称酸性矿井水。它会腐蚀井下各种设备，排出地表还会污染水体和土壤。

④矿井瓦斯瓦斯是成煤过程中形成的天然气，主要是甲烷，还含乙、丙、丁烷和SO2、CO、CO2、H2S等气体，对人体有害，并且易发生爆炸。瓦斯不仅污染环境，特别影响井下工人的身体健康和生命安全。

⑤洗煤厂排放水煤炭洗选主要是为了去掉煤中的杂质，如灰分、硫分等，这样可提高煤的发热值，减少煤的污染，也减少运输量。但大量洗煤水排入周围环境会造成不良影响。这种水叫煤泥水，主要污染物是煤泥悬浮物，如不加工处理可淤塞河道，影响生物活动。

⑥煤矸石煤炭开采和洗选中有大量煤矸石排出。一般占原煤产量的15％左右。我国已存煤矸石占地10多万亩，煤矸石的堆放和自燃已成为煤炭工业的主要环境问题。

⑦煤炭液化和气化煤炭液化和气化是综合利用煤炭的重要途径，但在此过程中会产生大量污染物污染环境。如H2S、颗粒物、SO x、NO x、CO、烃、NH3、废渣等。

（2）石油

①钻井泥浆石油勘探和开采时，需要大量泥浆循环利用，钻完井后废弃在井场。由于泥浆中加有烧碱、铁铬盐和盐酸等物质，因此会对周围的水域、农田造成不良影响。特别是原油开采过程中发生井喷事故时，不仅会造成人员伤亡和原油损失，而且会污染大片农田和海域。

②含油污水在钻井和采油过程中产生的含油废水和洗井水，在炼油过程中产生的大量冷却水均为含油污水。在这些污水中，除含有油外，还含有酸、碱、盐、酚、氰和其它一些有机物。这些含油污水会污染海洋、淡水水域和土壤。

③石油废气开采原油伴有油气，称伴生气。在加工过程中可产生废气；贮运中可发生气体挥发，这些气体收集起来是财富，排入大气则造成空气污染。

④炼油厂废渣在炼油过程中会产生酸渣、碱渣、石油添加剂废渣、废催化剂和废白土，污水处理会产生油泥、浮渣等，这些污染物通常采取坑埋、堆放或排入水体的方法处置，由于含有油等多种污染物，会造成水体、土壤的污染。

（3）天然气天然气开采中主要排放的是硫化物和伴生盐水，会污染空气和水体。

2．运输过程中的环境污染

煤炭运输过程不仅需要消耗大量的能源，而且在堆存和装卸中还会扬尘和浸水而造成煤的损失和大气与水体的污染，甚至增加环境的噪音。但比较起来，目前石油的运输对环境影响更为严重。特别是近几十年来，随着油船吨位和石油海运量的增加，因油船事故和油船外排洗舱水而进入海洋的石油量已显著增加，造成严重的海洋污染。

3．利用过程中的环境污染

目前除极少数化石能源用作化工原料外，基本上都用作燃料。其中石油制品主要用于交通运输，煤炭主要用于发电。化石燃料在利用过程中对环境的影响，主要是由燃烧时产生的气体、固体废物和发电时的余热所造成的污染。化石燃料燃烧产生的污染物对环境造成的影响主要表现为以下几个方面：

①温室效应化石能源燃烧的基本反应是

C＋O2→CO2↑+ Q （5-1）

即燃料中的C转变为CO2进入大气，科学家们认为，大气中CO2浓度的增加会导致温室效应，改变地球气候，危害生态环境。

实验测定，CO2容易吸收波长小于380nm，特别是660～8000nm及大于13000nm 的光线，称为紫外线、近红外和远红外的光线。到达地面的太阳光能量中，99％的可见光将地面物体晒热，这些物体便不断地以长波（红外）辐射形式，将热量散发返回空间，大气中CO2、O2、CH4等气体能吸收红外辐射，并将它反射回地面从而干扰地球的热平衡。随大气中CO2等浓度升高，大气会变得愈来愈暖，产生温室效应。简单地说，CO2等温室气体允许太阳辐射的能量穿过大气到达地表，同时防止地球反射的能量逸散到天空，其作用如一个温室的罩子，故称“温室效应”。由于全球变暖，将可能使占地球淡水95％的两极冰帽融化10％左右。使海平面呈上升趋势。结果，一方面要淹没许多沿海地区；一方面因地球赤道半径

增大，使地球自转一周的时间增加约0.03s，从而引起地球动力学效应的变化。例如，地球自转速度减慢时，可能产生一个自西向东的惯性力，破坏地层结构各板块之间力的平衡，容易使某些地区积存应力，从而加剧某些地震和火山活动。我国华北地区的几次大地震，几乎都发生在地球自转减慢的时期。可见，因大气CO2浓度增高而引起的全球变暖是一个全球性的环境问题。

②热污染火电站通过冷却水把“余热”排入河流、湖泊或海洋中。引起热污染。这种废热水进入水域时，温度平均要高出7～8℃，会造成有关生态系统中食物链的中断，破坏生态平衡。

解决热污染的措施，最好采用冷却池和冷却塔，使一次用水经空气或自然蒸发冷却后返回使用，同时补充一些新水。这样，热量随蒸汽进入大气既减少了对周围水域的热污染，又可节约用水。

③酸雨纯净的雨雪溶有CO2，形成H2CO3，因而具有微酸性，降落的雨水含pH值约为5.6。当大气中’SO2、NO x和氯化物等空气污染物在一定条件下通过化学反应转变为H2SO4、HNO3和HCl，并附着在水滴、雪花、微粒物上，随降水落下，其雨水的pH值小于5.6的都称为酸雨。我国酸雨经化学分析表明，HNO3含量不及H2SO4的1／10，所以我国酸雨主要是大气中SO2造成的，这与我国燃料以煤为主的大气污染有关。

酸雨对环境和人类的危害是多方面的：

（1）改变土壤的酸碱性，危害作物或森林生态系统。酸性物质不仅通过降雨湿性沉降，也可通过干性沉降于土壤，使地面直接吸收SO2气体并氧化为H2SO4。在这种作用下，一方面土壤中钙、镁、钾等养分被淋溶，导致土壤日益酸化、贫瘠化，影响植物生长；另一方面，酸化的土壤也会影响土壤微生物的活动。

（2）对水生生态系统的危害。由于酸雨造成的湖泊、河流等水质酸化已消灭了许多对酸敏感的水生生物群种，破坏了湖泊中的营养食物网络。当湖泊和河流等水体pH值降到5以下时，鱼类的生长繁殖即会受到严重影响。流域内土壤和湖底河泥中的有毒金属如铝等即溶解在水中，毒害鱼类。还会引起水生生态的变化，耐酸的藻类、真菌增多，而有根植物、无脊椎动物、两栖动物等会减少。因此，酸化的水体中鱼类会减少甚至绝迹。

（3）对钢铁构件和建筑物有极大的腐蚀作用，特别是危害各种雕刻的历史文物。我国故宫的汉白玉也被酸雨所侵蚀。

（4）空气中酸度提高会造成雾量的增加，以致改变地区的气候。

此外，酸雨渗过土壤时还能将重金属带入蓄水层，使地下水受污染而危及人类健康。