能源开发利用引起的环境污染问题有哪些？ 能源的使用对环境有什么影响

随着经济的持续增长，能源引起的环境问题日益受到重视。按照人类开发利用能源活动作用于周围环境所引起的环境质量变化，将环境污染问题分为以下三大类。

1．对大气环境的影响

大气环境是指生物赖以生存的空气的物理、化学和生物学特性。能源开发利用过程排出的CO2、SO2、CO、NOx（氮氧化物）等有害气体可改变原有空气组成，并引起污染，造成全球气候变化。燃烧煤炭、石油、天然气等化石燃料，会导致二氧化碳排放量增加，加剧“温室效应”，同时排放的二氧化硫和氮氧化物会形成“酸雨”，破坏森林植被，造成土壤酸化、农业减产。燃煤造成的粉尘、烟雾等对人体呼吸系统和自然景物都有不利的影响。

1）空气污染

空气污染的主要污染物有SO2、CO2、NOx（氮氧化物）和烟尘等。

(1)SO2:

我国SO2污染物85%来自燃煤，其余的来自炼油厂、冶金工业和自然界。在大气中的SO2会转化为SO3，成为硫酸气溶胶或硫酸根，并再化合为硫酸盐。这些污染物弥散在大气中，可减少农作物的光合作用并使植物产生病变；形成酸雨，导致河水酸度增加、土地酸化；SO2和粉尘在冬季早晨还会形成烟雾，直接影响人们的健康。同时，SO2对金属，特别是对钢结构的腐蚀，每年给国民经济带来很大的损失。

(2)CO2:

地球上植物和动物的呼吸作用可使CO2和O2的循环达到平衡，但由于全球人口的增加和工业的发展，烧去了大量含碳矿物燃料并生成CO2，再加上滥伐森林，结果使全球大气中的CO2含量正以每年0.4%的速率增加。按此速率增长，预计会出现由于温室效应而引起的全球气候变暖，导致世界降雨分布量变化，使两极冰雪融化、海平面上升。

（3）NOx（氮氧化物）：

NOx是高温燃烧过程中的产物，如排烟中产生的NOx。NOx会形成光化学烟雾，这种污染对人体健康极为不利。

（4）烟尘：

燃烧煤炭时，烟尘的排放量最大，分别是燃油和燃气的6.15倍和9.76倍。当烟尘的颗粒直径在5～10μm（PM10）时会直达人的支气管区，而直径小于5μm的微粒可以到达人的肺泡区，导致人的心血管疾病和哮喘病增加。

2）温室效应

由于大气中的CO2容易吸收长波辐射，所以太阳的短波辐射可以透过大气层射入地面，而地面温度增高所放出的长波热辐射却被大气中逐年增加的CO2气体吸收，无法逸散出高空，地球就像盖上了一层“厚厚的毯子”，处于“温室”之中，这就是所谓的“温室效应”，如图1.5所示。

图1.5　温室效应示意图

由温室效应导致全球气候变暖所引起的危害性是多方面的。首先，全球气候变暖会引起地球两极部分冰雪消融（图1.6），造成海平面上升，沿海人口密集、工农业发达的大陆低地地区将会被淹没，一些海滨城市如上海、纽约、东京等将不复存在，部分岛屿将成为暗礁。一部分沿海城市可能被迫迁入内地，大部分沿海平原将发生盐化或沼泽化（图1.7和图1.8），不适于粮食生产。同时，海平面的上升也将会给江河中下游地区带来灾害，造成江水水位抬高、泥沙淤积加速、洪水威胁加剧，使江河下游的环境急剧恶化。其次，全球气候变暖将导致全球气候变化出现异常，使某些地区出现干旱，某些地区降雨量增加，海洋风暴增多，飓风力量增强，风源向北扩展，出现频率也将提高，自然灾害加剧。再者，全球气候变暖使得地球上的病虫害增加，还会引起和加剧传染病的流行，使以前的致命病毒复活，威胁人类健康。

图1.6　冰雪消融

图1.7　盐化

图1.8　沼泽化

3）酸雨

酸雨是大气受到污染的一种表现，其成分极其复杂，含有多种无机酸和有机酸，但绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下以硫酸为主。酸雨的形成是一种复杂的大气化学和物理现象。能源在燃烧时，首先产生酸性气体，酸性气体经化学反应后形成酸性物质。酸雨的形成如图1.9所示。

图1.9　酸雨形成示意图

酸雨可溶解地面中的矿物质，供植物吸收。但如果酸度过高，pH值降到5.6以下时，就会产生严重危害。它可以使大片森林直接死亡（图1.10），农作物枯萎（图1.11）；也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化；而且还可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中，进而毒害鱼类；加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程（图1.12）；危及人体健康。

图1.10　酸雨危害森林

图1.11　酸雨危害农作物

图1.12　酸雨危害文物古迹

2．对生态环境的影响

生态环境是指与人类密切相关的，影响人类生活和生产活动的各种自然力量的总和。能源引起的生态环境问题是指人类为其自身生存和发展，不合理地开发利用能源的过程中所造成的生态破坏，具体包括对动物、植物、微生物、土地、矿物、海洋、河流等天然物质要素以及地面、地下的各种建筑物和相关设施等人工物质要素的负面影响。滥伐森林烧柴、过度采集薪草、乱采滥挖矿产造成的生物多样性减少、水土流失、土地退化和沙漠化等都属于能源开发引起的生态环境问题。

化石能源的开发对生态环境造成的影响不可忽视。煤炭开采会引发矿区土体坍塌、地表沉陷（图1.13）、地质灾害、洗煤水污染（图1.14）等；煤矿大量抽排地下水，会引发地下水位下降，导致居民和牲畜发生水荒，进而造成土地贫瘠和植被破坏。陆地石油生产时，产油区地面上的油井、集输站等生产设施如果发生原油泄漏，这些石油类物质进入土壤会造成污染。水利资源开发不当也会造成库区淹没、农田毁坏。开矿产生的重金属被植物叶面、土壤和水产品吸收后，通过食物链进入人体，严重危害人类的健康。核能则会产生放射性污染（图1.15）。生物质能的过度采集和砍伐会导致森林植被破坏，造成水土流失加剧，土壤沙化，土地肥力减退，农作物减产等，最终陷入能源短缺和生态破坏的恶性循环。

图1.13　地表沉陷

图1.14　水污染

图1.15　核能产生的放射性污染

3．对人居环境的影响

人居环境主要指人类工作劳动、生活居住、休息游乐和社会交往的空间场所。能源开发利用引起的人居环境问题是指能源的开发和利用干扰了人类生活的空间场所，造成居住环境偏离人们理想中的居住环境。破坏大气环境和生态环境最终都会导致人类生存环境的恶化。

能源开发利用对环境的影响有哪些？~

能源为经济发展、提高人类生活质量、改造整个环境作出了积极的贡献，但一些落后的不尽合理的能源开发利用方式给环境带来的破坏也十分严重，其危害程度因能源类别和开发利用方式的不同而差异甚大。
1．煤
煤的开采会导致地面下沉（地下开采）和地表破坏（露天开采），污染和破坏地下蓄水层，产生粉煤灰等大量固体废弃物，侵占土地。煤炭运输过程中还不可避免地排放粉尘，污染当地大气。最严重的是煤炭燃烧所致的大气污染，无论是发电用煤还是工业终端用煤，都将向大气中排放二氧化碳、二氧化硫和烟尘等有害物质。煤炭燃烧是温室气体二氧化碳的最大来源。按单位有效能所排放的大气污染物计算，煤炭是对环境危害最严重的化石燃料。
2．石油和天然气
石油和天然气的开采对环境的影响与开采方式有关。陆上油气开采会导致土地破坏、地下水污染，海上油气开采会影响渔业和海洋生物环境，两者都会排放液态和固态废物。石油在生产、储存、运输过程中如果发生泄漏，将会对环境造成较大的影响。石油和天然气也同属化石矿物燃料，燃烧时都会向大气中排放碳，但因不同矿物燃料的含碳量不同，燃用同量的煤、石油和天然气，各自排放的二氧化碳量也不同，燃石油较燃煤少30%，燃天然气则较燃煤少50%，故燃天然气相对比较清洁。
3．水电
水电是一种洁净的二次能源，但在大型水电工程的建设过程中，仍会对环境产生影响。修建水库会淹没大片土地，吞没森林，损害动植物物种，需要大规模安置移民。大坝会扰乱河流的自然流量，造成河床破坏，伤害水中生态系统，干扰鱼类和其他水生动物的产卵和迁徙方式，也将引起湿度变化和降雨等气候变化。
4．生物质能
生物质燃料是一种传统能源，也是许多国家农村的主要能源。生物质燃烧会产生大量烟尘，造成区域性大气污染；过度消耗薪柴，会使植被遭到破坏，加剧森林的退化，加大“温室效应”的压力。大量使用秸秆和畜粪代替薪柴，会导致秸秆不能还田，使土壤有机质减少，肥力降低，生态环境恶化。
5．核能
核能对环境的影响具有很大的不确定性，铀矿的开采与加工、燃料循环与发电、核废料与废弃核电站的处置，其中每一个环节都有可能向周围环境泄漏有毒或放射性物质。尽管核事故发生的概率很低，核能的安全性不比其他能源差，与化石燃料相比，对环境的损害也较小，但公众对核安全的忧虑仍是核能发展的一大障碍，所以评估核能对环境的影响是比较困难的。
6．太阳能、风能、地热和潮汐能
太阳能、风能、地热和潮汐能都是可再生能源，对环境影响较小。地热对环境的不利影响包括排放二氧化碳等气体、污染地下水、废弃地热井的地面塌陷等；太阳能的大规模利用需占用大片土地；潮汐电站的设计中要考虑海洋鱼类的生态环境问题。但这些新能源同属清洁能源，它们的大量开发利用，有利于改善环境状况。
综上所述，矿物能源传统的开发利用方式需要付出巨大的环境代价，对温室效应贡献突出，其中尤以燃煤带来的危害最大。积极寻求各种替代矿物燃料的清洁能源，如发展水电、核电及各类新能源，以改善能源结构，减轻环境污染，势在必行。鉴于矿物燃料在近期内仍将作为能源结构中的重要组成部分，不断研究应用矿物燃料，开发利用更为合理的新技术，以缓解环境危机是十分必要的。

　　能源的使用对环境的影响：
　　1、煤炭的开发利用对环境的不利影响。
　　煤炭消费过程中产生大量二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳、烟尘和汞等污染物,是造成大气污染和酸雨的主要原因。煤炭消费过程也排放温室气体,造成全球性环境问题。煤炭在开采过程中会造成矿山生态环境的破坏, 威胁生物栖息环境。主要包括对地表的破坏、引起岩层的移动、矿井酸性排水、煤矸石堆积、煤层甲烷排放等。
　　2、石油和天然气勘探开采和加工利用对环境的不利影响。
　　油田勘探开采过程中的井喷事故、采油废水、钻井废水、洗井废水、处理人工注水产生的污水的排放；气田开采过程中产生的地层水,含有硫、卤素以及锂、钾、溴、铯等元素,其主要危害是使土壤盐渍化；油气田开采过程中的硫化氢排放；炼油废水、废气(含二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、烃类、一氧化碳和颗粒物)、废渣（催化剂、吸附剂反应后产物）排放；海上采油影响海洋生态系统,石油因井喷、漏油、海上采油平台倾覆、油轮事故和战争破坏等原因泄入海洋，对海洋生态系统产生严重影响；在交通运输业，机动车尾气等造成大气污染，排放一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、铅等污染物；等等。
　　3、水电开发对环境的不利影响。
　　水电是一种相对清洁的能源，但其对生态环境仍有多方面的不利影响，主要表现在：截流造成污染物质扩散能力减弱，水体自净能力受影响；淹没土地、地面设施和古迹，影响自然景观，尤其是风景区；泥沙淤积会使上游河道截面缩小，河床抬高，下游河岸被冲刷，引起河道变化；改变地下水的流量和方向，使下游地下水位升高，造成土壤盐碱化，甚至形成沼泽，导致环境卫生条件恶化而引起疾病流行；建设过程采挖石料和填土，破坏自然环境；泄洪道变流装置的安装造成对鱼类等水生生物的破坏，截流阻断鱼类洄游等；会改变河流水深、水温、流速及库区小气候，对库区水生和陆生生物产生不利影响；可能会诱发地震；小水电站还会向生物圈排放一些温室气体（特别是由于水库中生物质的腐烂而产生的甲烷）；等等。
　　4、核能开发利用对环境的影响。
　　核能对环境的影响主要来自两个阶段：核燃料生产和辐射后燃料的处理。由于人类无论何时何地都处于各种来源的天然放射性辐射之中,通常燃料生产过程的放射性污染较轻，一般不构成严重危害。但它毕竟对人体有害,故仍须予以充分注意。
　　5、可再生能源开发利用对环境影响的不利影响。
　　可再生能源开发利用整体上较传统化石能源来说，更加清洁安全，但是开发利用可再生能源仍然会带来一些环境问题。如风能开发中，风机会产生噪声和电磁干扰，并对景观和鸟类产生负面影响等。太阳能开发也会产生不利环境影响，主要是占用土地、影响景观等。此外，制造光伏电池需要高纯度硅，属能源密集产品，本身需要消耗大量能源。含镉光伏电池(CdTe, CIGS)的有毒物质排放虽然在安全范围之内，但公众仍担心对健康的危害。生物质能利用对环境的不利影响，主要是占用大量土地，可能导致土壤养分损失和侵蚀,生物多样性减少,以及用水量增加。用汽车运输生物质会排放污染物。另外，农村居民使用薪柴和秸杆等生物质能作炊事和供热燃料的传统利用方式引起的室内空气污染，对居民健康产生严重危害。地热资源开发利用的环境影响主要是地热水直接排放造成地表水热污染；含有害元素或盐分较高的地热水污染水源和土壤；地热水中的CO2 和H2 S等有害气体排放到大气中；地热水超采造成地面沉降等。海洋能是洁净的能源，对环境不会产生大的不利影响。但潮汐电站会对海岸线生态环境带来一定影响；波浪能发电装置能起到使海洋平静的消波作用，有利于船舶安全抛锚和减缓海岸受海浪冲刷,但波浪能发电装置给许多水生物提供了栖息场所，促使其繁殖生长,可能会堵塞发电装置；海洋温差发电装置的热交换器采用氨作工质，氨可能会污染海洋环境；建在河口的盐差能发电装置，还要解决河水中的沉淀物和保护海洋生物的问题。

环境污染有哪些?怎样治理?
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