环境工程概论ppt课件.ppt

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1、第二章 资源短缺,第一节 水资源 第二节 土地资源第三节 能源 第四节 矿产资源,第一节 水资源,一 全球淡水资源短缺形势分析二 中国水资源短缺形势分析,一 全球淡水资源短缺形势分析,水是人类环境的主要组成部分，更是生命的基本要素。多少世纪以来，人们普遍认为水资源是大自然赋予人类的，取之不尽，用之不竭，因此不加爱惜，肆意浪费。但近年来越来越多的人们警觉到，水资源并不像想象中的 那么丰富，很多地区出现的水荒已经造成了对经济发展的限制和人们生活的影响。1997年6月，在纽约召开的联合国第二次全球环境首脑会议首次提出了水资源的问题，并警造：“地区性的水危机可能预示着全球性危机的到来”。,地球上水的总

2、量并不小，但与人类生活和生产活动关系密切由比较容易开发利用的淡水储量为400km3左右，仅占全球总水量的0.3，主要是河流水、湖泊水和地下水。,（1）总量多，但可利用的淡水少,陆地上淡水资源的分布很不均匀。由于受气候和地理条件的影响，北非和中东很多国家（如埃及、沙特阿拉伯等）降雨量少、蒸发量大，因此径流量很小，人均及单位面积土地的淡水占有量都极少；相反，冰岛，厄瓜多尔，印度尼西亚等国，以每公顷土地计的径流量比贫水国高出1000倍以上。,（2）分布不均，部分地区严重缺水,中东地区具有世界上最富裕的石油矿藏，但淡水资源奇缺，从河流湖泊得分布看，沙特阿拉伯、也门、阿曼、阿联酋、卡塔尔、巴林、科威特、

3、约旦、以色列等国基本上没有大流量的江河湖泊。从地下水资源看，上述国家的地下水均属不可再生型。从降雨分布看，中东阿拉伯地区的年降雨量不足160mm,其中2/3地区的年降雨量在100mm以下。,非洲是另一个严重缺水地区，在世界上缺水的26个国家中，有11个都位于非洲。近30年来，非洲的人口增长率为3，而粮食增长率却只有2，水资源的匮乏使粮食生产不能满足要求的主要原因之一。,水的短缺不仅制约着经济的发展，影响着人们赖以生存的粮食产量，还直接损害着人们的身体健康，更值得提出的是，为争夺水资源，在一些地区还常会引发国际冲突。如水资源匮乏就是中东、非洲等国家关系紧张的重要根源。同一条河流的上游、下游国家常

4、可能因为水量或水质而发生争执。,世界水资源研究所认为，全世界有26个国家的2.32亿人口已经面临缺水的威胁，另有4亿人口用水的速度超过了水资源更新的速度，世界上约有1/5人口得不到符合卫生标准的淡水。世界银行认为，占世界40%的80多个国家在供应清洁水方面有困难。其他研究单位的报告也不能令人乐观，他们预计，在20-30a内，淡水拥有量不足的人口数将达15亿。,二 中国水资源短缺形势分析,中国人均水资源量不大，只相当于世界人均水资源占有量的1/4，居世界第110位。除了水资源不足外，中国水资源还存在着十分严重的分布不均匀性。水资源分布的趋势是东南多西北少，相差十分悬殊。,1.水资源的储量：,2.

5、主要问题,我国水资源人均和亩均水量少；中国人均水资源量不大，只相当于世界人均水资源占有量的1/4，居世界第110位。,水资源在地区分布上很不均匀，水土资源组合不平衡南方长江流域、珠江流域、浙闽台诸河、西南诸河四个流域片的耕地面积只占全国耕地面积的36.59，但水资源占有量却占全国总量的81，人均水资源量约为全国平均值的1.6倍，平均每公顷耕地占有的水资源量则为全国平均值的2.2倍；而北方的辽河海滦河黄河淮河四个流域片耕地很多，人口密度也不低，但水资源占有量仅为全国总量的19，人均水资源占有量约为全国平均值的19，平均每公顷耕地占有的水资源量则为全国平均值的15。因此，我国北方不少地区和城市缺水

6、现象十分严重。,由于中国大部分地区的降雨主要受季风气候影响，降水量的年际、季际变化也很大，造成水旱灾害频繁。全国大部分地区的汛期四个月左右的径流量占据了全国降雨量的6080，集中程度超过欧美大陆，与印度相似。这就导致了年内的分布不均，甚至出现连续丰水年或连续枯水年的情形，使水资源供需矛盾十分突出，水的短缺问题更加严重。,水量年内及年际变化大，水旱灾害频繁,水土流失严重，许多河流含沙量大；,黄河河口地区的卫星影像,影像反映的是沉积在黄河入海口处的泥沙,我国水资源人均和亩均水量少；水资源在地区分布上很不均匀，水土资源组合不平衡水量年内及年际变化大，水旱灾害频繁水土流失严重，许多河流含沙量大；,农业

7、缺水城市缺水,3.缺水主要表现,目前全国有效灌溉面积约为0.481亿hm，占全国耕地面积的51.2%，近一半的耕地得不到灌溉，其中位于北方的无灌溉耕地约占72%。河北、山东、河南三省缺水最多；西北地区缺水量也不少，而且，区内大部分地区为黄土高原，人烟稀少，改善灌溉系统的难度较大。宁夏、内蒙古的沿黄灌区以及汉中盆地、河西走廊一带，则急需扩大灌溉面积。,城市是人口密集和工业、商业活动频繁的地区，城市缺水在中国表现得十分尖锐。据统计，全国600多个城市中，缺水的已达300余个。其中严重缺水的城市有114个。,还需要指出的是，人类在使用水过程中的浪费也是造成水资源短缺的重要因素。为了解决水资源短缺的矛

8、盾，在开源节流这两种战略中，节流比开源所需的资金一般要少，而且通过节流，可以减少污水排放量，减轻水污染，更可切实保护水资源，可谓一举夺得，是符合可持续发展的战略方针的。,三、水危机,1、水危机产生原因（1）自然条件的影响：淡水在地球上分布不均。气候变化的影响。,（2）人为因素的影响：,认识有偏差：长期以来头脑中充塞的是“廉价的水资源取之不尽，用之不竭”，没有真实而深刻的认识，缺乏危机感。缺少全局调控：这特别是对几个国家共享的水资源应作以公平而合理的分配。发展政策和产业结构不合理：主要是一些发展中国家由于科学技术落后，没有讲求资源优化配置，许多地区工业发展集中在高耗水类型的冶金、化工、造纸、电力

9、、印染等行业上。,水的价格与水的价值不符：多数情况下水资源属于公有资源，长期以来的低水价和无限制用水，使水资源过度利用而得不到节约与保护。农业用水不科学，企业也不愿为节水投资。浪费严重：由于以上4个方面的原因，就决定了淡水资源浪费严重，清水长流的现象随处可见。过度开发导致枯竭：掠夺式的开发仅能支持一种脆弱的暂时繁荣，水资源迟早会耗尽，得不偿失。水质污染加剧水资源危机：白沫黑水这种恶性循环使供需矛盾更加突出，导致没水的地方缺水，有水的地方也缺水缺少合格水源。,3、解决方法,（1）控制人口增长（2）改变观念，循环用水。（3）运用高新技术（4）兴修水利，拦洪蓄水，植树造林，涵蓄水源（5）发展水产淡水

10、业,第二节 土地资源,一 世界土地资源概况 二 世界耕地需求的未来趋势 三 中国的耕地资源,一 世界土地资源概况,土地作为一种资源，它有两个主要属性：面积和质量。,在全球510106km2总面积中，大陆和岛屿占150 106km2，占29.2，其中还包括南极大陆和其他大陆上高山冰川所覆盖的土地。因此，全球无冰雪覆盖的陆地面积仅为133 106km2。,人口：1900年16亿；人均：10hm2 1987年50亿；人均：3hm2 当前60亿；人均：2.5hm2,然而，考虑到土地的质量属性，则这些数字必须打一个大大的折扣。所谓土地的质量，从农业利用的角度来看，包括土地的地理分布、土层厚薄、肥力高低、

11、水源远近、潜水埋深和地势高低、坡度大小等。,考虑到上述因素，则陆地面积中大约有20%处于极地和高寒地区，20%属于干旱区，20%为陡坡地，还有10%的土地岩石裸漏，缺少土壤和植被。以上4项，共占陆地面积的70%，其余30%为适居地，包括耕地、住宅、工矿、交通、文教等用地，其中耕地占60-70%，折合人均面积为0.45-0.53hm2,二 世界耕地需求的未来趋势,三 中国的耕地资源,中国的内陆资源土地面积为960万平方千米，在世界上继俄罗斯、加拿大之后居第三位。中国的土地资源中耕地大约占世界耕地的7%。,1.人均耕地面积小 我国虽然耕地面积总数较大，但人均占有耕地的面积相对较小，只有世界人均耕地

12、面积的1/4。,（一）我国耕地的特点,到1995年，人均耕地面积大于0.13hm的省、自治区，主要集中于我国的东北、西北地区，但这些地区水热条件较差，耕地生产水平低。相对自然和生产条件好的地区如上海、北京、天津、湖南、浙江、广东和福建等人均耕地面积小于0.07hm，有些地区如上海、北京、天津、广东和福建等甚至低于联合国粮农组组织提出的人均0.05hm的最低界限。该组织认为低于此限，即使拥有现代化的技术条件，也难以保障粮食自给。,2.分布不均匀 综合气候、生物、土壤、地形和水文等因素，我国耕地大致分布在东南部湿润区、半湿润季风区、西北部半干旱区、干旱内陆区和西部的青藏高原区。东南部湿润区和半湿润

13、季风区集中了全国耕地的90%以上。,3.自然条件差 我国耕地质量普遍较差，其中高产稳产田占1/3左右，低产田也占1/3。并且耕地地力退化迅速，加上由于污水灌溉和大面积使用农药等原因，耕地受污染严重，加剧了耕地不足的局面。,中国依靠占世界7%的耕地养活了世界22%的人口，是一项具有世界意义的伟大成就。但另一方面，这一现实也表明中国耕地资源面临的严峻形势。,（二）我国耕地面临的压力,总之，中国单位面积耕地的人均压力巨大，目前已是世界平均水平的2.2倍。因此，我国的可持续发展在很大程度上依赖于耕地的保护。,四、土地资源危机的原因,1、地力衰退：全球土壤养分不足的面积约占总面积的23%。2、水土流失：

14、往往发生于土质疏松的丘陵山区或坡地，在植被破坏、利用不当或耕作不合理的情况下水土流失严重。它是土地资源破坏必然带来的后果。3、土壤盐渍化：4、土地荒漠化：是指干旱半干旱地区的土地退化现象。5、土地污染：是人类在生产和生活活动中产生的“三废”物质直接或通过大气、水体和生物间接地向土壤系统排放，破坏了土壤系统原来的平衡，进而产生污染。,6、工业和城市的蚕食：由于工业发展和城市不断扩大，工矿企业、交通运输、旅游业、军用设施等的建设均需占用大量的土地。美国：工业和城市发展每年占地约600多万亩；英国和前苏联：每年因开采地下资源而破坏的地表，都在35-45万亩之间；意大利：农业用地每年被工业、城市建筑吞

15、食的，相当于罗马市区的面积，约70万亩。中国：从解放到80年代，由于居住环境的扩大以及公路、工业用地就占去了2亿多亩耕地。,第三节 能源,一 能源的分类 二 世界能源消耗 三 中国能源发展和面临的问题 四 能源利用对环境的影响,一 能源的分类,人们从不同角度对能源进行了多种多样的分类，如一次能源和二次能源，常规能源和新能源，可再生能源和不可再生能源等等。,二 世界能源消耗特点,（一）能源主要来自一次不可再生能源 全世界目前已探明的剩余可开采储量有限，石油尚可开采40年，煤炭可开采200多年，天然气可开采40年。近年来一次能源消耗结构发生较大变化，既由以石油为主的一次能源消耗，转变为以煤为主的能

16、源消耗，并且天然气的消耗比重明显上升。我国煤储量为世界第三，开采量为世界第一，在能源结构中一直以煤为主。,（二）能源消耗水平差异大 占世界1/4的工业化国家，消耗世界能源的3/4。其中，占世界人口5%的美国，能源消耗却占世界的25%。发展中国家能源消耗普遍较低。占世界人口15%的印度，却只消耗世界能源的1.5%；中国的人均能源消耗不到世界人均能耗的1/3。,（三）世界能耗在继续增长 虽然，自1972年以来工业化国家的能耗强度（指能源消耗与国民生产总值之比）有所下降，但是，由于人口增长和发展中国家能耗的需求，世界平均能耗强度仍在继续上升。能源消耗指数从1980到1989年增长了17.8%，达10

17、3.3亿吨标准煤。,三 中国能源发展和面临的问题,（一）中国能源的发展 中国能源工业发展很快，保障了近30年来罕见的经济快速发展。1996年中国一次能源总产量为13.26亿吨标准煤，是世界上第二大能源生产国。2005年底，我国发电装机容量达到5亿千瓦，年发电量2.4万亿千瓦时，两者均居世界第二位，有效缓解了能源不足对经济发展的制约。,我国能源剩余资源探明储量和可开发年限,1.人均能源和人均消费量不足 中国人均煤炭探明储量只相当于世界平均水平的50%，人均石油可开采人均耗能水平很低，1996年人均一次商品能源消耗仅为世界平均水平的1/2，是工业发达国家的1/5左右。,（二）中国的能源问题,2.能

18、源资源分布不均 中国煤炭资源的64集中在华北地区，水电资源约70集中在西南地区，而能源消耗地则分布在东部经济发达地区。因此，“北煤南运”、“西煤东运”、“西电东送”的不合理格局将长期存在，造成能源输送损失和过大的输送建设投资。,3.能源构成以煤为主 我国能源生产和消费构成中煤占有主要地位。煤炭在我国目前一次能源中占70以上。全国直接燃烧煤碳占总耗煤量的84，与世界能源构成相比，我国煤炭的比重比世界平均水平高1倍以上。,4.工业部门消耗能源占有很大的比重 1985年工业部门消耗能源，占全国总能耗量的59.8，商业和民用消费能源的比重为23.8，交通运输和农业生产消费的能源比重较小，分别为5和7。

19、与工业国家相比，我国工业部门耗能比重很高，而交通运输和商业民用的能耗较低。我国的能耗比例关系反映了我国工业生产中的工艺设备落后，能源管理水平低。,5.农村能源短缺，以生物质能为主据农业部统计，中国农村生活用能2/3依靠薪材和秸秆，煤炭供应不足，优质油、气能源的供应严重短缺。,四 能源利用对环境的影响,任何一种能源的开发和利用都给环境造成了一定的影响。在诸多的能源中以不可再生能源引起的环境影响最为严重和显著，它们在开采、运输、加工、利用等环节都会对环境产生严重影响。他们给环境带来的问题主要有以下几个方面。,（一）城市大气污染 一次能源利用过程中，产生大量的二氧化碳、二氧化硫及多种芳烃化合物，已对

20、一些国家的城市造成了十分严重的污染，不仅导致对生态的破坏，而且损害人体健康。,（二）增加了大气中二氧化碳的积累 由于二氧化碳的温室效应，预计到本世纪中期和末期，全球平均表面温度将上升1.5-3C，极地温度可能上升68C。这样的温度可能导致海平面上升20-140cm。将对全球许多国家的经济、社会产生严重影响。,（三）酸雨 如同温室效应一样，酸雨也是一个全球的重大区域性问题。二氧化硫、氮氧化合物等污染物通过大气传输，在一定条件下形成大面积酸雨，改变酸雨覆盖区的土壤性质，危害农作物和森林生态系统，改变湖泊水库的酸度，破坏了水生生态系统，腐蚀材料，造成重大经济损失。,（四）核废料问题 发展核能技术，尽

21、管在反应堆方面已有了安全保障，但在世界范围内的民用核能计划的实施，已产生了上千吨废料。这些核废料的最终处理问题并没有完全解决，在数百万年里仍将保持有强的放射性。,五、新能源发展,1、新能源的概念是指除常规能源和大型水力发电之外的生物质能、风能、太阳能、小水电、海洋能、地热能、氢能等能源资源。,2、新能源的发展方向,（1）对传统能源的清洁利用A：小水电：容量小于10 MW的小型水电站可利用专门用于发电的水坝和引水渠也可以利用灌溉或防洪坝 小型电站在经济上的生命力取决于各地具体的环境条件小水电站对环境的影响小于大型水电站，但是仍需要认真对待，尽量减少对环境的影响。B：洁净煤：发展洁净煤技术，减少污

22、染物排放，提高煤炭利用效率。主要的发展方向：先进燃烧和污染处理技术 煤的气化与液化,（2）发展新的清洁能源太阳能：是一种可广泛利用的清洁能源。风能：是太阳能的一种转换形式，也是一种重要的自然能源 地热能：是指在当前技术经济和地质环境条件下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热能量及其伴生的有用组分。生物质能：生物质包括从光合作用获得的众多的产品，它主要以化学方式贮存太阳能。,一.矿产资源及其特点 二.矿产资源的供需矛盾三.中国的矿产资源,第四节 矿产资源,一.矿产资源及其特点,矿产资源是地壳形成后，经过几千万年、几亿年甚至几十亿年的地质作用而形成，露于地表或埋藏于地下

23、的具有利用价值的自然资源。与其他的自然资源不同，矿产资源的基本特点为：,1.不可再生性和可耗竭性矿产资源是在漫长的地质作用工程中形成的，人类社会相对于这样的地质过程而言，可以说是极为短暂的。因此，矿产资源绝大多数是不可再生、有限的耗竭性自然资源。,世界部分固体矿产资源量统计结果(根据美国地质调查局1998年年报),2.区域性分布不平衡 世界上矿产资源分布极不均匀。全球铬矿资源储量的82%、铂族金属储量的89%和黄金储量的41%分布在南非，钨矿储量的43%和稀土金属储量的42%在中国，27%的铅矿储量分布在澳大利亚，26%的铜矿储量分布在智利。,我国的煤矿集中分布于北方，磷矿集中分布于南方。矿产

24、资源这种分布不平衡的特点，决定了其成为一种在国际经济、政治中具有高度竞争性的特殊资产。,3.动态性矿产资源是在一定科学技术水平下可利用的自然资源，矿产资源的储量和利用水平是随科学技术、经济社会的发展而不断变化。甚至原来认为不是矿产资源的，现在却可以作为矿产予以利用。,二.矿产资源的供需矛盾,对于一些已探明资源的供应前景，美国矿务局于1979年作过预测，即在消费量恒定的的情况下，这些资源的预期寿命为20-300a不等；而在指数增长的条件下，预期寿命只有10-80a。几十亿年地质历史时期内形成的矿物资源在几百年人类历史中耗竭，这是人类历史上最大的悲剧。,三.中国的矿产资源,中国已发现168种矿产，

25、其中已探明储量的有153种，大致包括黑色金属矿产、有色金属矿产、稀有和稀土元素矿产、冶金辅助原料、化工原料非金属矿产、特种非金属矿产及建材等。我国矿产资源的特点是：,（一）资源总量大，但人均占有量少（二）富矿少，贫矿多（三）地区分布不平衡（四）规模小，生产效率低,到目前为止，我国45种主要矿产的探明储量有相当部分不能满足经济发展的需要，而到2020年，资源保证程度就更低，我国现已探明的45种主要矿产资源中，2000年可以保证需求的有29种，,2010年将下降到24种，而到2020年则仅有6种。特别是绝对需求量大的石油、铁、铜、硫、磷等重要矿产，缺口大，进口量将达到（2.53）108t，矿产资源

26、供需矛盾加剧。,四、矿产资源开发利用中存在的问题,1、大气污染，酸雨严重：我国能源结构75%是煤，而绝大部分燃煤未经脱硫处理，是大气污染的主要源头。2、水位下降，水质恶化：我国地下水资源不足，但矿产开采需要疏干排水，每年仅采煤排放的矿井水就达到22亿吨，同时，选矿又需大量用水（每选1吨矿，约需5吨水），使地区周围地下水供需失衡，水位大幅下降，全国300多个缺水城市，矿业城镇就占了80%。由于大量排放有害矿井水及选矿厂排放的含有重金属和化学药剂的废水，对水系及土地造成了直接污染。,3、挤占土地：矿山开采、尾矿及采剥排弃物均会直接占用和破坏土地。4、堆积尾矿，污染环境：矿山的尾矿及固体废弃物对周围环境将造成破坏，如破坏植被，造成空气、土壤污染，导致土地退化、沙化、盐渍化，其中的有毒成分造成水体污染等。,