资源环境与可持续发展4章资源与环境-能源-矿产课件

资源环境与可持续发展

第四章资源与环境第四章资源与环境第一节自然资源的涵义、类型与性质第二节能源与环境第三节矿产资源的利用与保护第四节水资源的利用与保护第五节土地资源的利用与保护第六节森林资源的利用与保护来源概念意义《辞海》天然存在的自然物强调了自然资源的天然性，也指出空间(场所)是自然资源《英国大百科全书》人类可以利用的自然生成物，以及形成这些成分的源泉的环境功能明确指出功能也是自然资源联合国环境规划署在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称《中国资源科学百科全书》人类可以利用的、自然生成的物质和能量，是人类生存与发展的物质基础表1自然资源的涵义共同点：自然资源看做是自然过程所产生的天然生成物。

任何自然物要成为自然资源以前，必须满足两个前提：首先，必须有获得和利用它的知识和技术技能；其次，必须对所产生的物质和服务有某种需求。如果自然物不能满足成为自然资源的任一前提，那么自然物质仍然只是“中性材料”，而不能作为人类社会生活的“初始投入”，这就是自然资源对于社会的有效性。资源有效性是区别自然界中非资源成分的根本所在，或者说资源就是作为满足人类需要的手段或对象而存在的。资源界定的一个重要特性——资源定义的动态性。随着生产力的发展，对产品和服务有了一系列的新需求，这刺激了技术革新，并导致对自然环境要素的有用性重新进行评价。然后，技术和经济的变化又影响社会结构，资源与技术的关系就如此循环往复。除了技术因素外，人的需要还与文化背景有关，因此自然物是否被看做自然资源，常常取决于信仰、宗教、风俗习惯等文化因素。自然资源的范畴随着人类社会和科学技术的发展而不断变化，从而导致人类对自然资源的认识，以及自然资源开发利用的范围、规模、种类和数量等都在不断变化。技术革新使原先无价值或未利用的自然物质变为资源，是推动资源定义演变的重要力量，但知识和技术技能仅仅创造出一些机会，并不是决定性的力量。

二、自然资源的分类属性分类地理特征矿产资源、气候资源、水利资源、土地资源、生物资源用途工业资源、农业资源、服务业资源生命性有机资源植物、野生动物、鱼类和其他海洋生物无机资源空气、水、土地、土壤、矿物燃料、金属等有限性非耗竭资源空气、水、太阳能耗竭资源除上述三者以外的可替代性可替代自然资源、不可替代自然资源表2自然资源分类

地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。地热能是可再生资源。

据美国地热资源委员会（GRC）1990年的调查，世界上18个国家有地热发电，总装机容量5827.55兆瓦，装机容量在100兆瓦以上的国家有美国、菲律宾、墨西哥、意大利、新西兰、日本和印尼。我国的地热资源也很丰富，但开发利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省区。三、自然资源的特性从区域的角度分析：地域性整体性综合性从自然资源生成的角度分析：变动性稳定性3．从人类开发利用的角度分析：有限性选择性增值性自然资源在人地关系中的重要作用自然资源与人类活动的关系第二节能源与环境人们的生活离不开能源；能源的利用引起了严重的环境污染。工业城市烟囱排放的SO2等易形成酸雨的污染气体、汽车尾气排放的NOx形成毒性很强的光化学烟幕、电厂及核电站引起的“热污染”…解决污染问题，除认真治理外，根本的解决办法是大力开发清洁能源如太阳能、氢能等，尽量减少化石能源的使用量。

当今人类的生活已离不开能源，因此人类不断向自然索取能源。海上开采石油西气东输

索取能源是必然的还是偶然的？破坏环境是必然还是偶然的？必然和偶然性哪个是主导?索取能源既是必然也是偶然的，也可以说成是偶然性中存在着必然，因为人类社会已发展到一定阶段，物质社会的稳定和发展已不能缺少能源;但假使近代人类社会没有工业革命和科学的兴起，还处于之前的社会发展水平，人类还需要索取能源吗?由于人类社会总是不断向前发展的，因此必经要经历这样一个阶段，因此索取能源的必然性是起主导的，是通过偶然性表现出来的。

开发无污染的新能源

充分利用能源，节约能源；

保护环境，保护资源；

制定法律法规，提高公民的意识；

如果人类都有爱护能源和保护环境的意识，人类将同自然合谐相处，人类社会将不断向前发展。(一)能源的分类1、按能源的加工分⑴一次能源：指从自然界直接取得，而不改变其基本形态的能源，有时也称为初级能源，包括煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能等。⑵二次能源：指经过加工，转化成另一种形态的能源，也称为人工能源，包括电、焦炭、煤气、各种石油制品等。一、能源的分类及利用情况2、按能源再生分⑴再生能源：是能够不断得到补充供使用的一次能源，如太阳能、水能等。⑵非再生能源：是须经过地质年代才能形成而短期无法再生的一次能源，如煤、石油等。3、按能源性质分⑴燃料能源：指在使用时经过燃烧产生热量的能源，如化石(煤、石油)能源、生物能、核能等。⑵非燃料能源：指使用时不经过燃烧，如风能、水能、太阳能等。4、按能源利用技术分⑴常规能源：是指当前被广泛利用的一次性能源，如当前所用的煤炭、石油、天然气、水能等。⑵新能源：指目前尚未广泛利用而正在积极研究以便推广应用的一次性能源，如太阳能、生物能、风能、潮汐能、地热能等是可再生的新能源，而核聚变燃料是不可再生的新能源。世界十大可再生能源工程介绍

1、世界上最大的陆上风力发电厂：美国德克萨斯州Taylor和Nolan郡的Horse

Hollow风电厂。发电能力更是达到骇人的40亿瓦

佛罗里达光能公司

2、世界上最大的海上风力发电厂：英国林肯郡的Lynn

and

Inner

Dowsing风电厂峰值发电量最高达194兆瓦

3、世界上最大的河流潮汐能电站：

法国布列塔尼半岛的Rance潮汐能电站1967年建成、总投资约1.34亿美元的法国Rance潮汐能大坝，它是世界上最早也是目前依然第一大的河流潮汐能发电站。总装机容量达2410兆瓦。

4、世界上最大的海上潮汐能电站：

爱尔兰Strangford湾的SeaGen电站容量有1.2兆瓦

5、世界上最大的太阳能热电厂：

美国加利福尼亚州南部的SEGS电厂

机容量为354兆瓦从现在到2017年建立14座太阳能电厂，总装机容量达2600兆瓦。6、世界上最大的太阳能光电厂：

西班牙Olmedilla

Photovoltaic

Park电厂晴朗天气下一天可以产生60兆瓦电能

7、世界上最大的地热田：

美国加州Sonoma

and

Lake县境内的大间歇泉它所产生的电能占加州北海岸地区总电量的60%多。美国第一座地热电厂是在1960年于大间歇泉上建成，当时的发电量为11兆瓦，现在该地区单个电厂的平均发电量为50兆瓦。但是印尼很快要修建最大的地热电厂，其发电量达330兆瓦。

8、世界上最大的生物能电厂：芬兰

位于芬兰境内的Oy

Alholmens

Kraft生物能电厂，燃烧物来源主要有树皮、树枝和泥炭，工厂里安装着世界上最大的锅炉——产生550兆瓦的热能，可以输出的最大电能为240兆瓦（24万千瓦），同时产生160兆瓦的蒸汽(可供附近的工厂和居民使用)。工厂的经理介绍道：我们一天得要120车满载的生物燃料才行，每车燃料仅仅够燃烧6-7分钟。9、最大的波浪能电厂：葡萄牙世界上第一座也是唯一的一座商用波浪能电厂有500英尺(约150米)长，11英尺(约3.5米)宽，它像蛇一样蜿蜒，部分漂浮于海面部分侵入海里。该工程耗资1300万美元，目前发电量为2.25兆瓦，西班牙计划扩大规模以使总发电量达到21兆瓦。

10、世界上最大的水电站：中国三峡

2007年12月18日，中国的三峡水电站发电能力达到141亿瓦，超过了巴西和巴拉圭边界上的发电量140亿瓦的Itaipu水电站，成功登上了世界第一的宝座。到2011年，三峡大坝发电量会有180亿瓦，相当于18个大型核电厂，它的一个主发电机组发电能力就有700兆瓦。预计在2020-2025年完工的Grand

Inga大坝，位于刚果共和国的刚果河上，其发电量达390亿瓦。（二）世界能源利用的进展和当前能源消费特点时期能源类型特点原始时代生物质能源能源结构中增加煤炭，水能和风能利用较少工业化时代（蒸汽机发明）煤及煤制品蒸汽机能源利用率低，汽轮机等能源利用率高石油时代（内燃机、飞机发明）石油和石油制品石油消费高图4.4：世界能源的消费结构

目前世界能源的消费结构是：石油40％，煤炭25％，天然气25％，核电和水电约10％。这样就由以煤为主逐步演变为清洁、高效、低碳或无碳的能源系统。①能源主要来自一次性不可再生能源，以石油、煤炭、天然气及常规核燃料为主；②近来一次性能源消耗结构发生较大变化，天然气比例明显上升；③煤炭的用量将会增加，能源利用率会提高；④将加速开发可再生能源，特点是清洁能源的开发将加速，但不会太快；⑤能源消耗水平差异很大；⑥世界能源消耗在继续增长，能源紧张时世界性问题。21世纪世界能源消费的特点：（三）中国能源问题及利用人均能源资源和人均消费量不足能源构成以煤为主能源分配不均工业部门消耗能源所占比重较大农村能源短缺，主要以生物质能为主能源利用率低，浪费严重1、中国能源利用现状2、能源与环境污染（1）化石燃料的影响

①开采过程

开采事故:在化石燃料开采过程中发生开采事故，造成职业性伤害。一是出于塌方、瓦斯爆炸、透水等事故，造成人员伤亡；二是由于粉尘、矿井瓦斯(主要是甲烷、乙烷、丙烷、二氧化硫、一氧化碳等)污染，造成工人矽肺病等职业病及其他疾病。（三）中国能源问题及利用破坏生态平衡由于采矿造成生态系统破坏，如矿井采掘破坏地层力学平衡，形成采空区，引起岩层位移、变形，引起地面沉陷、地震等现象，破坏农田、道路、管线、建筑等；露天采矿需要侵占大量土地，破坏植被，引起粉尘飞扬等。环境污染在采矿生产中产生大量矿井废水和含油废水，造成严重的环境污染，特别是对地下水的污染非常严重，长时间都难以恢复。②运输过程能源公运输过程中会产生扬尘、废水等问题，对铁路线和河流、海洋造成严重污染。③加工过程化石燃料在加工过程产生各种有毒有害的废水、废气，污染环境。如煤炭焦化过程中，会产生大量含芳香烃碳氢化合物、硫化氢、氰、焦油、酞等有害物质的废水、废气、排入环境后，造成污染。④利用过程Ⅰ、排放污染物，污染环境Ⅱ、CO2造成温室效应Ⅲ、造成环境的热污染问题沙石掩埋农田开采入口煤炭粉尘污染严重（2）核电站与污染

核电是利用原子能来发电的，是和平利用原子能、造福人类的途径。核电站存在放射性污染及安全问题，其主要问题有：①慢性辐射的影响问题②放射性废物的污染③反应堆安全问题（3）水力发电对环境的影响①自然方面②水质变化③生物方面④社会经济方面

附：长江三峡工程对生态及环境的影响与对策目前存在的主要环境问题：(1)上游自然生态、森林资源遭破坏，水土流失严重；(2)中下游平原地区地势低洼，洪水位高出两岸地面6—17

米，受洪水严重威胁，特别是荆江河段，素有“长江之险险于荆江”之说；(3)下游和河口地区污染严重，鱼类资源逐年减少；(4)库区社会经济发展水平低，是全国连片贫困地区之一，城镇卫生条件差，有的城市降尘、SO2、酸雨和水体污染相当严重。1、防洪2、航运3、发电4、促进经济发展5、保护环境6、其他方面

有利影响及综合效益：

不利影响：对长江鱼类资源的影响对库区及沿岸陆地生态的影响三峡工程对河道及湖泊环境的影响对库区地质的影响其他影响

3、未来的能源供应⑴太阳能的利用①太阳能的热利用②太阳能的光电利用太阳能光电雕塑美化亮化

（三）中国能源问题及利用（2）生物质能与沼气生物质能是可再生能源，生物质能的本质是对太阳能的间接利用。沼气是生物质经过厌氧微生物发酵而产生的一种混合气体，其组成成分主要是甲烷、二氧化碳、氨气等(表4—5)。（3）风能①风能就是空气流动所产生的能量②风能利用就是将自然界风的能力经过一定的转换器，转换成有用的能量。③我国对风能的利用，主要有风力发电、风力抽水和风力助航等三种形式。目前我国最大的风能基地：—新疆达坂城风力发电厂（4）海洋能潮汐：白天的海水涨落称为潮，晚上海水涨落称为汐，合起来称为潮汐。利用潮汐的能量有如下方式：①潮汐磨②潮汐发电（5）未来快中子增殖反应堆快中子增殖反应堆是利用铀的另一个同位素U-238，在发生裂变反应时温度更高，因而热效率更高，可达40％以上，而同位素U-238在天然铀中占99.283％，其储量很大，作为能源可以利用较长时期。

（6）核聚变能4、我国的能源供应和环境保护⑴

控制人口，减少能源消耗⑵提高能源利用效率⑶煤的综合利用和燃烧技术的改进⑷保护农村生态平衡的能源政策⑸因地制宜开发多种能源（三）中国能源问题及利用第三节矿产资源的利用与保护

1.金属矿产：是指经过冶炼、加工可以从中提取金属元素和产品的矿产。我国金属矿产种类齐全资源丰富,特点鲜明。我国中、东部地区,已经形成了众多大型的金属骨干原料基地。一、矿产资源的分类种类物质钢铁基本原料矿产铁、锰、铬、钛、钒有色金属矿产铜、铅、锌、铝、镁、镍、锡、钼、铋、汞、锑、铂族金属、金、银稀有金属矿产钽、铌、铍、锂、锆、铯、铷、锶、铈族元素、钇族元素分散元素矿产锗、镓、铊、镉、铼、钪等放射性金属矿产铀、钍、镭我国金属矿产分类

表4.2：2、非金属矿产种类物质冶金辅助原料菱镁矿、耐火粘土、硅石、石灰石、云白石、萤石等特种非金属矿产金刚石、水晶、云母、冰洲石、光学萤石、硼、青石棉，电气石等化学原料非金属矿产磷、硫、钾盐、镁盐、天然碱、芒硝、钾长石、重