环境地球物理学省公开课一等奖全国示范课微课金奖

环境地球物理学楚泽涵9月第1页讲座内容人类生存与生态环境地球科学关系我国矿产资源开发与生态环境问题世界和中国水资源问题自然灾害与环境地球物理问题第2页第一讲：人类生存发展与生态环境、地球科学关系人类与自然环境关系地球科学功效环境、污染—定义和内涵正视生态环境问题影响生态环境改变主要过程环境地球物理学方法油气田环境污染特点第3页人类生存发展与生态环境、地球科学关系一、人类与自然生态环境关系1、自然生态环境（地球）是人类生存物质基础2、人类生活空间—生物圈—大气圈、水圈、岩石圈交汇能源：太阳能，物质循环、能量流动人类—自然界产物第4页二、地球科学功效1、矿产资源勘探开发：研究方向、实践场所、经济推进。岩石圈，最成功领域。2、保护生态环境：生物圈，二十一世纪课题3、预防地质灾害：下个世纪（？）课题4、认识地球：根本目标地球物理学：固体地球物理—地震学、地磁学、地电场、地球动力学、大地结构物理、勘探地球物理，—环境地球物理学—新方向。测绘学，空间物理、海洋物理、大气物理第5页三、环境、污染—定义和内涵1、环境(Environment)：学术定义：“作用于生物体或生物群落并最终决定其形态和生存物理、化学、生物等原因综合体”（《不列颠百科全书，1999》）生物是否包含人？人是否包含意识形态？第6页1989年中国《环境保护法》法律要求：“影响人类生存和发展各种天然和经过人工改造自然原因总体”，“包含大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗址、自然保护区、风景名胜区，城市和乡村等”限定于“影响人类生存和发展”而要保护各个方面。第7页环境地球物理学环境地球物理学所讨论问题：环境—影响人类生存发展总体，自然和人为原因都在内；自然原因：天体演化、地质运动；人类活动：生产、生活（创造和消耗财富暂不讨论人文原因：意识形态、宗教信仰、社会制度（听天由命、“人定胜天”、人类改造自然、大跃进）第8页可连续发展基本出发点人与自然界统一，人是自然界一部分自然界无意识，既不为敌，也不为友应该友好相处，不应以自然界为敌自然界客观存在，有本身规律，应该适应、利用；提“改造自然”不妥。自然界是有机，即相互制约人与自然各有所长，人应从自然界学习第9页人与自然可改变自然现实状况，不能改变规律可局部控制，不能整体驾驭可微观影响，不能宏观改变第10页2、污染（Pollution源于印度教）环境污染：“向环境增添任何物质、能量（如热），其速率超出环境分散、分解、再循环或以某种无害形式储存起来而可容纳速率”净化(Purification,源于宗教礼仪和处罚)第11页3、环境问题是资源开发后续问题能源开发使CO2增加，温室效应农业造成生物物种改变（疯牛病）自然光合作用仅能维持1000万人当代农业维持约60亿人全国每年130万人死于癌症，80%与环境相关。水圈还未大规模开发，前景怎样？第12页四、正视生态环境问题1、经济发展不是灾难前兆2、提倡可连续发展：人与自然界友好发展，“人定胜天”、“人类改造自然”、“大跃进”不可取应该以：可连续发展为中心“代替”以经济建设为中心“。第13页五、影响生态环境主要过程1.农业生产2.资源（矿产资源）开发利用3.城市（教永久性和组织完好人口集中地），城市化进程（大量人口集中定居于较小面积内从而形成城市过程。世界城市人口演变1800年1850年1950年1980年0.030.070.320.40.480.57（中国：0.20.360.49)第14页2050年中国人口城市、经济和环境人口：预计15.6亿，城市人口4.2亿；农村11.4亿（按年,0.65）城市人口10..14亿（占0.65)！净增5.46亿！10.92亿(0.7)增加5.51亿农村人口5.46亿人均GDP—1万美元城市：能源消费大于农村，家用汽车：640万辆，消费石油530万吨，2050：1.87亿辆，1.36亿吨—二氧化碳排放第15页城市化进程影响物质文明提升，提出社会制度组织问题资源集中消耗—环境污染能源消耗——温室效应生活和生产资源消耗——环境污染（气、液、固体。噪声、热、电磁、光）生态环境脆弱第16页环境与勘探地球物理学差异环境地球物理勘探地球物理研究目标环境污染预测评价矿产资源预测评价观察对象时空特征随时间改变，小至地域，大至全球不变或缓变，局部，几米、几公里观察内容物理场及其改变（日、月、年）物理场与背景值差异，长久改变观察系统固定点、网，流动过程流动观察局部第17页续表观察空间地表、水体、岩石圈（井下）、大气圈、航空、宇航、试验室岩石圈为主：地表、井下、试验室、航空观察精度要求Ppm或更高1/10，1/100，矿产品位第18页六、石油工业环境污染特点全球：剩下探明石油储量1402.8亿吨，年消费量32~35亿吨全国：年产量约1.7亿吨，消费量2亿吨原油加工厂127家，能力2.76亿吨/年（最大1350万吨/年，平均160万吨/年）乙烯生产能力442万吨/年(世界第V)占国内市场44.6%合成树脂915.6万吨/年（世界第V）49.4%合成纤维341万吨/年，56.4%第19页1、从上游到下游都产生污染钻井：废水、泥浆，钻屑采油：含油废水、落地油（约10万吨/年）井下作业废水油田化学制剂300余种，年用量120万吨石油炼制、化工、合成纤维、化肥四类含油、含硫、含碱、含盐污水。废气，恶臭第20页2、油气田污染分布广：点源、线源、面源，每口井都可能是污染源污染排放：连续和间断（突发）量大：炼油厂污水4.85亿吨（）污染和影响生态环境方面多：气体、液体（落地油）、固体污染物排放，地面沉降，噪声防治水平不高，吨油耗水量大（采油及加工）石油类污染物已是各大水系主要污染物第21页3、油气田环境监测各种生产作业环境监测气体排放液体排放固体排放噪声和放射性污染突发事故：井喷、管线泄漏、第22页4、发展方向现实状况：定时、定点采样，主要是直接化学分析方法，在时空上不连续，难发觉统计突发事故方向：在时间上连续、在空间上按网络、方法主要是物理方法，目标是环境改变预测。前景：在处理环境污染预测后，处理低品位矿产资源勘探