自然資源

問(wèn)題1:“是不是自然界中存在的物質(zhì)都是自然資源？你知道的自然資源有哪些？”石油金礦木材土地2.1概述2.1.1自然資源的概念及特征

自然資源的概念聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署1972年P(guān)49

指一定的時(shí)間條件下，能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值以提高人類(lèi)當(dāng)前和未來(lái)福利的自然環(huán)境因素的總和。

自然屬性經(jīng)濟(jì)屬性汽油鋼鐵大理石海水冰山沙漠是不是自然資源？自然資源的屬性整體性區(qū)域性可塑性多用性有限性開(kāi)發(fā)利用要求注意節(jié)約，珍惜利用統(tǒng)籌兼顧，綜合利用綜合利用充分利用因地制宜可利用性整體平衡判斷下列幾組材料屬于自然資源的那種屬性？1、我國(guó)的草地面積達(dá)3.2億公頃，人們可以利用的約占70%，達(dá)2.2億公頃。2、阿斯旺水壩修建前，尼羅河河水將上游大量的含有腐殖質(zhì)的泥沙帶到下游，使得下游的農(nóng)田非常肥沃。截流建壩后，泥沙少了，下游的農(nóng)田缺乏肥料而逐漸變得貧瘠，當(dāng)?shù)厥a(chǎn)的優(yōu)質(zhì)棉花大量減少。河流入海處由于沒(méi)有泥沙作補(bǔ)充，海岸逐漸被海水侵蝕，海水的倒灌使一些村莊被海水淹沒(méi)。阿斯旺水壩攔截了魚(yú)兒的餌料，因而使下游的水產(chǎn)品產(chǎn)量劇減。2.1.2自然資源的分類(lèi)自然資源的分類(lèi)自然屬性礦產(chǎn)資源氣候資源水利資源土地資源生物資源生存和利用后果耗竭性非耗竭性海洋資源易受污染或被誤用恒定性非再生性再生性煤魚(yú)石油土壤太陽(yáng)能判別下列物質(zhì)是否是可再生資源人類(lèi)社會(huì)自然資源持續(xù)提供物質(zhì)、能量合理開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)資源短缺、環(huán)境惡化無(wú)節(jié)制開(kāi)發(fā)利用小組討論：黃河斷流是天災(zāi)還是人禍？昔日草原為何變成沙漠？水資源第六大國(guó)為何還有水荒？沙塵暴為何越刮越烈？2.2我國(guó)對(duì)自然資源的利用閱讀下面一組數(shù)字，思考：我國(guó)的自然資源有何特點(diǎn)？?中國(guó)陸地面積居世界第3位，但人均土地占有量卻不足世界平均水平的1/3；?中國(guó)已探明的礦產(chǎn)資源總值居世界第3位，但人均礦產(chǎn)資源占有量不到世界平均水平的1/2；?中國(guó)耕地面積居世界第4位，但人均耕地面積只有世界平均水平的1/3；?中國(guó)河流年徑流量居世界第6位，但人均水資源擁有量?jī)H為世界平均水平的1/4；?中國(guó)森林面積居世界第6位，但人均林木占有量只有世界平均水平的1/5。2.2.1土地資源我國(guó)土地面積絕對(duì)數(shù)量大，但可利用的土地資源少。我國(guó)耕地面積居世界第四位，人均耕地只占世界人均耕地的1/3。1.我國(guó)土地資源的特點(diǎn)類(lèi)型多樣，分布不平衡，地域差異大質(zhì)量較差后備耕地資源不足。在大約5億畝的宜農(nóng)后備土地資源中，可開(kāi)發(fā)為耕地的面積僅為1．2億畝。2.我國(guó)土地資源開(kāi)發(fā)利用的主要問(wèn)題嚴(yán)重的水土流失和沙漠化城市擴(kuò)張占用土地土壤污染對(duì)策：十分珍惜和合理利用每一寸土地2.2.2礦產(chǎn)資源

1、基本特點(diǎn)（1）地質(zhì)條件復(fù)雜，礦產(chǎn)資源豐富（2）某些礦產(chǎn)貧礦多，富礦少（3）伴生礦多，分選冶煉困難（4）地區(qū)分布不均（5）礦產(chǎn)資源形勢(shì)嚴(yán)峻

2、合理開(kāi)發(fā)利用（1）保護(hù)礦產(chǎn)資源，防止破壞性開(kāi)采和采富棄貧（2）發(fā)揮地區(qū)優(yōu)勢(shì)，建設(shè)區(qū)域性礦產(chǎn)基地黃金金剛石銀黃銅礦2.2.3物種資源生物凈化概念生物凈化分為三大類(lèi)：1.陸地生態(tài)系統(tǒng)：植物2.淡水生態(tài)系統(tǒng)：細(xì)菌主導(dǎo)3.海洋生態(tài)系統(tǒng)：細(xì)菌主導(dǎo)外來(lái)物種入侵

“加拿大一支黃花”植株個(gè)頭很高，有一米八多。一株植株可形成2萬(wàn)多粒種子，從而一年后可生成1萬(wàn)多株小苗?！凹幽么笠恢S花”在空地上，第一年長(zhǎng)出幾株或幾簇，第二、三年即連成片，抑制其他植物的生長(zhǎng)，能迅速形成單生優(yōu)勢(shì)，破壞入侵地的植被生態(tài)平衡。同時(shí)“加拿大一枝黃花”還蠶食棉花、玉米、大豆等旱地農(nóng)作物和種植茭白的水田，嚴(yán)重影響這些農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此除非一株不剩地徹底連根鏟除，否則星星之火可以燎原，最后就只剩下它一支黃花唯我獨(dú)尊了2.2.4森林資源1、基本特征

(1)宜林地廣，森林樹(shù)種豐富

(2)森林覆蓋率低，林木蓄積量少

(3)地區(qū)分布不均

(4)破壞嚴(yán)重2、存在問(wèn)題

(1)采伐多，更新少

(2)亂砍濫伐，毀林開(kāi)荒現(xiàn)象嚴(yán)重

(3)森林火災(zāi)，蟲(chóng)害時(shí)有發(fā)生3、保護(hù)措施

(1)1984年頒布了森林法

(2)大力倡導(dǎo)植樹(shù)造林，綠化祖國(guó)2.2.5水資源分布：不平衡。

目前淡水主要來(lái)源：江河、淡水湖泊和淺層地下淡水。

淡水危機(jī)的原因:

1、人口和水資源分布不均。

2、人對(duì)水體的浪費(fèi)和污染。

3、人口增加，工農(nóng)業(yè)發(fā)展，需水增多。

保護(hù)水資源的措施:

1、農(nóng)業(yè)方面，科學(xué)灌溉。

2、工業(yè)方面，改進(jìn)工藝，提高利用率，減少污染。

3、城市生活用水，節(jié)水。

4、調(diào)節(jié)水源流量，增加供水。建造水庫(kù)、跨流域調(diào)水、海水淡化。

2.3海洋資源海洋資源是海洋的主體——海水、海底與海面有著直接關(guān)系的物質(zhì)和能量。它通常是指能在海水中生存的生物（包括人工養(yǎng)殖）；溶解于海水中的化學(xué)元素和淡水；海水運(yùn)動(dòng)，如波浪、潮汐、潮流等所產(chǎn)生的能量；海水中貯存的熱量；深海底各種固態(tài)礦物，如錳結(jié)核等等。分類(lèi)：

按照資源有無(wú)生命分類(lèi)，可分為生物資源和非生物資源。

按照資源的來(lái)源分類(lèi)，可分為來(lái)自太陽(yáng)輻射的資源，來(lái)自地球本身的資源和地球與其他天體的相互作用而產(chǎn)生的資源。

按照能否恢復(fù)分類(lèi)，可分為再生性資源和非再生性資源。

按照資源的屬性分類(lèi)，可分為生物資源、礦產(chǎn)資源、化學(xué)資源和動(dòng)力資源。

目前人們主要使用的還是最后一種分類(lèi)方法。

2.3.1海水淡化獲得淡水資源使海水脫鹽的方法有：一、蒸餾。主要應(yīng)用于波斯灣的石油國(guó)家。那里的能源和金錢(qián)充足而天然的淡水稀少。這種方法模仿自然界的水循環(huán)。在利用蒸餾法的海水淡化廠(chǎng)中，咸水通過(guò)加熱生成蒸汽，蒸汽再凝結(jié)成可飲用的淡水。二、反向滲透。滲透是活細(xì)胞吸收水的過(guò)程。細(xì)胞被細(xì)胞膜包圍著；細(xì)胞膜具有“半滲透”性，即能夠讓水分子通過(guò)，而組成鹽的鈉離子和氯離子卻不能通過(guò)。如果細(xì)胞內(nèi)鹽的濃度比外界濃度高，水就將穿過(guò)細(xì)胞膜流入細(xì)胞內(nèi)部，使內(nèi)外溶液的濃度達(dá)到平衡。向細(xì)胞膜內(nèi)的液體加壓可以使這種滲透發(fā)生反向運(yùn)動(dòng)：水流出去，鈉離子和氯離子留在里面。首先使海水通過(guò)一個(gè)普通過(guò)濾器，除去懸浮的固體；然后再加入化學(xué)制品，以防止薄膜表面滋長(zhǎng)微生物。接著，以67個(gè)大氣壓的壓力（相當(dāng)于把薄膜伸入海面以下約600米的地方）迫使水通過(guò)薄膜，從而使水中的鹽分留在外面。納米濾膜技術(shù)“納米”是英文namometer的譯名，是一種度量單位，1納米為百萬(wàn)分之一毫米，即1毫微米，也就是十億分之一米，約相當(dāng)于45個(gè)原子串起來(lái)那么長(zhǎng)。納米結(jié)構(gòu)通常是指尺寸在100納米以下的微小結(jié)構(gòu)。人的頭發(fā)絲的直徑一般為7000—8000nm。

當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后，大約是在1—100納米這個(gè)范圍空間，物質(zhì)的性能就會(huì)發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能。這種既具不同于原來(lái)組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質(zhì)的特殊性能構(gòu)成的材料，即為納米材料。第一個(gè)真正認(rèn)識(shí)到它的性能并引用納米概念的是日本科學(xué)家，他們?cè)?0世紀(jì)70年代用蒸發(fā)法制備超微離子，并通過(guò)研究它的性能發(fā)現(xiàn)：一個(gè)導(dǎo)電、導(dǎo)熱的銅、銀導(dǎo)體做成納米尺度以后，它就失去原來(lái)的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)熱。磁性材料也是如此，象鐵鈷合金，把它做成大約20—30納米大小，磁疇就變成單磁疇，它的磁性要比原來(lái)高1000倍。80年代中期，人們就正式把這類(lèi)材料命名為納米材料。納米材料一誕生，即以其異乎尋常的特性引起了材料界的廣泛關(guān)注。這是因?yàn)榧{米材料具有與傳統(tǒng)材料明顯不同的一些特征。例如，納米鐵材料的斷裂應(yīng)力比一般鐵材料高12倍；氣體通過(guò)納米材料的擴(kuò)散速度比通過(guò)一般材料的擴(kuò)散速度快幾千倍等；納米相的銅比普通的銅堅(jiān)固5倍，而且硬度隨顆粒尺寸的減小而增大；納米陶瓷材料具有塑性或稱(chēng)為超塑性等。采用納米材料發(fā)展出分離僅在分子結(jié)構(gòu)上有微小差別的多組分混合物，實(shí)現(xiàn)高能分離操全的納米濾膜。2.3.2能源

1.海洋能溫度差能波浪能潮汐與潮流能海流能鹽度差能岸外風(fēng)能海洋生物能海洋地?zé)崮苓@些能源理論蘊(yùn)藏量折合電力為１５２８億千瓦，可開(kāi)發(fā)量為７３．８億千瓦，其中波浪能２７億千瓦，鹽差能２６億千瓦，溫差能２０億千瓦、海流能為０．５億千瓦。據(jù)計(jì)算，我國(guó)潮汐能蘊(yùn)藏量約有１．１億千瓦，年發(fā)電量可達(dá)９００億度。相當(dāng)于７個(gè)葛洲壩電站的動(dòng)力。潮汐能發(fā)電波浪能發(fā)電2.海底油氣田海底蘊(yùn)藏著豐富的石油和天然氣資源。據(jù)1995年的估計(jì)世界近海已探明的石油資源儲(chǔ)量為379億噸，天然氣的儲(chǔ)量為39萬(wàn)億立方米。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，海底蘊(yùn)藏的油氣資源儲(chǔ)量約占全球油氣儲(chǔ)量的1/3。預(yù)計(jì)在本世紀(jì)，海底油氣開(kāi)發(fā)將從淺海大陸架延伸到千米水深的海區(qū)。2.3.3化工原料基地

海洋中除鹽、鎂、金、鈾、溴化物外，海灘中的砂礦、淺海底部的石油、磷鈣石和海綠石，深海底部的錳結(jié)核和重金屬軟泥及其基巖中的礦脈都十分豐富。海洋的水體中還含有８０多種元素，主要有氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、溴、碳、硼、鍶、氟。由它們構(gòu)成了海水中的主要鹽類(lèi)，占海水總含鹽量的９９．８％～９９．９％。１９９０年，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，成立了專(zhuān)門(mén)從事大洋多金屬研究勘測(cè)和深海采礦國(guó)際事務(wù)的中國(guó)大洋協(xié)會(huì)，經(jīng)協(xié)會(huì)的申請(qǐng)，聯(lián)合國(guó)批準(zhǔn)，我國(guó)在太平洋海底獲得７．５萬(wàn)平方千米的永久開(kāi)采區(qū)，中國(guó)將永久擁有這一區(qū)域的海底主權(quán)?！爸袊?guó)地”位于夏威夷群島東南海域。錳結(jié)核是大洋底部的鐵錳氧化物組成的黑色團(tuán)塊，這種多金屬錳結(jié)核含有錳、銅、鎳、鈷等５０余種金屬元素。2.3.4藥品、保健品的原料基地

我國(guó)在遠(yuǎn)古時(shí)代就有海洋藥物開(kāi)發(fā)利用。２０００年前的《神農(nóng)本草經(jīng)》中就有文蛤治瘡的記載。４００年前李時(shí)珍的《本草綱目》就收集了９０余種海洋藥物。近年來(lái)，為了尋找防治多發(fā)并常見(jiàn)并疑難病，特別是病毒性疾并腫瘤、心腦血管疾病以及艾滋病的特效藥，“向海洋要藥”已成為世界藥學(xué)研究的新方向之一。許多海洋藥物療效顯著，價(jià)格較便宜，作用獨(dú)特。如ＤＮＡ（脫氧核糖核酸）及其鈉鹽是抗病毒藥，并有防止衰老、增強(qiáng)抵抗力、強(qiáng)化生殖能力等功效，從魚(yú)的精巢中提取，來(lái)源廣泛，價(jià)格較低廉。用從蝦、蟹殼中提取的甲殼質(zhì)制成的手術(shù)線(xiàn)，可被人體吸收，不需拆線(xiàn)；而且該手術(shù)線(xiàn)在膽汁、尿、胰液中能很好保持其強(qiáng)度；用甲殼質(zhì)制造的傷口敷料有很好的止血作用，并能加速傷口愈合，且結(jié)疤最小，用這種敷料直接涂于燒傷的傷口，能在傷口表面形成一層堅(jiān)韌、吸水、透氧、生物相容性好的薄膜，有清涼、鎮(zhèn)痛的功能，可使病人免受極度痛苦。從馬尾藻科和海帶科的海藻中，可提取出褐藻膠，用其制作的代血漿，濃度低，粘度高，與血型無(wú)關(guān)，特別適合于緊急情況下的救護(hù)，無(wú)需驗(yàn)血；褐藻膠對(duì)核爆炸釋放出來(lái)的放射性物質(zhì)鍶－９０有獨(dú)特的排出作用，故為軍事醫(yī)學(xué)專(zhuān)家所青睞。魚(yú)油對(duì)人體不存在任何不良影響，是一種天然的安全藥物，海產(chǎn)魚(yú)油中，含大量ＥＰＡ（二十碳五烯酸）及ＤＨＡ（二十二碳六烯酸）及維生素Ａ·Ｄ等。魚(yú)油能預(yù)防和治療心血管病變，能提高人的記憶力和思維力。鯊魚(yú)肝油中所含有的角鯊烯有抗癌活性，連續(xù)服用無(wú)副作用，這是一般抗癌藥所不及的?，F(xiàn)在世界上唯一批準(zhǔn)正式用于臨床的抗艾滋病藥物是從鯡魚(yú)精液中提取的。2.3.5海洋農(nóng)業(yè)

經(jīng)濟(jì)學(xué)家預(yù)言：21世紀(jì)將是海洋的世紀(jì)?！昂Ｑ笏a(chǎn)生產(chǎn)農(nóng)牧化”“藍(lán)色革命計(jì)劃”“海水農(nóng)業(yè)”

未來(lái)海洋農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要方向“海洋水產(chǎn)生產(chǎn)農(nóng)牧化”就是通過(guò)人為干涉，改造海洋環(huán)境，以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)生物生長(zhǎng)發(fā)育所需的良好環(huán)境條件，同時(shí)也對(duì)生物本身進(jìn)行必要的改造，以提高它們的質(zhì)量和產(chǎn)量。具體就是建立育苗廠(chǎng)、養(yǎng)殖場(chǎng)、增殖站，進(jìn)行人工育苗、養(yǎng)殖、增殖和放流，使海洋成為魚(yú)、蝦、貝、藻的農(nóng)牧場(chǎng)。中國(guó)目前已是世界第一海水養(yǎng)殖大國(guó)。隨著海洋生物技術(shù)在育種、育苗、病害防治和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面的進(jìn)一步發(fā)展，海水養(yǎng)殖業(yè)在21世紀(jì)將向高技術(shù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。

“藍(lán)色革命計(jì)劃”是著眼于大洋深處海水的利用。在大洋深處，深層水溫只有8℃～9℃，氮和磷是表層海水的200倍和15倍，極富營(yíng)養(yǎng)。將深層水抽上來(lái)，遇到充足的陽(yáng)光，就會(huì)形成一個(gè)產(chǎn)量倍增的新的人工生態(tài)系統(tǒng)。溫差可以用來(lái)發(fā)電或直接用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。美國(guó)和日本已經(jīng)在進(jìn)行這種人工上升流試驗(yàn)，認(rèn)為將引發(fā)一場(chǎng)海水養(yǎng)殖的革命，所以稱(chēng)為“藍(lán)色革命”。

“海水農(nóng)業(yè)”是指直接用海水灌溉農(nóng)作物，開(kāi)發(fā)沿岸帶的鹽堿地、沙漠和荒地?！八{(lán)色革命計(jì)劃”是把海水養(yǎng)殖業(yè)由近海向大洋擴(kuò)展?！昂Ｋr(nóng)業(yè)”則是要迫使陸地植物“下?！?，這是與以淡水和土壤為基礎(chǔ)的陸地農(nóng)業(yè)的根本區(qū)別。人類(lèi)為了獲得耐海水的植物正在進(jìn)行艱苦的探索，除了采用篩選、雜交育種外,還采用了細(xì)胞工程和基因工程育種。這些研究仍在繼續(xù),目前采用品種篩選和雜交等傳統(tǒng)方法已經(jīng)獲得了可以用海水灌溉的小麥、大麥和西紅柿等。2.3.6海洋空間的利用

1.未來(lái)的海上家園

2.海上城市

3.海底酒店總部在美國(guó)的一家旅游公司計(jì)劃在太平洋建造世界首座海底酒店，房?jī)r(jià)將高達(dá)每晚3500英鎊(約4.55萬(wàn)元人民幣)。在賓館臥室中，可欣賞到海底風(fēng)景。2.3.7我國(guó)海洋資源的利用我國(guó)擁有18000公里的大陸海岸線(xiàn)，200多萬(wàn)平方公里的大陸架和6500多個(gè)島嶼，管轄的海域面積近300萬(wàn)平方公里,人均海洋國(guó)土面積0.0027平方公里，相當(dāng)于世界人均海洋國(guó)土面積的1/10；海陸面積比值為0.31∶1，在世界沿海國(guó)家中列第108位。

我國(guó)海洋資源豐富，品種繁多。海洋生物20278種，占世界海洋生物總數(shù)的25%以上。具有捕撈價(jià)值的海洋動(dòng)物魚(yú)類(lèi)2500余種，頭足類(lèi)84種，對(duì)蝦類(lèi)90種，蟹類(lèi)685種，漁場(chǎng)70多個(gè)。海洋生物入藥的種類(lèi)700種。迄今共發(fā)現(xiàn)具有商業(yè)開(kāi)采價(jià)值的海上油氣田38個(gè)，獲得石油儲(chǔ)量約9億噸，天然氣儲(chǔ)量2500多億立方米。海濱砂礦13種，累計(jì)探明儲(chǔ)量15.27億噸。我國(guó)沿岸潮汐能可開(kāi)發(fā)資源，約為2179.31萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量約為624.36億千瓦·時(shí)；溫差能總裝機(jī)容量13.28億萬(wàn)千瓦；波浪能資源理論平均功率為6285.22萬(wàn)千瓦；潮流能1394.85萬(wàn)千瓦；鹽差能1.25億千瓦。圖1我國(guó)海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值變化

圖2全國(guó)主要海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值構(gòu)成圖32005年沿海地區(qū)主要海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值存在的問(wèn)題:第一、海洋資源調(diào)查不夠。第二、海洋資源利用程度低。我國(guó)海洋面積約208萬(wàn)公頃，目前開(kāi)發(fā)利用僅占40%左右。第三、海洋資源開(kāi)發(fā)差異大。外海低，近海高。

第四、我國(guó)近海漁業(yè)存在過(guò)度捕撈的現(xiàn)象.比如，大魚(yú)已從最高年產(chǎn)19萬(wàn)下降到8萬(wàn)到9萬(wàn)噸。第五、海洋產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、結(jié)構(gòu)不合理。技術(shù)水平大體上落后于世界先進(jìn)水平10年左右。第六，資源浪費(fèi)和海洋環(huán)境的污染。近海漁業(yè)瀕臨枯竭。

80年代以來(lái)，我國(guó)近海某些海域由于受到嚴(yán)重污染，赤潮時(shí)有發(fā)生，平均每年都有一、二十起，并出現(xiàn)了赤潮中毒事件，危害人們的健康和生命。我國(guó)近海溢油污染事故，近年來(lái)也多次發(fā)生。

2.3.8海洋資源開(kāi)發(fā)的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題海洋資源的可持續(xù)利用是在滿(mǎn)足當(dāng)代人對(duì)海洋的各種需求的同時(shí)，又不使海洋失去可再生能力，以免對(duì)海洋滿(mǎn)足后代人需求的能力構(gòu)成威脅的海洋資源開(kāi)發(fā)利用模式。這種模式中人類(lèi)既要合理開(kāi)發(fā)利用海洋資源以維持全面的生活質(zhì)量，又可保障海洋資源永續(xù)利用，同時(shí)也要避免造成環(huán)境損害。

當(dāng)前，污染和損害中國(guó)海洋環(huán)境的因素主要有以下幾個(gè)方面：

（1）陸源污染物。據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)沿海地區(qū)每年排放入海的工業(yè)污水和生活污水約60億噸。在生活污水中，以東海沿岸的排放量最大，其次為南海沿岸和渤海沿岸，黃海沿岸最小。在工業(yè)污水中，也以東海沿岸排放量最大，占總量的50％；渤海沿岸和南海沿岸其次，黃海沿岸最少。（2）船舶排放的污染物。中國(guó)擁有各種機(jī)動(dòng)船只10多萬(wàn)艘，每年進(jìn)入中國(guó)港口和航經(jīng)我國(guó)管轄海域的外輪幾萬(wàn)艘次，有大量含油污水排放入海。如1979年巴西油輪在青島油碼頭作業(yè)，一次跑油380噸。

（3）海洋石油勘探開(kāi)發(fā)的污染。中國(guó)沿岸分布著幾個(gè)大油田和十幾個(gè)石油化工企業(yè)，跑、冒、滴、漏的石油數(shù)量很可觀，每年有10多萬(wàn)噸石油入海。（4）人工傾倒廢物污染。過(guò)去把海洋當(dāng)作大“垃圾箱”，任意傾倒廢物。如大連香爐礁海岸、葫蘆島、青島、溫州、湛江等地，把垃圾、礦渣、爐渣和其他廢物堆放在海邊或直接倒入海中。（5）不合理的海洋工程的興建和海洋開(kāi)發(fā)，使一些深水港和航道淤積，局部海域生態(tài)平衡遭到破壞。赤潮海面溢油2.3.9海洋——國(guó)家安全的命脈

《全國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃綱要》2003年

《綱要》涉及的主要海洋產(chǎn)業(yè)有海洋漁業(yè)、海洋交通運(yùn)輸、海洋石油天然氣、濱海旅游、海洋船舶、海鹽及海洋化工、海水淡化及綜合利用和海洋生物醫(yī)藥等;涉及的區(qū)域?yàn)槲覈?guó)的內(nèi)水、領(lǐng)海、毗連區(qū)、專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)、大陸架以及我國(guó)管轄的其他海域(未包括我國(guó)港、澳、臺(tái)地區(qū))和我國(guó)在國(guó)際海底區(qū)域的礦區(qū)。規(guī)劃期為2001年至2010年。

1983年3月1日施行的《中華人民共和國(guó)海洋環(huán)境保護(hù)法》，是用法制來(lái)管理中國(guó)的海洋環(huán)境，保護(hù)國(guó)家權(quán)益的大事；是中國(guó)第一部綜合性的保護(hù)海洋環(huán)境的法律，適合于中國(guó)管轄的一切海域?！逗Ｑ蟓h(huán)境保護(hù)法》的公布和實(shí)施，標(biāo)志著我國(guó)海洋環(huán)境立法工作進(jìn)入了一個(gè)新的歷史時(shí)期。能源分類(lèi)一次能源：沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工或轉(zhuǎn)換的能源再生能源：自然界中一些能夠循環(huán)再生的能源非再生能源：自然界中貯量有限、消耗后不可再生的能源二次能源：由一次能源經(jīng)過(guò)加工、轉(zhuǎn)換后得到的能源2.4傳統(tǒng)能源2.4.1煤煤的形成示意圖

煤的開(kāi)采示意圖煤的綜合利用P69煤既是動(dòng)力燃料，又是化工和制焦煉鐵的原料，素有“工業(yè)糧食”之稱(chēng)。工業(yè)界和民間常用煤做燃料以獲取熱量或提供動(dòng)力。燃煤熱能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)而長(zhǎng)途輸運(yùn)，火力發(fā)電占我國(guó)電結(jié)構(gòu)的比重很大，也是世界電能的主來(lái)源之一。煤燃燒殘留的煤矸石和灰渣可作建筑材料。煤還是重要的化工材料。煉焦、高溫干餾制煤氣是煤最為重要的化工應(yīng)用，還用于民間和制造合成氨原料；低灰、低硫和可磨性好的品種還可以制造多種碳素材料。2.4.2石油和天然氣石油素有“工業(yè)的血液”之稱(chēng)，是當(dāng)今世界最重要的能源，又是近代有機(jī)化工的重要原料。石油泛指各種天然形成的可燃性液態(tài)碳?xì)浠衔?，常含有氧、氮、石蠟及硫等組分。在自然界中，與石油共生的常有天然氣，天然氣也是非常重要的能源，其成因，開(kāi)采和利用與石油相似。

在淺海、瀉湖以及湖泊中有大量微小水生物繁殖。當(dāng)它們死亡后就沉積在湖底，形成一層富含有機(jī)質(zhì)的淤泥。底部水體含氧量很少，使死亡的有機(jī)體不致被氧化分解。隨著埋藏成巖作用的進(jìn)行，壓力和熱使有機(jī)體首先轉(zhuǎn)化為各種不同的干酪根，然后在溫度升高的情況下，分解轉(zhuǎn)化為石油或天然氣。經(jīng)構(gòu)造或水動(dòng)力作用，油或氣向高孔隙度的砂巖層聚集，形成油砂巖或焦油砂巖，少數(shù)巖石如頁(yè)巖內(nèi)的石油不易排出，就形成含油的頁(yè)巖即油頁(yè)巖。石油多集中在被不透水巖層包圍或限制的砂巖內(nèi)，一般位于構(gòu)造凸起處。在多孔的巖石中石油浮在鹽水層的上面，采用鉆孔進(jìn)行開(kāi)采。在環(huán)繞大陸的淺海底有許多產(chǎn)油地層。在這里可以架起支柱固定在大陸架巖石上的海上鉆井平臺(tái)。但是在較深的地方，必須采用系于固定位置的海上浮動(dòng)鉆臺(tái)。但是全世界開(kāi)采剩下的許多石油資源卻是一種黑色柏油狀稱(chēng)為瀝青的物質(zhì)，不那么容易開(kāi)采。圖中從地表產(chǎn)生的聲波在普通巖層和含油巖層(深棕色所示)、含水巖層（蘭色所示）或含氣巖層（黃色所示）之間的界面上反射。反射回來(lái)的聲波經(jīng)計(jì)算機(jī)處理轉(zhuǎn)換成圖象，最終便形成一個(gè)能指導(dǎo)鉆井操作的模型。1927年，地質(zhì)學(xué)家根據(jù)反射聲波轉(zhuǎn)換成地殼的詳盡剖面圖。現(xiàn)在已能將反復(fù)地震法勘測(cè)的結(jié)果組合成4維模型，該模型不僅能勘測(cè)出油田中石油、氣體和水之所在，還能預(yù)測(cè)出它們下一步的流向?！粢运木S地震勘探石油

◆注氣抽油

事實(shí)上，大多數(shù)油井所產(chǎn)生的均是復(fù)雜的分形流動(dòng)模式，這種模式使得石油同氣體和水混合起來(lái)了。專(zhuān)家們?nèi)缃裰溃瑐鹘y(tǒng)的對(duì)油井進(jìn)行抽油，直到油流漸漸枯竭的方法，時(shí)常使得60%或更多的油未被采不出來(lái)。

一種更為有效的方法是將天然氣、蒸汽或液態(tài)二氧化碳注入枯井。然后，注入物便通過(guò)巖石上的微孔向下擴(kuò)散，若是計(jì)劃周密，注入物還會(huì)將被遺棄的石油推向相鄰的油井。另一個(gè)辦法是時(shí)常將水注到石油的下面以增大其壓力，從而幫助它向上流到地表?！舳ㄏ蜚@探

石油工程技術(shù)人員可以利用各種新設(shè)備來(lái)使油井在地下數(shù)千米處的儲(chǔ)油層內(nèi)從垂直走向變?yōu)橥耆阶呦颉！艉Ｑ笫烷_(kāi)發(fā)

石油工業(yè)最后一大新領(lǐng)域在于深水油田，即海面以下1000米或更深的油田。遙控水下機(jī)器人已經(jīng)能夠在海底安裝復(fù)雜的設(shè)備。2.4.3核能鈾在自然界中有三種放射性同位素：U235、U238、U234，在衰變過(guò)程中放出熱量。在軍事上鈾主要用來(lái)制造核武器和核動(dòng)力燃料。鈾的和平用途十分廣泛，其中最主要的是用作核電反應(yīng)堆的燃料。由于核電具有發(fā)電成本低、對(duì)環(huán)境污染小和安全等優(yōu)點(diǎn)，世界各國(guó)，尤其是工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)都大力發(fā)展核電，估計(jì)到2000年核電將達(dá)到世界總發(fā)電量的25%左右。我國(guó)已建成秦山、大亞灣核電站，目前還有多處正在籌建?！举|(zhì)能關(guān)系式】根據(jù)相對(duì)論原理，物質(zhì)的質(zhì)量與能量之間的關(guān)系式：E=mc2；其中c為真空中的光速。當(dāng)物質(zhì)的能量發(fā)生改變時(shí)，它的質(zhì)量就按照這一關(guān)系相應(yīng)地發(fā)生變化，反過(guò)來(lái)也是如此。此式是相對(duì)論的一個(gè)重要結(jié)論，且為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。人們運(yùn)用這一關(guān)系式解釋原子核質(zhì)量虧損現(xiàn)象時(shí)，就發(fā)現(xiàn)了核內(nèi)蘊(yùn)藏著巨大的能量，看到了利用原子能的可能性和重要性。按照這一關(guān)系式，1克質(zhì)量相當(dāng)于9×1020爾格或9×1013焦耳的能量。核反應(yīng)利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轟擊原子核時(shí)，由于相互作用而產(chǎn)生各種變化的過(guò)程叫做核反應(yīng)。在核反應(yīng)過(guò)程中將有能量放出或吸收。所放出或吸收的能量叫做反應(yīng)能。放出能量的核反應(yīng)叫做放能反應(yīng)，吸收能量的核反應(yīng)叫做吸能反應(yīng)。歷史上轟擊氮，產(chǎn)生了

的核反應(yīng)。優(yōu)點(diǎn)1.核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中，因此核能發(fā)電不會(huì)造成空氣污染。2.核能發(fā)電不會(huì)產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳。3.核能發(fā)電所使用的鈾燃料，除了發(fā)電外，沒(méi)有其它的用途。4.核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬(wàn)倍，故核能電廠(chǎng)所使用的燃料體積小，運(yùn)輸與儲(chǔ)存都很方便，一座1000百萬(wàn)瓦的核能電廠(chǎng)一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機(jī)就可以完成運(yùn)送。5.核能發(fā)電的成本中，燃料費(fèi)用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本較不易受到國(guó)際經(jīng)濟(jì)情勢(shì)影響，故發(fā)電成本較其它發(fā)電方法為穩(wěn)定。缺點(diǎn)1.核能電廠(chǎng)會(huì)產(chǎn)生高低階放射性廢料，或者是使用過(guò)之核燃料，雖然所占體積不大，但因具有放射線(xiàn)，故必須慎重處理，且需面對(duì)相當(dāng)大的政治困擾。2.核能發(fā)電廠(chǎng)熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠(chǎng)排放更多廢熱到環(huán)境里，故核能電廠(chǎng)的熱污染較嚴(yán)重。3.核能電廠(chǎng)投資成本太大，電力公司的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)較高。4.核能電廠(chǎng)較不適宜做尖峰、離峰之隨載運(yùn)轉(zhuǎn)。5.興建核電廠(chǎng)較易引發(fā)政治歧見(jiàn)紛爭(zhēng)。6.核電廠(chǎng)的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì)，如果在事故中釋放到外界環(huán)境，會(huì)對(duì)生態(tài)及民眾造成傷害。2.5清潔型能源清潔能源有哪些：

A．核能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?/p>

B．生質(zhì)物能、太陽(yáng)能和地?zé)崮?/p>

C．太陽(yáng)能、潮汐能、生物質(zhì)能

答案：B2.5.1水能水不僅可以直接被人類(lèi)利用，它還是能量的載體。太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)地球上水循環(huán)，使之持續(xù)進(jìn)行。地表水的流動(dòng)是重要的一環(huán)，在落差大、流量大的地區(qū)，水能資源豐富。隨著礦物燃料的日漸減少，水能是非常重要且前景廣闊的替代資源。目前世界上水力發(fā)電還處于起步階段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水運(yùn)動(dòng)均可以用來(lái)發(fā)電。2.5.2太陽(yáng)能取之不盡、用之不竭的太陽(yáng)能是一種可廣泛利用的清潔能源。無(wú)論是生物質(zhì)能、風(fēng)能，還是水力、溫差和潮汐能，歸根結(jié)底都是太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化形式。即使礦物燃料，也是通過(guò)生物的化石形式保存下來(lái)的億萬(wàn)年以前的太陽(yáng)能。太陽(yáng)能不僅不會(huì)造成污染，而且取之不盡、用之不竭，是最廉價(jià)的能源。1.太陽(yáng)能的熱利用在水的沸點(diǎn)(100℃)以下運(yùn)行，可用于供應(yīng)熱水、采暖、制冷和烹調(diào)。這些方面的能耗雖然看來(lái)量小且分散，但在發(fā)達(dá)國(guó)家中約占能源消耗量的1／3，在發(fā)展中國(guó)家中所占比例更高。

所用設(shè)備有平板式太陽(yáng)能集熱器、真空管集熱器、箱式太陽(yáng)灶具等，一般固定安裝，維護(hù)方便，3年左右即可回收投資。以色列65％以上的家庭裝有太陽(yáng)能熱水器，首都特拉維夫的普及率幾乎達(dá)100％。太陽(yáng)能灶具在許多發(fā)展中國(guó)家的農(nóng)村地區(qū)得到應(yīng)用，如印度即有10萬(wàn)多個(gè)太陽(yáng)灶。改進(jìn)建筑物的設(shè)計(jì)或朝向，利用陽(yáng)光采暖和制冷可使能源需求減少80％以上。建造太陽(yáng)能暖房可以種植蔬菜和花卉，烘干食物。夏普將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)與燃料電池、鋰離子電池組合到一起，開(kāi)發(fā)出一種不連接系統(tǒng)電源的獨(dú)立電源系統(tǒng)太陽(yáng)能空調(diào)降溫。就世界范圍而言，太陽(yáng)能制冷及在空調(diào)降溫上應(yīng)用還處在示范階段，其商業(yè)化程度遠(yuǎn)不如熱水器那樣高，主要問(wèn)題是成本高。2.太陽(yáng)能的光利用這是利用光電池將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能，無(wú)貯存裝置，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)要求低。太陽(yáng)能電池最早用作人造衛(wèi)星的電源，此后用于向不聯(lián)網(wǎng)的邊遠(yuǎn)地區(qū)提供少量的電力，如燈塔、防火了望臺(tái)、牧場(chǎng)圍欄等。20世紀(jì)80年代中期日本率先將太陽(yáng)能電池應(yīng)用于計(jì)算器、鐘表、收音機(jī)等小件設(shè)備。

但是陽(yáng)光在達(dá)到地面以前要經(jīng)過(guò)大氣的反射、散射和吸收，能量損失較大，加上陰天、晝夜變化和雨雪等降水過(guò)程的影響，目前地面上利用日光發(fā)電受到一定限制。3.太陽(yáng)能的光化學(xué)利用氫是最清潔的燃料，可以長(zhǎng)期貯存，也可以遠(yuǎn)距離輸送。利用太陽(yáng)輻射的能量過(guò)程制備氫這種含能物質(zhì)，就可以使分散的、低品位的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂肺坏臍淙剂?。太?yáng)能和氫能的結(jié)合被看作未來(lái)新能源的基石。氫的制備主要通過(guò)水的電解或熱解。因此，可利用太陽(yáng)熱電和光電或太陽(yáng)聚焦的熱力。此外，目前正在研究利用太陽(yáng)輻射的光化學(xué)能分解水制氫的方法，如水的光催化分解法、太陽(yáng)能光電化學(xué)電池法、太陽(yáng)光絡(luò)合催化法等。這些方法雖然目前都還不成熟，但已展現(xiàn)出了利用太陽(yáng)能的美好前景。

太陽(yáng)能的光化學(xué)利用4.太陽(yáng)能發(fā)電1990年，日本政府在休斯頓舉行的各國(guó)政府首腦會(huì)議上提出了“地球新生計(jì)劃”，該計(jì)劃列出了今后100年可使地球環(huán)境新生的戰(zhàn)略技術(shù)，這就是核聚變和宇宙太陽(yáng)能發(fā)電。

所謂太陽(yáng)能發(fā)電就是利用半導(dǎo)體將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電方法，利用當(dāng)前的技術(shù)可將10%的光能轉(zhuǎn)換成電能。利用陽(yáng)光發(fā)電的最好方法是不斷地用太陽(yáng)能在宇宙空間發(fā)電。1968年，美國(guó)人格雷齊爾提出了建造宇宙太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星的設(shè)想。他提出將衛(wèi)星發(fā)射到靜止軌道，然后利用微波將太陽(yáng)電池獲得的電力送到地面，這樣人類(lèi)便可獲得無(wú)限的綠色能源。

*太陽(yáng)能發(fā)電的開(kāi)端

當(dāng)時(shí)研究的發(fā)電衛(wèi)星叫做“參考系統(tǒng)”,一顆衛(wèi)星就是一個(gè)5公里×10公里的龐然大物，如果把它發(fā)射到靜止軌道上，可發(fā)電500萬(wàn)千瓦。按每顆衛(wèi)星總重量50000噸計(jì)算，每年發(fā)射2顆，在30年內(nèi)計(jì)劃總計(jì)要發(fā)射60顆衛(wèi)星。

由于難以預(yù)測(cè)的巨大建造成本等問(wèn)題，這項(xiàng)研究于1980年終止。

但是，隨著近年來(lái)地球環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，對(duì)宇宙太陽(yáng)發(fā)電的認(rèn)識(shí)又有所改變，自80年代后期開(kāi)始重新掀起了宇宙太陽(yáng)發(fā)電熱。在日本，1987年由國(guó)家公立大學(xué)和研究所的研究人員組成了文部省宇宙科學(xué)研究所“太陽(yáng)發(fā)電衛(wèi)星研究小組”。1990年成立了“SPS2000”宇宙太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)實(shí)用化研究小組。最近美國(guó)航天局重新開(kāi)始了對(duì)宇宙太陽(yáng)發(fā)電的研究。

*宇宙太陽(yáng)能發(fā)電是否能成為有用的系統(tǒng)

為實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電，就必須評(píng)價(jià)總能源收支情況，必須對(duì)衛(wèi)星零部件制造、衛(wèi)星發(fā)射升空及受電設(shè)施制造等項(xiàng)成本多少年可回收進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

對(duì)造成地球變暖的二氧化碳排放也應(yīng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。1996年慶應(yīng)大學(xué)的吉岡完治教授等人假定，太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星的耐用年數(shù)為30年，并將其與火力發(fā)電、核能發(fā)電等其他發(fā)電方式的二氧化碳排放量進(jìn)行了比較。這項(xiàng)研究顯示，1千瓦宇宙太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的二氧化碳排放量為17克，煤炭火力發(fā)電為1225克，石油火力發(fā)電為846克，液化天然氣火力發(fā)電為631克，核能發(fā)電為22克。在宇宙太陽(yáng)能發(fā)電的情況下，制作太陽(yáng)電池、火箭及火箭燃料時(shí)還要產(chǎn)生二氧化碳。

綜合研究結(jié)果表明，核能發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳量最少；如果用宇宙太陽(yáng)能發(fā)電保證日本所用電量，所排放的二氧化碳總量約占現(xiàn)在二氧化碳排放量的1／30。

*21世紀(jì)中期將迎來(lái)宇宙太陽(yáng)能發(fā)電時(shí)代所謂SPS2000是指最遲到2000年在圍繞地球的軌道上組建輸出10000千瓦的太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星，首先把發(fā)射軌道定在赤道上空1100公里處，供電范圍定在赤道附近的一些國(guó)家。該計(jì)劃預(yù)測(cè)：

*發(fā)電衛(wèi)星將成為與地面發(fā)電廠(chǎng)的成本可以競(jìng)爭(zhēng)的發(fā)電站；

*發(fā)電衛(wèi)星建成后，它將發(fā)展為更大規(guī)模的發(fā)電系統(tǒng)。

迄今為止，由于SPS2000尚未列入正式的國(guó)家研究計(jì)劃之中，因此，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)其發(fā)射計(jì)劃。但在以現(xiàn)有的技術(shù)設(shè)計(jì)的宇宙太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)中，SPS2000是目前世界上唯一的宇宙太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)。

目前SPS2000研究小組考慮于2010年發(fā)射宇宙太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星。現(xiàn)在通過(guò)設(shè)計(jì)研究的技術(shù)課題已經(jīng)明確，但該系統(tǒng)究竟能否成為有實(shí)用價(jià)值的系統(tǒng)還要靠制作及發(fā)射的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。只要全社會(huì)意見(jiàn)一致，2040年將會(huì)有大規(guī)模發(fā)電衛(wèi)星，21世紀(jì)后期，100萬(wàn)千瓦級(jí)、500萬(wàn)千瓦級(jí)的巨大宇宙太陽(yáng)能發(fā)電站將會(huì)出現(xiàn)。

2.5.3風(fēng)能目前，雖然風(fēng)能發(fā)電還不到全世界電力生產(chǎn)量的1%，但它卻是全球增長(zhǎng)最快的能源之一。1981—1991年的10年間風(fēng)電裝機(jī)容量擴(kuò)大了150倍。1992年全世界風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到2652兆瓦，相當(dāng)于兩座大型核電站的裝機(jī)容量。在可再生能源中風(fēng)能提供的電力僅次于水電。

鑒于風(fēng)能利用的良好前景，國(guó)際上已在風(fēng)輪機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)、功率儲(chǔ)存技術(shù)方面展開(kāi)激烈競(jìng)爭(zhēng)。美國(guó)風(fēng)力發(fā)電公司和電力研究所合作研制成功多速風(fēng)力渦流機(jī)，1991年底已在舊金山灣東部運(yùn)轉(zhuǎn)，平均風(fēng)速為27.5千米/小時(shí)，發(fā)電成本僅為5美分／千瓦·小時(shí)。這家公司聲稱(chēng)：“我們已經(jīng)可以在經(jīng)濟(jì)上與傳統(tǒng)的礦物燃料技術(shù)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，這意味著在世界上風(fēng)最大的地方不久便會(huì)出現(xiàn)風(fēng)車(chē)林立的壯觀景象”。2.5.4地?zé)崮艿責(zé)豳Y源在地球上的分布相當(dāng)廣泛，但很不均勻。按其本身特性，地?zé)豳Y源可分為以下4類(lèi)：

*地?zé)崴?蒸汽)

*地壓

*周?chē)鷽](méi)有液體的熱干巖

*巖漿

地?zé)豳Y源按其利用特點(diǎn)可分為：

*低焓(30-150℃)地?zé)豳Y源

*高焓(150℃以上)地?zé)豳Y源

利用地?zé)嵝枰鉀Q地下有毒氣體釋放、結(jié)垢、腐蝕以及回灌等可能出現(xiàn)的問(wèn)題。2.5.5生物質(zhì)能

生物質(zhì)是指綠色植物通過(guò)光合作用直接產(chǎn)生或間接衍生的所有物質(zhì)，一般以木柴、柴草、農(nóng)業(yè)廢棄物或牲畜糞便等形式燃燒。

現(xiàn)代生物質(zhì)的利用包括如下四個(gè)方面：

*通過(guò)轉(zhuǎn)化和加工，提高其能量密度，便于貯存和使用。

*擴(kuò)大生物質(zhì)的生產(chǎn)和利用范圍，如大力開(kāi)展植樹(shù)造林，營(yíng)造“能源林”，種植“能源作物”。

*焚燒城市垃圾等固體有機(jī)物用于產(chǎn)生熱力和電力也是擴(kuò)大生物質(zhì)利用范圍的一條途徑。此外還有收集垃圾填埋場(chǎng)產(chǎn)出的沼氣用于家庭炊事、供暖或發(fā)電。

*生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料可替代石油用于運(yùn)輸。

例如由碳水化合物通過(guò)發(fā)酵制備的乙醇，被稱(chēng)為“綠色石油”，可直接用于汽車(chē)或摻加在汽油中。汽油中摻加乙醇不但可節(jié)省石油資源，還可提高辛烷值，減少污染物的排放。美國(guó)含10%乙醇的混合燃料的產(chǎn)量已占汽油總產(chǎn)量的8%。巴西從20世紀(jì)70年代中施行用甘蔗糖蜜生產(chǎn)乙醇的龐大計(jì)劃，乙醇年產(chǎn)量已達(dá)1.3×107噸，足夠300萬(wàn)輛汽車(chē)使用，是世界上最大的發(fā)酵乙醇生產(chǎn)國(guó)。2.5.6氫能專(zhuān)家普遍認(rèn)為，21世紀(jì)最有前途的能源有兩種：一種是氫能，另一種是受控核聚變能。而這兩種能源都與氫元素息息相關(guān)，前者直接利用氫，后者則利用氫的同位素――氘。

氫蘊(yùn)藏于浩瀚的海洋之中。海洋的總體積約為13.7億立方千米，若把其中的氫提煉出來(lái)，約有1.4ⅹ1017噸，所產(chǎn)生的熱量是地球上礦物燃料的9000倍。氫能，是指以氫及其同位素為主導(dǎo)的反應(yīng)中或在狀態(tài)變化過(guò)程中所釋放的能量，包括氫核能和氫化學(xué)能兩大部分。1.氫作為能源的優(yōu)點(diǎn)⑴能量高。除核燃料外，氫的發(fā)熱值是目前所有燃料中最高的，是汽油的3倍。氫的高能，使氫成為推進(jìn)航天器的重要燃料之一。⑵氫本身無(wú)毒，燃燒產(chǎn)物是水，無(wú)污染，且能循環(huán)使用。⑶氫燃燒性能好，點(diǎn)燃快。⑷利用形式多，可以以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)金屬氫化物出現(xiàn)，能適應(yīng)貯運(yùn)及各種應(yīng)用環(huán)境的不同要求。⑸儲(chǔ)量豐富，來(lái)源廣泛。主要來(lái)源是水。2.氫的其他用途⑴用作飛機(jī)的燃料2000年開(kāi)始，美國(guó)、歐洲和日本將在飛機(jī)上推廣氫燃料。據(jù)歐洲空中客車(chē)飛機(jī)公司預(yù)測(cè)，最遲將于2002年，歐洲生產(chǎn)的飛機(jī)可大規(guī)模采用液氫為燃料。⑵用作汽車(chē)的燃料如今，既環(huán)保又時(shí)尚的各類(lèi)以氫為動(dòng)力能源的汽車(chē)越來(lái)越受到人們的關(guān)注⑶用作燃料電池氫燃料電池發(fā)展很快。至今，加拿大溫哥華、美國(guó)芝加哥分別完成了氫燃料電池公共汽車(chē)商業(yè)化示范。2004年，戴姆勒·克萊斯勒公司將30輛燃料電池公共汽車(chē)用于歐洲10個(gè)城市作示范運(yùn)營(yíng)。在我國(guó)，由清華大學(xué)開(kāi)發(fā)歐盟資助的氫能公共汽車(chē)——863路公交車(chē)，在北京已經(jīng)成功運(yùn)營(yíng)。早在第二次世界大戰(zhàn)期間，氫即用作A—2火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的液體推進(jìn)劑。1960年液氫首次用作航天動(dòng)力燃料。1970年美國(guó)發(fā)射的“阿波羅”登月飛船使用的起飛火箭也是用液氫作燃料。3.氫的生產(chǎn)與儲(chǔ)存1.大規(guī)模廉價(jià)制氫技術(shù)1.1電解水制氫．該方法技術(shù)成熟。提供電能使水分解制得氫氣的效率一般在75-85％，其工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，無(wú)污染，但耗電量大，有一定局限性。我國(guó)水力資源豐富，利用水電發(fā)電，電解水制氫有其發(fā)展前景。太陽(yáng)能取之不盡，其中利用光電制氫的方法即稱(chēng)為太陽(yáng)能氫能系統(tǒng)。1．2礦物燃料制氫

以煤、石油及天然氣為原料制取氫氣是當(dāng)今制取氫氣是主要的方法。工藝成熟，并建有工業(yè)生產(chǎn)裝置。（1）煤為原料制取氫氣

以煤為原料制取含氫氣體的方法主要有兩種：一是煤的焦化（或稱(chēng)高溫干餾），二是煤的氣化。焦化是指煤在隔絕空氣條件下，在90－1000℃制取焦碳副產(chǎn)品為焦?fàn)t煤氣。焦?fàn)t煤氣組成中含氫氣55-60％（體積）甲烷23-27％、一氧化碳6-8％等。煤的氣化是指煤在高溫常壓或加壓下，與氣化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣體產(chǎn)物。氣化劑為水蒸汽或氧所（空氣），氣體產(chǎn)物中含有氫有等組份。采用OGI固定床式氣化爐，可間歇操作生產(chǎn)制得水煤氣。采用煤氣化制氫方法，其設(shè)備費(fèi)占投資主要部分。煤地下氣化方法近數(shù)十年已為人們所重視。在唐山劉莊已進(jìn)行工業(yè)性試運(yùn)轉(zhuǎn)，可日產(chǎn)水煤氣5萬(wàn)m3。（2）以天然氣或輕質(zhì)油為原料制取氫氣

該法是在催化劑存在下與水蒸汽反應(yīng)轉(zhuǎn)化制得氫氣。主要發(fā)生下述反應(yīng)：

CH4＋H2O→CO＋H2

CO＋H2O→CO2＋H2

CnH2n+(2+n)H20→nCO+(2n+1)H2

反應(yīng)在800-820℃下進(jìn)行。從上述反應(yīng)可知，也有部分氫氣來(lái)自水蒸汽。用該法制得的氣體組成中，氫氣含量可達(dá)74％（體積），其生產(chǎn)成本主要取決于原料價(jià)格，我國(guó)輕質(zhì)油價(jià)格高，制氣成本貴，采用受到限制。大多數(shù)大型合成氨合成甲醇工廠(chǎng)均采用天然氣為原料，催化水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的工藝。（3）以重油為原料部分氧化法制取氫氣

重油原料包括有常壓、減壓渣油及石油深度加工后的燃料油，重油與水蒸汽及氧氣反應(yīng)制得含氫氣體產(chǎn)物。部分重油燃燒提供轉(zhuǎn)化吸熱反應(yīng)所需熱量及一定的反應(yīng)溫度。該法生產(chǎn)的氫氣產(chǎn)物成本中，原料費(fèi)約占三分之一，而重油價(jià)格較低，故為人們重視。我國(guó)建有大型重油部分氧化法制氫裝置，用于制取合成氫的原料。

1．3生物質(zhì)制氫

生物質(zhì)資源豐富，是重要的可再生能源。（1）生物質(zhì)氣化制氫

將生物質(zhì)原料如薪柴、麥秸、稻草等壓制成型，在氣化爐（或裂解爐）中進(jìn)行氣化或裂解反應(yīng)可制得含氫燃料。在國(guó)外，由于轉(zhuǎn)化技術(shù)的提高，生物質(zhì)氣化已能大規(guī)模生產(chǎn)水煤氣，其氫氣含量大大提高。（2）微生物制氫

微生物制氫技術(shù)亦受人們的關(guān)注。利用微生物在常溫常壓下進(jìn)行酶催反應(yīng)可制得氫氣。生物質(zhì)產(chǎn)氫主要有化能營(yíng)養(yǎng)微生物產(chǎn)氫和光合微生物產(chǎn)氫兩種。屬于化能營(yíng)養(yǎng)微生物的是各種發(fā)酵類(lèi)型的一些嚴(yán)格厭氧菌和兼性厭氧菌。目前已有利用碳水化合物發(fā)酵制氫的專(zhuān)利，并利用所產(chǎn)生的氫氣作為發(fā)電的能源。光合微生物如微型藻類(lèi)和光合作用細(xì)菌的產(chǎn)氫過(guò)程與光合作用相聯(lián)系，稱(chēng)光合產(chǎn)氫。1．4其它合氫物質(zhì)制氫

國(guó)外曾研究從硫化氫中制取氫氣。我國(guó)有豐富的H25資源，如河北省趙蘭莊油氣田開(kāi)采的天然氣中H多含量高達(dá)90％以上，其儲(chǔ)量達(dá)數(shù)千萬(wàn)噸，是一種寶貴資源，從硫化氫中制氫有各種方法，我國(guó)在90年代開(kāi)展了多方面的研究，各種研究結(jié)果將為今后充分合理利用寶貴資源，提供清潔能源及化工原料奠定基礎(chǔ)。1．5各種化工過(guò)程副產(chǎn)氫氣的回收

多種化工過(guò)程如電解食鹽制堿工業(yè)、發(fā)酵制酒工藝、合成氨化肥工業(yè)、石油煉制工業(yè)等均有大量副產(chǎn)氫氣，如能采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行氫氣的分離回收，每年可得到數(shù)億立方米的氫氣。這是一項(xiàng)不容忽視的資源，應(yīng)設(shè)法加以回收利用。目前化工廠(chǎng)副產(chǎn)氫氣的回收，可提供一種較為廉價(jià)的氫源，應(yīng)予以重視。

2.儲(chǔ)氫技術(shù)氫在一般條件下是以氣態(tài)形式存在的，這就為貯存和運(yùn)輸帶來(lái)了很大的困難。氫的貯存有三種方法：高壓氣態(tài)貯存；低溫液氫貯存；金屬氫化物貯存。2．l氣態(tài)貯存

氣態(tài)氫可貯存在地下庫(kù)里，也可裝入鋼瓶中，為減小貯存體積，必須先將氫氣壓縮，為此需消耗較多的壓縮功。一般一個(gè)充氣壓力為20mp的高壓鋼瓶貯氫重量占只1.6％；供太空用的鈦瓶?jī)?chǔ)氫重量也僅為5％。為提高貯氫量，目前正在研究一種微孔結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)氫裝置，它是一微型球床。微型球系薄壁（1—10um），充滿(mǎn)微孔（l0－10um），氫氣貯存在微孔中，微型球可用塑料、玻璃、陶瓷或金屬制造。2．2低溫液氫貯存

將氫氣冷卻到-253℃，即可呈液態(tài)，然后，將其貯存在高真空的絕熱容器中。該工藝首先用于宇航中，其貯存成本較貴，安全技術(shù)也比較復(fù)雜．高度絕熱的貯氫容器是目前研究的重點(diǎn)，現(xiàn)在一種間壁間充滿(mǎn)中孔微珠的絕熱容器已經(jīng)問(wèn)世。這種二氧化硅的微珠導(dǎo)熱系數(shù)極小，其顆粒又非常細(xì)可完全抑制顆粒間的對(duì)流換熱，將部分鍍鋁微珠（一般約為3％-5％）混入不鍍鋁的微珠中可有效地切斷輻射傳熱。這種新型的熱絕緣容器不需抽真空，其絕熱效果遠(yuǎn)優(yōu)于普遍高真空的絕熱容器，是一種理想的液氫貯存罐，美國(guó)宇航局已廣泛采用這種新型的貯氫容器。2．3金屬氫化物貯存氫與氫化金屬之間可以進(jìn)行可逆反應(yīng)，當(dāng)外界有熱量加給金屬氫化物時(shí)，它就分解為氫化金屬并放出氫氣。反之氫和氫化金屬構(gòu)成氫化物時(shí)，氫就以固態(tài)結(jié)合的形式儲(chǔ)于其中，用來(lái)貯氫的氫化金屬大多為合金。目前世界上己研究成功多種貯氫合金，它們大致可以分為四類(lèi)：一是稀土锎鎳等，每公斤锎鎳合金可貯氫153L。二是鐵一鈦系，它是目前使用最多的貯氫材料，其貯氫量大，是前者的4倍，且價(jià)格低，活性大，還可在常溫常壓下釋放氫，給使用帶來(lái)很大的方便。三是鎂系，這是吸氫量最大的金屬元素，但它需要在287℃下才能釋放氫，且吸收氫十分緩慢，因而使用上受限制。四是釩、鈮、鋯等多元素系，這類(lèi)金屬本身屬稀貴金屬。

2．4、氫氣的運(yùn)輸氫雖然有很好的可運(yùn)輸性，但不論是氣態(tài)氫還是液氫，它們?cè)谑褂眠^(guò)程中都存在在著不可忽視的特殊問(wèn)題。1.由于氫特別輕，與其他燃料相比在運(yùn)輸和使用過(guò)程中單位能量所占的體積特別大，即使液態(tài)氫也是如此。2.氫特別容易泄漏，以氫作燃料的汽車(chē)行駛試驗(yàn)證明，即使是真空密封的氫燃料箱，每24h的泄漏率就達(dá)2％，而汽油一般一個(gè)月才泄漏1％，因此對(duì)貯氫容器和輸氫管道、接頭、閥門(mén)都要采取特殊的密封措施。3.液氫的溫度極低，只要有一點(diǎn)滴掉在皮膚上就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的凍傷，因此在運(yùn)輸和使用過(guò)程中應(yīng)特別注意采取各種安全措施。

2.5.7水合甲烷在2001年高考化學(xué)試卷上海卷中，有這樣一道題：“第28屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)提供的資料顯示，海底有大量的天然氣水合物，可滿(mǎn)足人類(lèi)1000年的能源需要……”可燃冰，看到這個(gè)名字你肯定會(huì)想，冰塊可以燃燒嗎？這可不是哪位科學(xué)家的最新發(fā)明，實(shí)際上可燃冰是大自然送給人類(lèi)的一份大禮?；瘜W(xué)式可寫(xiě)成X·8H2O燃燒的化學(xué)方程式為:X·8H2O+2O2==CO2+10H2O可燃冰的學(xué)名為“天然氣水合物”，是天然氣在0℃和30個(gè)大氣壓的作用下結(jié)晶而成的“冰塊”。“冰塊”里甲烷占80%至99.9%，可直接點(diǎn)燃，燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘?jiān)?，污染比煤、石油、天然氣都要小得多。被西方學(xué)者稱(chēng)之為“21世紀(jì)能源”或“未來(lái)能源”。

在深海中高壓低溫的條件下，水分子通過(guò)氫鍵緊密締合成三維網(wǎng)狀體，能將海底沉積的古生物遺體所分解的甲烷等氣體分子納入網(wǎng)狀體中形成水合甲烷。這些水合甲烷就象一個(gè)個(gè)淡灰色的冰球，故稱(chēng)可燃冰。這些冰球一旦從海底升到海面就會(huì)砰然而逝?？扇急畛醣话l(fā)現(xiàn)，并不是在海底。早在20世紀(jì)30年代，工程技術(shù)人員就發(fā)現(xiàn)，一些輸氣管經(jīng)常會(huì)被奇怪的冰塊堵塞?；瘜W(xué)家對(duì)這些冰塊進(jìn)行分析后得知，這是甲烷等氣體被關(guān)在冰晶體中形成的。當(dāng)時(shí)，這些甲烷水合物被視為一種麻煩，而不是一種新型的能源。理論上“可燃冰”在我國(guó)分布也應(yīng)十分廣泛，我國(guó)南海、東海、黃海等近300萬(wàn)平方公里廣大海域以及青藏高原的凍土層，都有可能存在。在2000年，就有報(bào)道稱(chēng)，我國(guó)南海、東海等海域發(fā)現(xiàn)大量“可燃冰”資源。一名科技人員展示存放在冰庫(kù)里的可燃冰間接證據(jù)1996年夏天，德國(guó)科學(xué)家搭乘一艘海洋考察船對(duì)北太平洋水域進(jìn)行考察，以尋找這種神秘的冰晶體。結(jié)果，水下攝像機(jī)在800米深的海底拍攝到了晶瑩的亮光?？茖W(xué)家們迅速?gòu)暮５兹〕隽藰悠?。為了證實(shí)這就是充滿(mǎn)甲烷的冰晶體，一位科學(xué)家從這種冰塊上取下一小塊，用火柴點(diǎn)燃：冰雪般的東西開(kāi)始燃燒，發(fā)出魔幻般淡紅色的火焰，直至冰塊變成了一灘水。“可燃冰”在燃燒日益增多的成果表明，由自然或人為因素所引起的溫壓變化，均可使水合物分解，造成海底滑坡、生物滅亡和氣候變暖等環(huán)境災(zāi)害?！翱扇急敝屑淄榈目偭看笾率谴髿庵屑淄閿?shù)量的3000倍。作為短期溫室氣體，甲烷比二氧化碳所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)要大得多，它所產(chǎn)生的后果將是不堪設(shè)想的。同時(shí)，陸緣海邊的“可燃冰”開(kāi)采起來(lái)也十分困難，一旦出了井噴事故，就會(huì)造成海水汽化，發(fā)生海嘯船翻。目前，“可燃冰”的開(kāi)采方法主要有熱激化法、減壓法和注入劑法三種。開(kāi)采的最大難點(diǎn)是保證井底穩(wěn)定，使甲烷氣不泄漏、不引發(fā)溫室效應(yīng)。此外，“可燃冰”也可能是引起地質(zhì)災(zāi)害的主要因素之一。它的存在很可能導(dǎo)致海床不穩(wěn)定，引發(fā)大規(guī)模的海底泥流，對(duì)海底管道和通訊電纜有嚴(yán)重的破壞作用。另外，如果地震中海底地層斷裂，游離的氣體和水合甲烷分解產(chǎn)生的氣體就會(huì)噴出海面，或在海水表層及水面上形成高度集中的易燃?xì)馀荩@不僅對(duì)過(guò)往行船造成危險(xiǎn)，也會(huì)給低空飛行的飛機(jī)帶來(lái)厄運(yùn)。有學(xué)者認(rèn)為，近幾個(gè)世紀(jì)，在百慕大三角區(qū)海域發(fā)生過(guò)的許多船只和飛機(jī)神秘失蹤的事件可能與此