期刊信息
主办:内蒙古农业大学沙漠治理研究所
主管:内蒙古农业大学
ISSN:1003-7578
CN:15-1112/N
语言:中文
周期:月刊
影响因子:1.681818
数据库收录:
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地热资源开发的环境问题研究(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】2.2大气环境问题地热水中往往含H2S、CO2等气体,排放到大气中会影响周围的大气环境。H2S气体对人体危害较大,浓度低时能麻痹人的嗅觉神经,浓度高时可
2.2大气环境问题地热水中往往含H2S、CO2等气体,排放到大气中会影响周围的大气环境。H2S气体对人体危害较大,浓度低时能麻痹人的嗅觉神经,浓度高时可致人窒息而死。CO2是地热气体中的主要成分,含量可高达80%~95%[13],若任意排放,会加剧温室效应。此外,热泵机组中冷凝器和蒸发器所用的工作介质(如R22、二氟一氯甲烷)排放到大气中也会影响臭氧层。地热工程施工过程中的扬尘也会影响大气环境,扬尘主要来自平场土地、打桩、挖土填方、建造建筑物、材料运输和搅拌等过程,尤其在干燥无雨的有风天气,扬尘对大气污染较严重,主要表现为增加大气中的总悬浮颗粒物(TSP)的含量。
2.3地表水生态环境问题地热资源利用过程中对地表水的污染主要体现在水质和水温两个方面,而受水水体水质和水温的改变将会引发一系列生态环境问题(见图3)。一方面,地热水利用后仍含有大量余热,尾水温度甚至可达40℃以上[13],地热尾水排入地表水体后,受水水体的温度升高,这会加速水中含氮有机物分解,导致地表水体富营养化;同时有机物分解会消耗水中大量的溶解氧,导致水体缺氧,影响水生生物正常生长;此外,地表水体水温升高还将使水分子热运动加剧,水汽在垂直方向上的对流运动加速,水体周围土体中水分蒸发加速而造成土体失水,导致陆生动植物因生活环境改变而大量死亡或迁移,破坏了原有的生态平衡。另一方面,地热水含有氟、重金属和其他有害元素,地热尾水与受水水体混合后会影响受水水体水质,但影响程度在我国南北方有所差异,如福州郊县永泰鳗鱼场地热水养鱼后尾水排入附近的小溪,经监测表明溪水中氟化物的含量仅为0.56mg/L,远小于地热水中氟化物的含量15~15.7mg/L,而北京小汤山地区的地热尾水直接排放入附近的葫芦河,河水中氟的含量由0.84mg/L增加到2.43mg/L[14]。这主要是因为我国南方雨水充沛且河水流量大,有限的地热水排入水体后由于降雨和流动水的稀释作用,氟和其他溶解性有害元素的含量明显降低,其影响不显著;在我国北方利用地热水供暖主要集中在冬季,该季节尾水排放量大且河水量较少,这会导致有些地方的地热水排放量与河水量几乎相当,此种情况下地表水体受污染的程度相对较大。而受水水体水质的改变则会影响到鱼类及微生物等的生存。另外,在地热资源开发勘查与评价阶段,以及钻井过程和地热站建设过程等都会占用场地,破坏周围的植被,从而影响所在地栖息动物的生活环境。
2.4土壤环境问题地热水中矿化度较高,随着尾水或农业灌溉用水而进入土壤,使土壤溶液浓度增高,其浓度达到一定程度后,会导致植物根系吸水困难,甚至会出现植物体内水分反渗现象。此外,土壤中盐分增加,会影响微生物活动,如硝化细菌、根瘤菌等,致使土壤中养分不能有效转化为植物可直接利用的成分,这均会造成农作物减产。从长远角度来看,高矿化度地热尾水长期排放,使盐分在土壤中日渐积累,尤其在蒸发强烈的干旱地区,会造成土壤盐渍化。地热资源开发利用也会引起地温变化从而导致一系列环境问题(见图4)。浅层地表范围内地温受地下水影响较大,当地下热水在近地表运动时,由于其热导率和热容量均很大,很容易影响和控制岩土层温度,使地温保持在较低的温度水平上,并处于平衡状态。当地下热水超采引起水位大幅度下降时,浅层土体因失去了水的动态控制与调节作用而使得原有的地温动态平衡被打破,地温升高[15]。而地温升高将会导致土壤热污染,进一步导致农作物减产、土壤农药污染加剧等环境问题。另外,浅层地温能开采阶段地埋管的铺设和深层地热能开采阶段的钻井过程均会造成土壤扰动,在地埋管附近,土壤与外界长期的热量交换过程会引起局部土壤温度发生改变,而土壤温度的改变会进一步影响到微生物及动植物的生存。
2.5地质灾害问题长时间大量抽取地下热水而无回灌,必将导致地下水位持续下降,孔隙水压力减小,有效应力增加,致使土层压密或盖层破裂,引起地面沉降,在岩溶地区还可能会导致地面塌陷。如新西兰怀拉基地热田,在1964-1974年内地面沉降量为4.5m,影响范围达65km2,并且还发生了水平位移[10]。地热资源往往位于现代火山和近代岩浆活动区域或近代地壳构造运动活跃地区,地热资源开发利用大部分是在区域地震活动性强的地带进行的,大量开采地下热水改变了地下应力场,可能诱发地震。世界上许多地热田附近已经观测到低于里氏4级的轻微地震,而我国地热田多年观测结果显示开发利用地热资源对地震影响微乎其微,因为开采地热资源而引发的明显地震非常少,即使有也十分轻微,不会对地面造成很大影响[11,16],但考虑到开发时间尺度问题,在未来更长时间内是否会引发较大震级的地震活动尚不确定。另外,在高温水热区,对浅层热储进行地热钻探过程中由于压力的突然降低将会诱发水热爆炸,如1997年12月西藏羊八井地热田ZK316井发生强烈水热爆炸[17]。
文章来源:《干旱区资源与环境》 网址: http://www.ghqzyyhjzz.cn/zonghexinwen/2020/1008/330.html