环境地球物理学
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• 人与自然界统一，人是自然界的一部分 • 自然界无意识，既不为敌，也不为友 • 应该和谐相处，不应以自然界为敌 • 自然界客观存在，有自身规律，应该适 应、利用；提“改造自然”不妥。 • 自然界是有机的，即相互制约 • 人与自然各有所长，人应从自然界学习
人与自然
• 可改变自然现状，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
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），其速率超过环境分散、分 解、再循环或以某种无害形式储存起来 而可容纳的速率” • 净化(Purification,源于宗教礼仪和惩罚)
3、环境问题是资源开发的后续 问题
• 能源开发使CO2增加，温室效应 • 农业导致生物物种变化（疯牛病） • 自然光合作用仅能维持1000万人 • 现代农业维持约60亿人 • 全国每年130万人死于癌症，80%与环境 有关。 • 水圈尚未大规模开发，前景如何？
人类生存发展与生态环境、地 球科学的关系
一、人类与自然生态环境 的关系
• 1、 自然生态环境（地球）是人类生存 • 的物质基础 • 2、人类生活空间—生物圈—大气圈、 • 水圈、岩石圈的交汇 • 能源：太阳能，物质循环、能量流动 人类—自然界的产物
二、地球科学的功能
• 1、矿产资源勘探开发：研究方向、实践场所、 经济推动。岩石圈，最成功领域。 • 2、保护生态环境：生物圈，21世纪课题 • 3、防止地质灾害：下个世纪（？）课题 • 4、认识地球：根本目的 • 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、大地构造物理、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
环境地球物理学
• 环境地球物理学所讨论的问题： • 环境—影响人类生存发展的总体，自 然和人为因素都在内； 自然因素：天体演化、地质运动； 人类活动：生产、生活（创造和消耗财富 暂不讨论人文因素：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）
可持续发展的基本出发点
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的物理、化学、 生物等因素的综合体” • （《不列颠百科全书，1999》） • 生物是否包括人？ • 人是否包括意识形态？
1989年中国《环境保护法》
• 法律规定：“影响人类生存和发展的各 种天然和经过人工改造的自然因素的总 体”，“包括大气、水、海洋、土地、 矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗 迹、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 护的各个方面。
城市化进程的影响
• • • • 物质文明提高，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
环境与勘探地球物理学的差别
环境地球物理 勘探地球物理
研究目标
观测对象的时 空特征
环境污染预测 评价
3、油气田环境监测
• • • • • • 各种生产作业的环境监测 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、
源自文库
4、发展方向
• 现状：定期、定点采样，主要是直接的 化学分析方法，在时空上不连续，难发 现记录突发事故 • 方向：在时间上连续、在空间上按网络、 方法主要是物理方法，目标是环境变化 的预测。 • 前景：在解决环境污染预测后，解决低 品位矿产资源勘探和预测。
观测精度要求
六、石油工业环境污染特点
• 全球：2000年剩余探明石油储量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%
随时间变化， 小至地区，大 至全球
矿产资源预测 评价 不变或缓变， 局部，几米、 几公里 物理场与背景 值的 差异，长 期变化 流动观测局部
观测内容
物理场及其变 化（日、月、 年） 固定点、网， 流动过程
观测系统
续表
观测空间 地表、水体、 岩石圈为主： 岩石圈（井 地表、井下、 下）、大气圈、 实验室、航空 航空、宇航、 实验室 Ppm或更高 1/10，1/100， 矿产品位
结束语
• • • • 地球科学的功能： *资源勘察开发（矿产资源）20世纪 21世纪资源短缺（水、石油、矿产） *保护生态环境—21世纪的 课题，环境 污染检测（高精度）-低品味矿产勘测。 • *防止地质灾害—22世纪以后的问题 • *认识地球—可持续发展，20世纪后期人 类最大的长进，人和自然的关系
四、正视生态环境问题
• 1、经济发展不是灾难的前兆 • 2、提倡可持续发展：人与自然界和谐发 • 展， • “人定胜天”、“人类改造自然”、 “大跃进” • 不可取 • 应该以：可持续发展为中心“代替”以 经济建设为中心“。
五、影响生态环境的主要过程
• 1.农业生产 • 2. 资源（矿产资源）开发利用 • 3.城市（教永久性的和组织完好的人口集中 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的过程。 • 世界城市人口演变 • 1800 年 1850年 1950年 1980 年 2000年 2020年 • 0.03 0.07 0.32 0.4 0.48 0.57 • （中国： 0.2 0.36 0.49)
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
2、油气田的污染
• 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（2000年） • 污染和影响生态环境的方面多：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
环境地球物理学
楚泽涵 2003年9月
讲座内容
• • • • 人类生存与生态环境地球科学的关系 我国矿产资源开发与生态环境问题 世界和中国的水资源问题 自然灾害与环境地球物理问题
第一讲：人类生存发展与生态 环境、地球科学的关系
• • • • • • • 人类与自然环境的关系 地球科学的功能 环境、污染—定义和内涵 正视生态环境问题 影响生态环境变化的主要过程 环境地球物理学方法 油气田环境污染的特点
2050年中国的人口城市、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2000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 2000：640万辆，消费石油530万吨， 2050：1.87亿辆，1.36亿吨—二氧化碳排放
人与自然
• 可改变自然现状，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
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），其速率超过环境分散、分 解、再循环或以某种无害形式储存起来 而可容纳的速率” • 净化(Purification,源于宗教礼仪和惩罚)
3、环境问题是资源开发的后续 问题
• 能源开发使CO2增加，温室效应 • 农业导致生物物种变化（疯牛病） • 自然光合作用仅能维持1000万人 • 现代农业维持约60亿人 • 全国每年130万人死于癌症，80%与环境 有关。 • 水圈尚未大规模开发，前景如何？
人类生存发展与生态环境、地 球科学的关系
一、人类与自然生态环境 的关系
• 1、 自然生态环境（地球）是人类生存 • 的物质基础 • 2、人类生活空间—生物圈—大气圈、 • 水圈、岩石圈的交汇 • 能源：太阳能，物质循环、能量流动 人类—自然界的产物
二、地球科学的功能
• 1、矿产资源勘探开发：研究方向、实践场所、 经济推动。岩石圈，最成功领域。 • 2、保护生态环境：生物圈，21世纪课题 • 3、防止地质灾害：下个世纪（？）课题 • 4、认识地球：根本目的 • 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、大地构造物理、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
环境地球物理学
• 环境地球物理学所讨论的问题： • 环境—影响人类生存发展的总体，自 然和人为因素都在内； 自然因素：天体演化、地质运动； 人类活动：生产、生活（创造和消耗财富 暂不讨论人文因素：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）
可持续发展的基本出发点
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的物理、化学、 生物等因素的综合体” • （《不列颠百科全书，1999》） • 生物是否包括人？ • 人是否包括意识形态？
1989年中国《环境保护法》
• 法律规定：“影响人类生存和发展的各 种天然和经过人工改造的自然因素的总 体”，“包括大气、水、海洋、土地、 矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗 迹、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 护的各个方面。
城市化进程的影响
• • • • 物质文明提高，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
环境与勘探地球物理学的差别
环境地球物理 勘探地球物理
研究目标
观测对象的时 空特征
环境污染预测 评价
3、油气田环境监测
• • • • • • 各种生产作业的环境监测 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、
源自文库
4、发展方向
• 现状：定期、定点采样，主要是直接的 化学分析方法，在时空上不连续，难发 现记录突发事故 • 方向：在时间上连续、在空间上按网络、 方法主要是物理方法，目标是环境变化 的预测。 • 前景：在解决环境污染预测后，解决低 品位矿产资源勘探和预测。
观测精度要求
六、石油工业环境污染特点
• 全球：2000年剩余探明石油储量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%
随时间变化， 小至地区，大 至全球
矿产资源预测 评价 不变或缓变， 局部，几米、 几公里 物理场与背景 值的 差异，长 期变化 流动观测局部
观测内容
物理场及其变 化（日、月、 年） 固定点、网， 流动过程
观测系统
续表
观测空间 地表、水体、 岩石圈为主： 岩石圈（井 地表、井下、 下）、大气圈、 实验室、航空 航空、宇航、 实验室 Ppm或更高 1/10，1/100， 矿产品位
结束语
• • • • 地球科学的功能： *资源勘察开发（矿产资源）20世纪 21世纪资源短缺（水、石油、矿产） *保护生态环境—21世纪的 课题，环境 污染检测（高精度）-低品味矿产勘测。 • *防止地质灾害—22世纪以后的问题 • *认识地球—可持续发展，20世纪后期人 类最大的长进，人和自然的关系
四、正视生态环境问题
• 1、经济发展不是灾难的前兆 • 2、提倡可持续发展：人与自然界和谐发 • 展， • “人定胜天”、“人类改造自然”、 “大跃进” • 不可取 • 应该以：可持续发展为中心“代替”以 经济建设为中心“。
五、影响生态环境的主要过程
• 1.农业生产 • 2. 资源（矿产资源）开发利用 • 3.城市（教永久性的和组织完好的人口集中 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的过程。 • 世界城市人口演变 • 1800 年 1850年 1950年 1980 年 2000年 2020年 • 0.03 0.07 0.32 0.4 0.48 0.57 • （中国： 0.2 0.36 0.49)
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
2、油气田的污染
• 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（2000年） • 污染和影响生态环境的方面多：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
环境地球物理学
楚泽涵 2003年9月
讲座内容
• • • • 人类生存与生态环境地球科学的关系 我国矿产资源开发与生态环境问题 世界和中国的水资源问题 自然灾害与环境地球物理问题
第一讲：人类生存发展与生态 环境、地球科学的关系
• • • • • • • 人类与自然环境的关系 地球科学的功能 环境、污染—定义和内涵 正视生态环境问题 影响生态环境变化的主要过程 环境地球物理学方法 油气田环境污染的特点
2050年中国的人口城市、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2000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 2000：640万辆，消费石油530万吨， 2050：1.87亿辆，1.36亿吨—二氧化碳排放