环境地球物理学

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、
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。
• （中国：
0.2 0.36 0.49)
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
• 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”
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 观测内容
观测系统
环境污染预测 评价
随时间变化， 小至地区，大 至全球
物理场及其变 化（日、月、 年）
固定点、网， 流动过程
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
• 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。
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
续表
观测空间 观测精度要求
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
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
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
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
类最大的长进，人和自然的关系
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—Baidu Nhomakorabea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. 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
• 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%
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
有关。
• 水圈尚未大规模开发，前景如何？
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
可持续发展的基本出发点
• 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、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
三、环境、污染—定义和内涵
• 限定于“影响人类生存和发展”而要保 护的各个方面。
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）
• 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
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