第三章 能源消耗及环境污染
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苏联核动力卫星坠毁事故
• 1978年1月24日，苏联“宇宙”954号核动 力卫星发生故障,核反应堆舱段未能升高而 自然陨落，未燃尽的带有放射性的卫星碎 片散落在加拿大境内，造成严重污染。 1983年1月“宇宙”1402号核动力卫星发生 类似故障，核反应堆舱段在南大西洋上空 再入大气层时完全烧毁 。
5
1985
76682
9016.0
8.505102 75.8 17.1 2.2
4.9
1990
98703
18667.8
5.28734 76.2 16.6 2.1
5.1
1991
103783
21781.5
4.764732 76.1 17.1 2.0
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1992
109170
26923.5
4.054822 75.7 17.5 1.9
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1993
115993
35333.9
3.282768 74.7 18.2 1.9
5.2
1994
122737
48197.9
2.546522 75.0 17.4 1.9
5.7
1995
131176
60793.7
2.157724 74.6 17.5 1.8
6.1
1996
135192
71176.6
1.899388 73.5 18.7 1.8
掌握和利用核能。 • 5.避免核战争。约束有核国家关于核武器的研制和开发。 • 6.进行核试验和开发核能，应尽量使之在比较偏僻的地方
进行，如果有事故，使其造成损失最小.
水力发电对环境的影响
自然方面：
生物方面：
•巨大的水库可能引起地表的 活动，甚至诱发地震。此外， 还会引起流域水文上的 改变， 如下游水位降低或来自上游 的泥沙减少等。水库建成后， 由于蒸发量大，气候凉爽且 较稳定，降雨量减少。
年份
能源消费总量 国内生产总值 万元GDP标准煤耗
占能源消费总量的比重 (%)
(万吨标准煤) （亿元）
吨
煤 炭 石 油 天然气 水电、核电、风电
1978
57144
3645.2
15.67651 70.7 22.7 3.2
3.4
1980
60275
4545.6
13.26008 72.2 20.7 3.1
4.0
第一核电站的3号反应堆排水口附近海水中，检测 出超过法定限额1850的放射性碘131。 • 4月4日，东京电力公司开始将福岛第一核电站内 原先储存的1万多吨低放射性污水直接排入海中。 • 4月13日，日本宣布福岛核电站核危机严重程度与 切尔诺贝利核灾难同级 。
遭受辐射后的症状：
• ①、恶心和呕吐 ②、自发性出血 ③、出血性腹泻 ④、皮肤脱落 ⑤、脱发 ⑥、严重疲劳 ⑦、口腔溃疡 ⑧、感染
2012-5-1
控制酸雨
• 1. 提高石化燃料质量，改进机动车辆废气 排放装置，减少 废气中SO2含量。
• 2. 限制高污染工厂数量，地点，强制实施 废气排放净化。
• 3. 减少石化燃料的使用，多利用无污染的 绿色能源，如 水能、潮汐能、太阳能、核 能（安全核能）等。
热污染
现代工业生产和生活中排放的废热所造成的环境污染。
318
太原
0.106 0.075 0.022
296
呼和浩特
0.074 0.049 0.040
346
沈阳
0.110 0.059 0.037
328
长春
0.085 0.034 0.043
340
哈尔滨
0.101 0.046 0.054
311
上海
0.081 0.035 0.053
334
南京
0.100 0.035 0.048
3
2012-5-1
热污染的防止
• 废热的综合利用 • 加强隔热保温 • 寻找新能源
核污染
• 核污染主要指核物质泄露后的遗留物对环 境的破坏
• 来源途径：
– 1.有核武器实验、使用，核电站泄露，工业或 医疗上使用的核物质遗失等。
– 2.核武器爆炸 ：热辐射伤害 、核辐射伤害 、放 射性存留。
切尔诺贝利核电事故
1.335116 69.5 21.3 2.5
6.7
2005
235997
184937.4
1.276091 70.8 19.8 2.6
6.8
2006
258676
216314.4
1.195833 71.1 19.3 2.9
6.7
2007
280508
265810.3
1.055294 71.1 18.8 3.3
6.4
2001
150406
109655.2
1.371627 68.3 21.8 2.4
7.5
2002
159431
120332.7
1.324918 68.0 22.3 2.4
7.3
2003
183792
135822.8
1.353175 69.8 21.2 2.5
6.5
2004
213456
159878.3
2012-5-1
美国核动力卫星事故
• 美国在1964年4月发射“子午仪”号导航卫 星时，因发射失败卫星所携带的放射性同 位素源被烧毁,钚238散布在大气层中并扩散 至全球 。
• 1968年5月“雨云”号气象卫星发射失败时, 核电源落入圣巴巴拉海峡，后被打捞上来 。
日本福岛核电站事故
• 3月12日，日本首次确认有放射性物质外泄。 • 3月27日，日本原子能安全与保安院宣布，在福岛
6.8
2008
291448
314045.4
0.928044 70.3 18.3 3.7
7.7
2009
306647
340506.9
0.90056 70.4 17.9 3.9
7.8
1
2012-5-1
化石能源衍生三大环保问题
• 能源开发造成的环境污染 • 全球变暖 • 酸雨 • 热污染 解决之道： 建造一个绿色电力、绿色家园
1986年4月26日凌晨 1时30分，在苏联白 俄罗斯－乌克兰大 森林地带东部的切 尔诺贝利核电站第 4号机组发生的一次 反应堆堆心毁坏、 部分厂房倒塌的灾 难性事故。
4
该事故造成当场造成31人死亡，大量强 辐射物质泄漏。俄罗斯大约4300个城镇 和村庄坐落在切尔诺贝利核电站后遭受 放射污染的区域。
2012-5-1
Adult salmon migrating upstream will most often use a FISH LADDER as they journey to their spawning grounds.
TURBINE AREA
Migrating smolt can pass into the turbine area, and exit via the tail race (泄水 道、尾水溝).
第三章 能源消耗及环境污染
授课人：孙奉仲 史月涛
• 能源与环境的关系 • 大气污染 • 中国环保政策
2012-5-1
第一节 能源与环境的关系
能源种类
太阳能 生物能 海洋能 水电能 石油 天然气
风能 地热能 氢能 水合物 煤 核能
能源级别
一次能源 二次能源
原煤 石油 天然气 太阳能 水能 核能 电能 石油气 煤气
301
长沙
0.092 0.039 0.042
333
广州
0.070 0.039 0.056
辐射导致的重大疾病：
• ①、白血病 ②、甲状腺癌 ③、多发骨髓瘤 ④、
良性和不明原因肿瘤
核污染防治措施
• 1.严格控制能引起核污染的原料生产加工使用。 • 2.通过立法限制核的使用和核原料的买卖，交易。 • 3.使用核能源要确定其安全性，以安全最大化为原则。 • 4.加快核能的科技研究，更深入的了解其原理，以更好的
A new generation of turbines are being designed to reduce mortality caused by fish being bruised, stressed or disoriented.
Fish Ladder for Adult Fish
Fish Ladder for Adult Fish
315
杭州
0.097 0.041 0.052
327
合肥
0.111 0.023 0.027
321
福州
0.064 0.014 0.040
353
南昌
0.079 0.054 0.037
347
济南
0.123 0.050 0.025
295
郑州
0.099 0.053 0.046
322
武汉
0.105 0.044 0.054
1980—2004 年 山西省煤矿安 全事故“吞噬” 了17286人。
20 年中累计 排 放 烟 尘 达 1743 万t，地下采空 区已达2万多 km2，占山西省 面积的1/7，已 经发生地质灾 害的土地面积 达6000km2。
酸雨的危害
酸雨是指pH值小于5.6的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水
2
酸雨的危害
6.0
1997
135909
78973.0
1.720955 71.4 20.4 1.8
6.4
1998
136184
84402.3
1.613511 70.9 20.8 1.8
6.5
1999
140569
89677.1
1.567502 70.6 21.5 2.0
5.9
2000
145531
99源自文库14.6
1.46683 69.2 22.2 2.2
热污染可以污染大气和水体。
火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系统排出的热水，以及石油、化工、造纸 等工厂排出的生产性废水中均含有大量废热。这些废热排入地面水体之后，能 使水温升高。 在工业发达的美国，每天所排放的冷却用水达4.5亿立方米，接近全国用水量的 1/3；废热水含热量约2500亿千卡，足够2.5亿立方米的水温升高10℃。
煤炭开采对环境的影响
国有煤矿每采 出1吨煤平均要 动用2.5吨的煤 炭储量，损耗 2.48 吨 的 水 资 源。
山西省每年挖5 亿吨煤，就使 12 亿立方水 资 源受到破坏， 相当于山西省 引黄工程的总 引水量。
平均每生产1亿 吨煤造成水土 流失影响面积 约245km2。
2002 年 以 来 ， 山西省煤炭开 采每年造成的 资源浪费、环 境污染、生态 破坏及地表塌 陷等损失达300 多亿元，即每 生产1吨煤的代 价为70多元。
•对陆生动物而言，水库建成 后，可能会造成大量的野生
动植物被淹没死亡，甚至 全
部灭绝。对水生动物而言，
由于上游生态环境的改变，
会使鱼类受到影响，导致灭
绝或种 群数量减少。同时，
由于上游水域面积的扩大，
使某些生物(如钉螺)的栖息地 点增加，为一 些地区性疾病( 如血吸虫病)的蔓延创造了条 件。
物理化学性质 方面：
Fish Ladder
7
2012-5-1
第二节 能源与大气污染
2009年主要城市空气
城市
空气质量达到及 空气质量达到二级以上 可吸入颗粒物 二氧化硫 二氧化氮 好于二级的天数 天数占全年比重(%)
(天)
北京
0.121 0.034 0.053
285
天津
0.101 0.056 0.040
307
石家庄
0.104 0.045 0.035
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截止2006年，还有 超过150万俄罗斯人住 在受切尔诺贝利核电站事故污染的土地上 ，其中有人还在吃受放射性污染的食物。 联合国卫生机构评论说，大约9300人可能 死于由放射性污染引起的癌症。
美国三里岛核电站事故
• 1979年3月28日凌晨4时，美国宾夕法尼亚 州的三里岛核电站第2组反应堆的操作室里 ，红灯闪亮，汽笛报警，涡轮机停转，堆 心压力和温度骤然升高， 2小时后，大量放 射性物质溢出。
• Adult salmon migrating upstream will most often use a fish ladder as they journey to their spawning grounds.
JUVENILE FISH TRANSPORTATION
The barging of smolt several miles downstream.
•流入和流出水库的水在颜色 和气味等物理化学性质方面 发生改变，而且水库中各层 水的密度、温度、甚至熔解 氧等有所不同。深层水的水 温低，而且沉积库底的有 机 物不能充分氧化而处于厌氧 分解，水体的二氧化碳含量 明显增加。
6
Fish Passage Tour
• Salmon are the most well-known species that migrate up and down Northwest streams and rivers. When young salmon (smolts) migrating downstream encounter a hydroelectric project, they will either pass over a SPILLWAY, through the TURBINE area, or enter a BYPASS SYSTEM.
• 1978年1月24日，苏联“宇宙”954号核动 力卫星发生故障,核反应堆舱段未能升高而 自然陨落，未燃尽的带有放射性的卫星碎 片散落在加拿大境内，造成严重污染。 1983年1月“宇宙”1402号核动力卫星发生 类似故障，核反应堆舱段在南大西洋上空 再入大气层时完全烧毁 。
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1985
76682
9016.0
8.505102 75.8 17.1 2.2
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1990
98703
18667.8
5.28734 76.2 16.6 2.1
5.1
1991
103783
21781.5
4.764732 76.1 17.1 2.0
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1992
109170
26923.5
4.054822 75.7 17.5 1.9
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1993
115993
35333.9
3.282768 74.7 18.2 1.9
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1994
122737
48197.9
2.546522 75.0 17.4 1.9
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131176
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2.157724 74.6 17.5 1.8
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135192
71176.6
1.899388 73.5 18.7 1.8
掌握和利用核能。 • 5.避免核战争。约束有核国家关于核武器的研制和开发。 • 6.进行核试验和开发核能，应尽量使之在比较偏僻的地方
进行，如果有事故，使其造成损失最小.
水力发电对环境的影响
自然方面：
生物方面：
•巨大的水库可能引起地表的 活动，甚至诱发地震。此外， 还会引起流域水文上的 改变， 如下游水位降低或来自上游 的泥沙减少等。水库建成后， 由于蒸发量大，气候凉爽且 较稳定，降雨量减少。
年份
能源消费总量 国内生产总值 万元GDP标准煤耗
占能源消费总量的比重 (%)
(万吨标准煤) （亿元）
吨
煤 炭 石 油 天然气 水电、核电、风电
1978
57144
3645.2
15.67651 70.7 22.7 3.2
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1980
60275
4545.6
13.26008 72.2 20.7 3.1
4.0
第一核电站的3号反应堆排水口附近海水中，检测 出超过法定限额1850的放射性碘131。 • 4月4日，东京电力公司开始将福岛第一核电站内 原先储存的1万多吨低放射性污水直接排入海中。 • 4月13日，日本宣布福岛核电站核危机严重程度与 切尔诺贝利核灾难同级 。
遭受辐射后的症状：
• ①、恶心和呕吐 ②、自发性出血 ③、出血性腹泻 ④、皮肤脱落 ⑤、脱发 ⑥、严重疲劳 ⑦、口腔溃疡 ⑧、感染
2012-5-1
控制酸雨
• 1. 提高石化燃料质量，改进机动车辆废气 排放装置，减少 废气中SO2含量。
• 2. 限制高污染工厂数量，地点，强制实施 废气排放净化。
• 3. 减少石化燃料的使用，多利用无污染的 绿色能源，如 水能、潮汐能、太阳能、核 能（安全核能）等。
热污染
现代工业生产和生活中排放的废热所造成的环境污染。
318
太原
0.106 0.075 0.022
296
呼和浩特
0.074 0.049 0.040
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沈阳
0.110 0.059 0.037
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长春
0.085 0.034 0.043
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哈尔滨
0.101 0.046 0.054
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上海
0.081 0.035 0.053
334
南京
0.100 0.035 0.048
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热污染的防止
• 废热的综合利用 • 加强隔热保温 • 寻找新能源
核污染
• 核污染主要指核物质泄露后的遗留物对环 境的破坏
• 来源途径：
– 1.有核武器实验、使用，核电站泄露，工业或 医疗上使用的核物质遗失等。
– 2.核武器爆炸 ：热辐射伤害 、核辐射伤害 、放 射性存留。
切尔诺贝利核电事故
1.335116 69.5 21.3 2.5
6.7
2005
235997
184937.4
1.276091 70.8 19.8 2.6
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2006
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216314.4
1.195833 71.1 19.3 2.9
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2007
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265810.3
1.055294 71.1 18.8 3.3
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2001
150406
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1.371627 68.3 21.8 2.4
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120332.7
1.324918 68.0 22.3 2.4
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135822.8
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2004
213456
159878.3
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美国核动力卫星事故
• 美国在1964年4月发射“子午仪”号导航卫 星时，因发射失败卫星所携带的放射性同 位素源被烧毁,钚238散布在大气层中并扩散 至全球 。
• 1968年5月“雨云”号气象卫星发射失败时, 核电源落入圣巴巴拉海峡，后被打捞上来 。
日本福岛核电站事故
• 3月12日，日本首次确认有放射性物质外泄。 • 3月27日，日本原子能安全与保安院宣布，在福岛
6.8
2008
291448
314045.4
0.928044 70.3 18.3 3.7
7.7
2009
306647
340506.9
0.90056 70.4 17.9 3.9
7.8
1
2012-5-1
化石能源衍生三大环保问题
• 能源开发造成的环境污染 • 全球变暖 • 酸雨 • 热污染 解决之道： 建造一个绿色电力、绿色家园
1986年4月26日凌晨 1时30分，在苏联白 俄罗斯－乌克兰大 森林地带东部的切 尔诺贝利核电站第 4号机组发生的一次 反应堆堆心毁坏、 部分厂房倒塌的灾 难性事故。
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该事故造成当场造成31人死亡，大量强 辐射物质泄漏。俄罗斯大约4300个城镇 和村庄坐落在切尔诺贝利核电站后遭受 放射污染的区域。
2012-5-1
Adult salmon migrating upstream will most often use a FISH LADDER as they journey to their spawning grounds.
TURBINE AREA
Migrating smolt can pass into the turbine area, and exit via the tail race (泄水 道、尾水溝).
第三章 能源消耗及环境污染
授课人：孙奉仲 史月涛
• 能源与环境的关系 • 大气污染 • 中国环保政策
2012-5-1
第一节 能源与环境的关系
能源种类
太阳能 生物能 海洋能 水电能 石油 天然气
风能 地热能 氢能 水合物 煤 核能
能源级别
一次能源 二次能源
原煤 石油 天然气 太阳能 水能 核能 电能 石油气 煤气
301
长沙
0.092 0.039 0.042
333
广州
0.070 0.039 0.056
辐射导致的重大疾病：
• ①、白血病 ②、甲状腺癌 ③、多发骨髓瘤 ④、
良性和不明原因肿瘤
核污染防治措施
• 1.严格控制能引起核污染的原料生产加工使用。 • 2.通过立法限制核的使用和核原料的买卖，交易。 • 3.使用核能源要确定其安全性，以安全最大化为原则。 • 4.加快核能的科技研究，更深入的了解其原理，以更好的
A new generation of turbines are being designed to reduce mortality caused by fish being bruised, stressed or disoriented.
Fish Ladder for Adult Fish
Fish Ladder for Adult Fish
315
杭州
0.097 0.041 0.052
327
合肥
0.111 0.023 0.027
321
福州
0.064 0.014 0.040
353
南昌
0.079 0.054 0.037
347
济南
0.123 0.050 0.025
295
郑州
0.099 0.053 0.046
322
武汉
0.105 0.044 0.054
1980—2004 年 山西省煤矿安 全事故“吞噬” 了17286人。
20 年中累计 排 放 烟 尘 达 1743 万t，地下采空 区已达2万多 km2，占山西省 面积的1/7，已 经发生地质灾 害的土地面积 达6000km2。
酸雨的危害
酸雨是指pH值小于5.6的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水
2
酸雨的危害
6.0
1997
135909
78973.0
1.720955 71.4 20.4 1.8
6.4
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136184
84402.3
1.613511 70.9 20.8 1.8
6.5
1999
140569
89677.1
1.567502 70.6 21.5 2.0
5.9
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99源自文库14.6
1.46683 69.2 22.2 2.2
热污染可以污染大气和水体。
火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系统排出的热水，以及石油、化工、造纸 等工厂排出的生产性废水中均含有大量废热。这些废热排入地面水体之后，能 使水温升高。 在工业发达的美国，每天所排放的冷却用水达4.5亿立方米，接近全国用水量的 1/3；废热水含热量约2500亿千卡，足够2.5亿立方米的水温升高10℃。
煤炭开采对环境的影响
国有煤矿每采 出1吨煤平均要 动用2.5吨的煤 炭储量，损耗 2.48 吨 的 水 资 源。
山西省每年挖5 亿吨煤，就使 12 亿立方水 资 源受到破坏， 相当于山西省 引黄工程的总 引水量。
平均每生产1亿 吨煤造成水土 流失影响面积 约245km2。
2002 年 以 来 ， 山西省煤炭开 采每年造成的 资源浪费、环 境污染、生态 破坏及地表塌 陷等损失达300 多亿元，即每 生产1吨煤的代 价为70多元。
•对陆生动物而言，水库建成 后，可能会造成大量的野生
动植物被淹没死亡，甚至 全
部灭绝。对水生动物而言，
由于上游生态环境的改变，
会使鱼类受到影响，导致灭
绝或种 群数量减少。同时，
由于上游水域面积的扩大，
使某些生物(如钉螺)的栖息地 点增加，为一 些地区性疾病( 如血吸虫病)的蔓延创造了条 件。
物理化学性质 方面：
Fish Ladder
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第二节 能源与大气污染
2009年主要城市空气
城市
空气质量达到及 空气质量达到二级以上 可吸入颗粒物 二氧化硫 二氧化氮 好于二级的天数 天数占全年比重(%)
(天)
北京
0.121 0.034 0.053
285
天津
0.101 0.056 0.040
307
石家庄
0.104 0.045 0.035
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截止2006年，还有 超过150万俄罗斯人住 在受切尔诺贝利核电站事故污染的土地上 ，其中有人还在吃受放射性污染的食物。 联合国卫生机构评论说，大约9300人可能 死于由放射性污染引起的癌症。
美国三里岛核电站事故
• 1979年3月28日凌晨4时，美国宾夕法尼亚 州的三里岛核电站第2组反应堆的操作室里 ，红灯闪亮，汽笛报警，涡轮机停转，堆 心压力和温度骤然升高， 2小时后，大量放 射性物质溢出。
• Adult salmon migrating upstream will most often use a fish ladder as they journey to their spawning grounds.
JUVENILE FISH TRANSPORTATION
The barging of smolt several miles downstream.
•流入和流出水库的水在颜色 和气味等物理化学性质方面 发生改变，而且水库中各层 水的密度、温度、甚至熔解 氧等有所不同。深层水的水 温低，而且沉积库底的有 机 物不能充分氧化而处于厌氧 分解，水体的二氧化碳含量 明显增加。
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Fish Passage Tour
• Salmon are the most well-known species that migrate up and down Northwest streams and rivers. When young salmon (smolts) migrating downstream encounter a hydroelectric project, they will either pass over a SPILLWAY, through the TURBINE area, or enter a BYPASS SYSTEM.