对人类来说,环境就是人类的生存环境,既包括自然环境,又包括生活环境和社会文化环境。如果从环境要素来考虑,可分为大气环境、水环境、土壤环境及生物环境;按照环境的性质,则可分为物理环境、化学环境和生化环境。
这里所说的环境问题不是指自然灾害问题(原生或第一环境问题)而是由于人类活动作用于周围环境所引起的人为环境问题(次生或第二环境问题)。这种人为环境问题一般可分为两类:一类是不合理开发利用自然资源,使自然环境遭受破坏;另一类是城市化和工农业高速发展而引起的环境污染。总之,是人类社会发展与环境的关系不协调所引起的问题。地热(温泉)开发利用引起的环境问题就属于上述第二环境问题。
地热(温泉)流体温度高低不一,成分也不完全相同,有的还含有多种不凝气体,如H2S、CO2、CH4、NH3等。一般来说,高温地热(温泉)流体的开发对环境造成的影响比中低温地热(温泉)流体要大、要严重。所以国外要建造一座利用高温地热(温泉)资源的地热(温泉)电站,首先要对是否会造成环境污染或环境影响进行严格的可行性论证。对于中低温地热(温泉)资源的开发利用,它所产生的环境问题虽然比高温要少些,但仍然十分重视,因为能否有效地控制和防止地热(温泉)开发利用中的环境污染最终也将成为地热(温泉)资源能否真正为人类造福、让社会走可持续发展道路的关键。
2、地热(温泉)流体开发利用对环境的影响
地热(温泉)开发利用涉及的环境因素主要有:水污染、热污染、空气污染、土壤污染、地面沉降、诱发地震、噪声污染、地热(温泉)水的可用性、固体废弃物、土地利用、对植物和野生动物的影响、经济和文体因素等。
对于中低温的地热(温泉)开发利用,涉及的因素相对少些,特别是100℃以下地热(温泉)水的开发利用。现介绍几种主要的污染形式。
1) 热污染
地热(温泉)开发利用过程中,必然会向周围大气和水体排放大量的热能,使水体和空气的温度上升,影响环境和生物的生长和生存,破坏水体生态平衡。温度较高的地热(温泉)尾水排放到下水道等排污管道,还会造成细菌等各种微生物的大量繁殖。所以我国环保部门规定地热(温泉)排水的水温不得高于35℃。
2) 空气污染
在地热(温泉)资源的开发利用中,热流体中所含的各种气体和悬浮物将排入大气中,其中浓度较高、危害较大的有硫化氢、二氧化碳等不凝气体。少量的地热(温泉)流体中含有氨的成分,它也会对人体和某些动植物造成危害。
① 硫化氢H2S污染
多数地热(温泉)流体,特别是温度较高的地热(温泉)蒸气或地热(温泉)水,都不同程度地含有H2S气体。H2S气体对人体危害很大。浓度低时,能麻痹人的嗅觉神经,浓度过高时,可以使人窒息而死。H2S还对铜材有严重的腐蚀作用。我国西藏羊八井地热(温泉)电站在建站初期,许多电器设备的铜部件和铜接点曾被热田排放的蒸气中的H2S气体所腐蚀,操作人员也由于受到H2S气体的刺激,眼、鼻、咽部黏膜多出现充血现象。H2S气体相对密度大于空气,容易富集在地板上和角落里,发出一种臭味,是可以被察觉的。一般地说,只要通风条件好,是不易造成事故的。此外,若将含有H2S的地热(温泉)尾水排入水体也将影响鱼类和藻类的生存。河北省河间县曾有一个地热(温泉)点用地热(温泉)水养鱼。初期,鱼池上加盖塑料棚,棚内H2S气体浓度过高,活鱼大量死亡,就是明显一例。
高温地热(温泉)田地的地热(温泉)蒸气中,H2S含量比较高。例如著名的美国盖赛斯地热(温泉)田,1975年统计,每天从地热(温泉)电站排出的H2S就有28~50t,而墨西哥塞罗普里托地热(温泉)田,每天从地热(温泉)电站排出的H2S则高达55t。将这样大量的H2S排入空气之中是决不允许的,必须采取脱硫措施加以控制或收集转化后再利用。表中所列为空气中H2S沈度和它对人体的生理反应。