地热资源开发利用中的主要环境问题分析

　　地热资源开发利用中的主要环境问题分析

　　 作为一种环境友好、低碳节能、运用广泛的新型可再生能源，地热资源可应用在多个领域，如养殖、医疗、洗浴、发电、供暖等。地热资源可以代替不可再生能源，缓解当今社会能源的紧张情况，促进我国经济的可持续发展。但是，地热资源的开发也有一些负面影响，如热污染、地面沉降、地温变化等，它们都直接影响地热产业的进一步发展。因此，人们应可持续地开发地热资源，将其与其他矿产资源一样进行保护，同时采取有效措施解决存在的问题，促进地热资源开发的长远发展。

　　1 地热资源的开发利用过程

　　1.1浅层地温能的开发利用

　　土壤源热泵与地下水源热泵是浅层地温能开发利用的两种方式。热泵机组是一种高位能的节能装置，可使热量从低位流向高位。地下热水是地下水源热泵系统的主体，热泵组在冬季对建筑进行供暖，主要从地下热水中吸收热量；在夏季为了达到降温的目的，利用生产井与回灌井之间的交换，将室内热量转移到低位热源。土壤源热泵系统是地表下200 m深度范围内的岩土体热能，是太阳辐射和地球内部能量传导共同作用的结果，温度多年几乎无变化，随季节变化很小，一般低于25℃。

　　1.2深层地热能的开发利用

　　间接利用与直接利用是深层地热能开发利用的两种方式。一般而言，间接利用是指通过发电的形式利用地热能，通常用于发电的地热流体温度应高于180℃；直接利用就是将地热能直接用于养殖、洗浴、供暖等，要求较低。

　　2地热资源开发和利用过程中产生的环境问题

　　当前，任何一种能源的开发和利用都会影响自然环境。地热资源是一种污染较低的新型能源，若过度开采，也会破坏地质。地热资源开发成本较低，过度开发地热资源会破坏地质环境。

　　2.1水环境污染

　　地热水含有大量的氯化物和硫化物等物质，温度较高。若没有做好地热水处理，抽出的地热水可能流入普通地下水、河流以及农田中，就会对水环境造成严重的污染。我国南北方水环境污染存在一定差异。南方降雨量较大，空气湿润，河流较多，若没有处理的地热水外排量不大，就不会对水环境造成太大破坏，会很快被稀释。但是，我国北方降雨量较少，空气干燥，若未经处理的地热水直接排入地下水、农田以及河流中，就会造成严重的危害。另外，过度开采地下水，特别是沿海地区，由于水位大幅度下降，可能会导致海水倒灌。

　　2.2热污染

　　 现阶段，我国地热资源利用程度较低，会造成资源浪费，无法有效解决环境污染问题。地热资源利用形式单一，并没有形成阶梯式利用模式和循环利用模式，所以，导致地热资源利用率较低，同时造成热污染问题。如果供暖运用地热资源，外排尾水温度可达40℃。如果尾水直接排放，就会大幅度提高周围气温与水温，破坏水环境，威胁动植物的生存。

　　 过度开发地热资源会造成热污染，而热污染对环境的危害较大。一是未完全利用的地热水直接排放，会导致地下水和地表水的氧气含量降低，水体出现富营养化，水生植物大量繁殖，严重破坏水生态系统平衡；二是地热水具有较高的温度，如果直接排放，会导致自然水体温度上升，严重影响鱼类等动物生存；三是水系统的水分子在水温升高的情况下会剧烈运动，直接影响水系统上部的大气环境，导致水分蒸发加快，加快地表失水速度。

　　2.3地面沉降

　　 长时间大量抽取地热水，而无回灌，就会减小 孔隙的水压力，导致地下水位持续下降，引起地面沉降，造成盖层破裂或土层压密。地热资源通常分布于近代地壳构造运动活跃的地区，如火山带、地震带，但是大量开采地热资源容易诱发地震，改变地下应力场。目前，许多地热田附近已经出现低于里氏4级的轻微地震，地热资源开采短期内不会诱发强烈地震，但尚不确定长期开采能否引发较大地震。在对浅层地热能进行开发时，在高温水热区，压力突降会诱发水热爆炸。

　　2.4大气污染

　　作为一种污染较低的新型资源，地热资源开发期间会排出有毒气体，如硫化氢。如果没有及时处理有毒物体，就会严重危害人们的生命安全，破坏大气环境。

　　2.5土壤污染

　　地热水具有较强的矿化度，一旦渗入土壤，就会导致土壤中的盐类物质增加，改变土壤的酸碱性。土壤的酸碱性直接影响农作物生长，土壤盐碱化会造成农作物产量大幅度降低，甚至会导致农田无法种植农作物。除了盐类物质，地热水还含有大量的氟元素。氟元素严重威胁农作物的生长，若不及时处理，会导致农作物枯死，使得土壤肥力下降。

　　3防治措施

　　 国家要制定和完善地热工程审批制度，加强管理与监控。具体来说，要加强地热资源开发过程中的综合利用，深入推进回灌系统建设，不断完善监测网络，合理有序地开发和利用地热资源，以免过量开采而导致地质灾害和地热资源浪费。

　　 当前，人们要加大地热资源勘探和开发技术的研发力度，加强地热尾水处理和回灌技术的研究：要有效降低地热消耗和尾水温度，做好传热管道保温，提高热能利用效率；要不断改进地热防腐、综合开发利用和地热钻井等技术，以提升经济效益和环境效益，提升地热资源的综合利用效率。

　　人们要坚持“预防为主，防治结合”的原则，将环境问题最小化，逐个击破。首先，钻井完成后要及时恢复植被，做好地热尾水处理，处理达标的尾水可用于灌溉农田。其次，要做好地热资源的梯次利用，如温室种植、洗浴、养殖等。最后，可采用燃烧法、蒸汽转化法等去除对环境影响较大的H2S气体。

　　4结语

　　 近年来，我国社会经济快速发展，地热资源已经广泛应用于人们的生活与生产中。与传统的化石能源相比，地热资源污染较低，可以再生。但是，过度开发地热资源依然会导致部分环境问题，如水环境污染、热污染、地面沉降、大气污染、土壤污染等。因此，人们必须对这些问题进行深入分析，然后采取科学合理的措施，加大对地热资源开发的监管力度，为我国经济的可持续发展贡献力量。

　　摘自：《中国资源综合利用》2020年第4期