化石燃料燃烧时能生成二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物等污染空气的物质。
人们在发现化石燃料时需要开采并进行加工才能使之被人们利用，而开采过程对环境的影响最典型的是煤炭开采，包括开采对土地的损害、对村庄的损害和对水资源的影响。据不完全统计，迄今为止平均每开采万吨煤炭塌陷农田0.2公顷，平均每年塌陷2万公顷。而且在开采的同时还会对地下水造成污染，在山东、河北、河南、安徽和江苏五省平原地区，压煤村庄1100个，居住村民百万以上。开采造成水资源的污染对生态环境的影响也量大面广，平均每开采1吨原煤需排放2吨污水更严 重的是，在有些地区，由于水源和江河湖海的严重污染，造成居民用水短缺。开采时所释放出的甲烷等气体还有粉尘一定程度上造成周围空气环境的一定破坏。
在利用过程中，在燃烧中化石燃料中的碳转变为二氧化碳进入大气，使大气中二氧化碳浓度增大。而二氧化碳作为一种温室气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来，加重了温室效应。温室效应作为当代环境的大问题，是化石燃料过度使用的结果，随之而来的是全球气候变暖、冰川融化、海平面升高、一些生物种类的灭亡、生物链的破坏等一些类问题，改变了全球的气候，危害生态平衡，生态系统的破坏，人类的生活将面临严峻的挑战。海水变暖膨胀，海平面上升0.2—0.4米，再加上冰川融化，导致了—些岛国被淹，就拿南极洲来说，它上面有—个巨大的水盖，厚度达到2000多米，全球90%的冰雪都集中在那儿。现在天气变暖，南极洲冰川加速融化，海平面便自然不断上升。现在已有不少平原、三角洲、沿海低地成为了—片汪洋泽国。有不少专家指出，著名的“厄尔尼诺”现象就是由于全球变暖造成的。全球海平面的上升将直接淹没人口密集、工农业发达的大陆沿海低地地区，因此后果十分严重。1995年11月在柏林召开的联合国《气候变化框架公约》缔约方第二次会议上，44个小岛国组成了小岛国联盟，为他们的生存权而呼吁。
CO2增加不仅使全球变暖，还将造成全球大气环流调整和气候带向极地扩展。包括我国北方在内的中纬度地区降水将减少，加上升温使蒸发加大，因此气候将趋干旱化。大气环流的调整，除了中纬度干旱化之外，还可能造成世界其他地区气候异常和灾害。例如，低纬度台风强度将增强，台风源地将向北扩展等。气温升高还会引起和加剧传染病流行等。以疟疾为例，过去5年中世界疟疾发病率已翻了两番，现在全世界每年约有5亿人得疟疾，其中200多万人死亡 。
由于人类大量使用化石燃料，燃烧后产生的硫氧化物或氮氧化物，在大气中经过复杂的化学反应，形成硫酸或硝酸气溶胶，或为云、雨、雪、雾捕捉吸收，降到地面成为酸雨。酸雨可导致土壤酸化。我国南方土壤本来多呈酸性，再经酸雨冲刷，加速了酸化过程；我国北方土壤呈碱性，对酸雨有较强缓冲能力，一时半时酸化不了。土壤中含有大量铝的氢氧化物，土壤酸化后，可加速土壤中含铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子，形成植物可吸收的形态铝化合物。植物长
期和过量的吸收铝，会中毒，甚至死亡。酸雨尚能加速土壤矿物质营养元素的流失；改变土壤结构，导致土壤贫瘠化，影响植物正常发育；酸雨还能诱发植物病虫害，使农作物大幅度减产，特别是小麦，在酸雨影响下，可减产 13% 至 34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害，导致蛋白质含量和产量下降。酸雨对森林的影响在很大程度上是通过对土壤的物理化学性质的恶化作用造成的。在酸雨的作用下，土壤中的营养元素钾、钠、钙、镁会释放出来，并随着雨水被淋溶掉。所以长期的酸雨会使土壤中大量的营养元素被淋失，造成土壤中营养元素的严重不足，从而使土壤变得贫瘠。此外，酸雨能使土壤中的铝从稳定态中释放出来，使活性铝的增加而有机络合态铝减少。土壤中活性铝的增加能严重地抑制林木的生长。 酸雨可抑制某些土壤微生物的繁殖，降低酶活性，土壤中的固氮菌、细菌和放线菌均会明显受到酸雨的抑制。 酸雨可对森林植物产生很大危害；酸雨能使非金属建筑材料（混凝土、砂浆和灰砂砖）表面硬化水泥溶解，出现空洞和裂缝，导致强度降低，从而建筑物损坏。建筑材料变脏， 变黑, 影响城市市容质量和城市景观 被人们称之为 “黑壳”效应。
化石燃料的利用，在很大程度上推动了人类进步，然而地球是我们赖以生存的家，环境保护势在必行，人们应该学会节约能源，太阳能、电能、潮汐能、风能等环保能源的利用，在一定程度上缓解能源危机，减少化石燃料的利用，使环境得到一定的保护。化石燃料的利用，带来利益的同时，还要注意其危害，这是绝不容忽视的。
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