环科概论.docx

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环科概论

环境科学是协调人类社会与环境关系的科学

2、环境科学的任务

●探索全球演化的规律及其对人类生存的影响

●探索人类活动对自然环境的影响

●研究和探讨防治环境恶化的管理手段

4、环境保护机构

1我国环境综合管理机构:

中华人民共和国环境保护部

2联合国负责全世界环保工作的组织:

联合国环境规划署

1973年正式成立,位于肯尼亚首都内罗毕

、环境的概念

●一般环境的概念

●生态学中的环境

●人类环境

●我国《环境保护法》中环境的定义

2、环境要素及其属性

3.环境的类型

1）一般环境的概念

•是围绕某一中心事物的外部条件的总和。

环境是一个相对概念，因中心事物不同而不同，因中心事物变化而变化。

2）生态学中的环境

•指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。

3）人类环境（环境科学中所研究的环境）

•以人类为主体的外部世界。

即人类赖以生存和发展的物质条件的综合体，包括自然环境和人工环境。

•首次将生物及其生存环境之间的关系作为研究对象

•1866年，海克尔（E.Haeckel）在《普通生物形态学》中首先使用了“环境”一词。

◆1972年人类在瑞典首都召开了首次人类环境会议，会议中首次提出了“人类环境”的概念。

◆人类环境包括两个方面，即天然和人为的两个方面，对于人类的幸福和对于享受基本人权，甚至生存权利本身，都是必不可少的。

4）我国《环境保护法》中环境的定义

•第2条：

本法所称环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的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、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。

环境要素的概念

●也称环境基质，是构成人类环境整体的各个独立的、性质不同而又服从整体演化规律的基本物质组分。

包括阳光、大气、岩石、水、土壤、生物

环境要素具有一些非常重要的属性，这些属性决定了各个环境要素间的联系和作用的性质，是人们认识环境、改造环境的基本依据。

●①最差限制律

●②等值性

●③环境整体大于诸要素之和

●④环境要素间的相互依赖性

●含义整个环境的质量，不是由环境诸要素的平均状况决定的，而是由环境要素中处于最差状态的那个要素决定的。

启示：

●我们判断环境质量的好坏不能依据环境要素的平均状态

●我们改造环境要素时应对环境要素的状态进行排序，先改造状态最差的要素，环境质量会得到显著提高

案例浙江环境质量判断

浙江环境"体检报告"出炉：

生态质量保持全国前列

浙江在线杭州6月4日讯

浙江省环保厅近日发布《2009年浙江省环境状况公报》。

公报显示：

2009年浙江省环境质量基本保持稳定，局部地区有所好转。

据中国环境监测总站发布的《2009年全国环境质量状况》，我省生态质量总体评价为优，继续保持全国前列。

*全省江河水质基本良好

对八大水系、运河和湖库的171个省控断面水质监测结果统计，74.9%的监测断面水质达到或优于地表水环境质量Ⅲ类标准。

*96.9%省控城市空气质量达国家二级

*全省平均酸雨率为87.9%

*最低值出现在瑞安，为3.07。

这个数值接近于食醋的2.9

，相当于“下了一场醋雨”。

*近岸海域水质中度富营养化

*对近岸海域贝类生物，进行了污染物残留量监测，结果表明：

贝类生存环境质量欠佳。

主要超标因子为铜、石油烃、锌，大部分出现在牡蛎生物体。

②等值性

●含义各个环境要素无论在规模上或数量上存在什么差异，只要它们是处于最劣状态，那么对于环境质量的限制作用没有本质的区别，就具有等值性。

●启示，环境要素对环境质量的限制没有差别，每种要素都得到适当的保护

③环境整体大于诸要素之和

●含义一个环境的性质不等于组成这个环境的各个要素性质的叠加之和，而是比这种“和”丰富得多，复杂得。

●环境效应：

指环境诸要素组成环境时，通过相互作用（物理、化学、生物），导致环境质的变化（可能是正面的，也可能是负面的）。

•启示求我们的改造自然的行为，必须考虑行为会产生怎样的环境效应

案例环境物理效应温室效应

*由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。

*大气中的温室气体通过对长波辐射的吸收而阻止地表热能耗散，从而导致地表温度增高的现象。

*政府间气候变化专门委员会（IPCC）估计全球的地面平均气温会在2100年上升1.4至5.8℃。

④环境要素间的相互依赖性

●环境诸要素的相互作用和制约关系，是通过能量、物质在各要素之间的传递或转化实现的。

1）按成因分为：

自然环境和人工环境

2）按功能分为：

●生活环境指与人类生活密切相关的各种天然的和经过人工改造过的自然因素。

●生态环境指由生物群落及非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的整体。

间接地、潜在地、长远地对人类的生存和发展产生影响。

●《宪法》第26条第1款规定：

“国家保护和改善生活环境和生态环境，防治污染和其他公害

历史上几次大规模破坏活动：

●第一次秦汉时期“屯垦”（边防军有组织大垦荒）和“移民实边开垦”。

使晋北陕北的森林遭到大规模破坏。

●第二次明王朝大规模“屯垦”，每位边防战士都有毁林开荒任务。

使黄土高原北部的生态环境遭到破坏

●第三次清代推行奖励垦荒制度，黄土高原北部的草原被开垦为农田，使大面积的土地沙化，水土流失加剧。

造成的生态损害包括：

*地表植破坏殆尽，高原寸草不生

*储水能力下降，干旱、水土流失、沙尘暴

*土壤条件遭到破坏，生物再生能力极其低下

对高原地区居民的影响：

●贫困—农业产量及其底下（生物资源丧失土壤条件贫瘠）

●生活环境恶劣—严重缺水、干旱、沙尘暴

2009年最大的一次沙尘暴目前已席卷我国北方８省、自治区、直辖市，影响人口达1.3亿人。

3）根据环境要素来分

●大气环境

●水环境

●地质环境

●土壤环境

●生物环境

4）按照环境空间分

●星际环境大气层外的环境

●全球环境把整个地球最为一个大环境

●区域环境指一定地域范围内的环境

●聚落环境落指人类聚居场所的环境。

它是与人类的工作和生活关系最密切、最直接的环境。

●特定空间环境

1、人类发展不同时期与环境的关系

Ø采猎文明

Ø农业文明

Ø工业文明

Ø后工业文明

Ø人类改造自然的能力：

掌握火的使用、简单的木、石制工具

Ø人的需求—生存的需求

Ø对自然的需求-完全依赖自然赐予食物

Ø自然对人的限制：

●气候条件

●植被、动物种群

Ø人对待自然的态度——敬畏

Ø人与自然的关系---不协调（自然的桎梏）

2）农业文明时期

Ø人类改造自然的能力—农业、养殖业、定居

Ø人类的需求——生存和发展

Ø对自然的需求——土地资源（森林、草原）

Ø对人类的限制：

气候

改造后的环境对人类发展的限制

Ø人与自然的关系：

整体矛盾缓和，局部关系激化

3）工业文明时期

Ø人类改造自然的能力-空前提高

Ø人类的需求-发展（更多的物质享受）

Ø对自然的需求-更多资源

Ø环境对人类的限制-

●资源枯竭

●改造后的环境质量危害人体健康、甚至威胁整个人类的生存和发展

Ø人与自然的矛盾-激化

绿色卡片

*环境容量（environmentcapacity）是在人类生存和自然生态系统不致受害的前提下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。

2、人类发展与环境的关系

对立统一

◆对立：

人类的主观需求和有目的活动，同环境的客观属性与发展规律之间，存在着矛盾。

◆统一：

人类是环境的产物，人类的活动统一在环境规律的约束下。

推论：

人类的发展应尊重环境的发展规律

、人类活动与环境问题产生

1）人类活动的目的

利用并改造自然资源与环境，为满足生活、生产需要

2）人类利用自然的方式

向自然界索取资源，向环境排放废弃物

3）直接后果：

干扰原生环境，形成环境负荷

4）过程积累：

人口剧增，活动加剧，资源使用量和废弃物量逐年急增，环境负荷增大

5）最终后果：

当环境负荷超过自然界自净和调节的阈值时，自然系统的基本完整性和稳定性破坏，影响人类的生存和发展

环境问题的概念

是指由于自然力或人类活动所导致的全球环境或区

域环境中出现的不利于人类生存和社会发展的各种

现象

◆原生环境问题

◆次生环境问题

3、八大公害事件

事件名称

主要污染物

时间、地点

中毒情况

形成原因

马斯河谷烟雾事件

烟尘及SO2

比利时，30年12月

几千人发病，约60人死亡

工厂集中、排尘大；天气反常，出现逆温、大雾

多诺拉烟雾事件

烟尘及SO2

美国多诺拉镇48年10月

4天内43%（约6000人）发病，17人死亡

伦敦烟雾事件

烟尘及SO2

英国伦敦，52年12月

5天内4000人死亡

洛杉矶光化学烟雾事件

光化学烟雾

40年代美国洛杉矶，每年5-11月

75%的市民红眼病

汽车尾气

水俣事件

（水俣病）

甲基汞

日本熊本县水俣镇，53年发现

有人身亡；72年180人患病，50人死亡

含汞催化剂用后的焊工废水入海，鱼类贝类污染

富山事件

（骨痛病）

镉

日本富山县神通川流域

31年发现

31年到72年间患者超过280人，死亡34人

炼锌厂含镉废水污染饮水和农田

四日市事件

（哮喘病）

SO2,重金属粉尘

四日市

70年

（哮喘等）500人患病，10人死亡

工厂排放大量的SO2、含重金属的粉尘

米糠油事件

多氯联苯

日本九州爱知县,68年

5000多患者,16人死亡,1万人受害

多氯联苯混入米糠油中

环境污染的含义

●人类活动使得有害物质或因子进入环境

●通过扩散、迁移和转化过程,使环境系统的结构和功能发生变化

●出现不利于人类和其他生物生存和发展的现象

环境本底值

●在未受人类活动干扰的情况下，各环境要素的物质组成或能量分布的正常值。

不同的地区有不同的背景值

用途：

开展区域环境质量评价

大气污染

含义

*大气中某些物质的含量超出了生态系统的承受能力，出现了不利于人类和其他生物生存和发展的现象。

常见大气污染物

-颗粒物：

指大气中液体、固体状物质，又称尘。

-硫氧化物：

是硫的氧化物的总称，包括二氧化硫，三氧化硫，三氧化二硫，一氧化硫等。

-碳的氧化物：

一氧化碳、二氧化碳

-氮氧化物

-碳氢化合物：

是以碳元素和氢元素形成的化合物，如甲烷、乙烷等烃类气体。

-其它有害物质：

如重金属类，含氟气体，含氯气体等等

总悬浮颗粒物（TSP）

指悬浮在空气中粒径≤100μm的颗粒物。

是大气质

量评价中的一个通用的重要染指标。

可吸入颗粒物（粒径小于10μm）：

*PM10粒径小于10μm（上呼吸道）

*PM5粒径小于5μm（可深入呼吸系统深部）

*PM2.5粒径小于2.5μm（可深入细支气管和肺泡）

二氧化硫（我国总控指标

二氧化硫是一种无色、有刺激性臭味的酸性化学物质，易被

氧化为三氧化硫，遇水即可变成硫酸。

来源：

主要来源于化石燃料的燃烧

危害：

•是酸雨形成的重要原因

•易溶于人体的体液和其他黏液中，二氧化硫与烟尘有协同作用，引发多种呼吸系统疾病

氮氧化物（我国总控指标）

*俗称硝烟，是氮和氧化合物的总称。

主要为一氧化氮和二氧化氮，并以二氧化氮为主。

具有不同程度的毒性。

来源：

大部分来自化石燃料的燃烧过程

危害:

●形成酸雨的重要原因

●健康损害,少量吸入一般刺激性反映（胸闷、咳嗽），较大量吸入，以呼吸系统损伤为主的急性中毒性疾病

水污染

定义：

排入水体的污染物超过水体的环境容量，导致水体物理、化学和生物特征发生不良变化，破坏水中固有生态系统和水体的功能.。

包括：

●地表水污染

●地下水污染

●海洋污染

按污染物性质可分分为：

Ø物理污染主要是影响水体的颜色、浊度、温度、悬浮物含量和放射性水平等的污染物

Ø化学污染包括有无机无毒物质（酸、碱、无机盐类等）、无机有毒物质（重金属、氰化物、氟化物等）、耗氧有机物及有机有毒物质（酚类化合物、有机农药、多环芳烃、多氯联苯等）

Ø生物污染细菌、病毒、原生动物及藻类大量繁殖等

Ø上世纪六十年代主要是微生物

Ø上世纪七十年代，重金属污染是影响饮水安全的首要问题

Ø现在水污染却是以有机污染为主

Ø有些机物可能与消毒用的氯发生反应，生成一系列消毒副产品，其中有些已被证明是致突变性物质。

（三卤甲烷、卤乙酸）

Ø化学性污染2500多种

有机污染物

我国水体有污染严重，种类200-300种

●特点：

通过微生物的生化作用分解和氧化，大量消耗水中的氧气，使水质变黑发臭，影响水生生物。

●化学需氧量COD（我国总控指标）

●氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量。

以mg/L为单位，其值越高，表示水污染越严重。

氨氮（我国总控指标）

指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4）形式存在的氮。

危害是水体中的营养素，导致水富营化，使藻类大量繁殖；

对鱼类及某些水生生物有毒害；在氧气充足的情况下可形成亚硝

胺，具有致癌和致畸作用。

主要来源于

●工业（冶金、石油化工、油漆颜料、煤气、炼焦、鞣革等）

●人和动物的排泄物

●农用化肥

3）水污染的原因

Ø地表水污染的原因：

人类向地表水体大量排放各种未经无害化处理的液体和固体废物

Ø造成地下水污染的原因：

●地下水严重超采，水位降低，沿海地区海水倒灌

●地表污水排放，渗入地下

●施用化肥、农药和污水污灌渗入地下

●工程建设，地面破坏，污水存积渗漏

Ø海洋污染：

人类把物质或能量引入海洋环境

《生活饮用水卫生标准》

*老标准检测指标只有35项目

*新标准2012年执行增至106中

土壤污染

1）定义：

人类活动所产生的物质（污染物），通过多种途径

进入土壤，其数量和速度超过了土壤容纳的能力和土壤净化速

度，从而引起土地正常功能遭到破坏或土壤肥力降低，并对土

壤、生物造成损害的现象。

污染途径：

大气沉降、废水进入土壤（污水灌溉）

土壤污染的主要危害

●妨碍土壤正常功能，降低作物产量和质量

●土壤具有污染物富集作用，食用作物影响人体健康

3）主要土壤污染物

无机污染物污染

●重金属镉、铅、砷、汞等

●放射元素：

铯、锶

●其他：

酸、碱

有机污染物污染

●农药

●氰化物

●酚

●有害微生物

●3,4-苯并芘

●石油

●有机洗涤剂

●我国土壤污染以重金属污染为主

●1/5土地受到污染

●1/10土地受重金属污染

●每年有1200万吨粮食遭到重金属污染这些粮食足以每年多养活4000多万人

●原因重金属的开采、冶炼、加工增多，造成重金属如砷、铅、汞、镉等进入大气、水、土壤，引起严重的环境污染

砷As

*它是一种以有毒著名的类金属，存在于砷物中。

旧时在砒霜中含有砒霜：

三氧化二砷

*危害：

*人体中毒

1）自然资源分类

*恒定性资源:

如太阳能、风能等

*有限性资源：

*可更新资源：

如土地、森林

*不可更新资源：

如矿产资源

资源短缺含义

●由于人类不合理的开发和利用自然资源，使得人类向环境索取自然资源的速度远远超过了资源本身的再生速度。

●对于不可更新资源，人类不当使用最终可能导致耗竭

●对于恒定资源，局限与对其利用的技术

●我国用9%的土地养活占世界20%的人

●2030年粮食缺口将高达1亿吨，为目前世界粮食出口量的二倍

●耕地红线18亿亩

水资源

●中国人口占世界总人口的20%，水供应占全球总量的7%

●全国年缺水近400亿m3

●每年有1亿至3亿亩农田受旱

●669座城市中有400余座供水不足

●在32个百万人口以上的特大城市中，有30个长期受缺水困扰

●2030年，全世界近半数人将生活在水资源急缺的地区。

●到2030年我国人均水资源将降至1760m3

能源（石油）资源短缺

《2004BP世界能源统计年鉴》

●以目前的开采速度计算,全球石油储量可供生产41年

●中国石油消费总量中有50.6%依靠进口

●可再生能源和新型环保燃料要到2140年在全世界广泛应用

试论资源短缺与环境问题的关系

Ø水的开采

Ø矿场资源的开发

Ø森林砍伐

Ø土地资源的扩张

结论：

资源的消费不但受到资源量的限制，还受到自然生态规律的限制

*生态破坏：

人类活动直接作用于自然生态系统，造成生态系统的生产能力显著下降和结构显著改变，从而引起的环境问题

生态平衡:

生态系统与其外部环境之间进行适当的物

质、能量、信息交流，使生态系统保持特定的结构

和功能

生态失衡：

当外界干扰超过生态系统自身的调节能

力时，出现生态系统结构的破坏、功能紊乱等现象

Ø破坏行为：

●大规模改自然为人工生态系统，如农田开发

●大量取用资源，例如森林砍伐

●大量向环境输入废弃物，严重污染生物圈

Ø环境问题

●土壤荒漠化

●生多样性锐减

●水土流失

1.环境污染对人体健康的危害

2.全球环境变化可能引起的对人类健康不利的影响（了解）

3.居住环境与人体健康

环境污染对人体健康的危害

途径：

环境中毒物通过消化道、呼吸道或皮肤等进入人体

表现：

●特异性损害（中毒、致畸、致突变、治癌等）

●非特异性损害（多发病的发病率增高、人体抵抗力和劳

动能力下降）

1温室效应增强热浪有关的疾病增多，自然灾害（龙卷风、洪水、大火等）突发事件的可能性增多

2臭氧层枯竭地表紫外线辐射增加，晒伤、免疫系统受损、皮肤癌、视力下降等

3酸雾酸雨影响呼吸系统

4耕地退化粮食的质量（产量）下降

5生物多样性丧失可食物种减少、药用物资丧失

不同地理环境，元素分布不同

●地方性甲状腺肿-缺碘、水中含钙、氟镁、碘过多

●克山病（地方性心脏病）-低硒

●地方性氟中毒-氟斑牙症和氟骨症

Ø污染源

●空气污染

●建筑装修材料

●生活用品的化学污染

●家用电器的放射性污染和噪声污染

●生活垃圾污染

Ø主要室内污染物质

*甲醛

*TVOC

*苯系物

*辐射污染

*性质无色刺激性气体

*来源粘胶剂人造板材、组合家具、塑料、壁纸、地毯

*危害致癌促癌及白血病

*标准 ≤0.10mg/m³

TVOC

●概念空气中总挥发性有机物的总称

●性质具有毒性、刺激性、特殊气味性

●主要成份烃类、卤代烃、氧烃和氮烃

●来源炉灶燃烧产物、建筑和装饰材料，家具，家用电器，清洁剂，装饰过程中主要来自油漆，涂料和胶粘剂

●危害具致癌性、

●标准≤0.60mg/m³

苯系物

●性质室内挥发性有机物，无色有特殊芳香气味

●来源合成纤维、油漆及各种油漆涂料的添加剂和稀释剂、各种溶剂型塑胶剂、防水材料。

●危害致癌物（白血病）

辐射污染

Ø电磁辐射（电器产生）主要危害有：

●白血病

●癌细胞增殖

Ø氡辐射（墙体及地面的天然石材-水泥、砖沙、大理石、瓷砖）

氡是自然界唯一的天然放射性惰性气体

●损害造血器官、神经系统、生殖系统和消化系统

●致癌物

全球变暖

提出

*美国詹姆斯·汉森在上世纪80年代早期首次提出气候变暖的危险性。

*1988年，汉森在美国国会听证会上向议员们警示燃烧化石燃料等人类活动可能导致的全球变暖风险。

Ø自然环境支持的事实

Ø仪器记录

●1979年，人类开始利用卫星温度测量来量度对流层的温度

●从20世纪90年代以来，每十年气温相比较前十年而言都有所上升

●近50年来全球升温0.56摄氏度

Ø《联合国气候变化框架公约》联合国大会于1992年通过是世界上第一个为全面控制二氧化碳等温室气体排放的国际公约，国际合作的一个基本框架。

（2050升温控制在2度）

●缔约方每年都召开会议

Ø《京都议定书》1997年第3次缔约方大会在日本京都召开。

它规定从2008到2012年期间，主要工业发达国家的温室气体排放量要在1990年的基础上平均减少5.2%

●2005年《京都议定书》正式生效。

2009年《哥本哈根协议》（丹麦首都）

*商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，发展中国家将承担减排责任

*没有通过有约束力的方案和协定

2010坎昆气候大会（墨西哥）

*挽救了联合国气候谈判大会

全球变暖的争议

太阳黑子活动全球变暖的主要原因是太阳黑子进入为期约50年的活动频繁时期。

自然规律地球存在一个有规律的冰川期循环模式，即每个冰川期大约持续10万年，两个冰川期中间由大约持续1.2万年的间冰期隔开。

全球气候将会在未来数年呈现出逐步降温的趋势，其最终的发展结果很可能是新一轮冰川期的到来。

大气污染

全球变暖待解决的问题

Ø气候变暖是否在发生？

Ø气候变暖的主要驱动因素是什么？

人类活动和自然过程对气候变暖的影响究竟有多大？

Ø基于现有气候模式预测未来气候变化趋势的准确性如何？

Ø气候变坏的影响到底有多严重？

、全球生态系统退化（了解）

1）森林、草原与湿地萎缩

●大约1/4的地球陆地表层已经转变为垦殖系统

●在24个不同的地球生态系统中，有15个生态系统正在持续退化。

●全世界森林平均每年净减少9.4×104km2。

●世界湿地约比20世纪初减少一半，丧失最主要原因是农业开发和城市化。

●世界各地草原大多都有不同程度退

2）生物多样性减少

*进入第六次物种灭绝时代

*人类干扰下灭绝速度加快1000倍

*每年有10-100个物种灭绝，

*原因森林、湿地面积锐减和草原退化、环境污染等使生物栖息地改变或丧失，导致生物多样性减少。

什么是环境伦理

环境伦理学形成于20世纪70年代

目标：

促进人与自然的协同发展

任务：

确立人与自然关系的道德规范，并通过其约束我们的思维方式和行为方式，构筑和谐的人与环境关系

三、环境伦理的主要流派

1、人类中心主义（古代、近代、现代）

2、动物解放论

3、生物中心论

4、生态中心主义

5、生态伦理观在中国的实践

什么是人类中心主义？

一切对环境的责任和道德关怀都出于自人类利益

●人类是最重要的生物，既然环境对人类生存和福利至关重要，我们就对环境负有责任。

●环境的目的只有一个---人类利益

古代人类中心主义的萌芽

*普罗泰戈拉古希腊哲学家

*亚里士多德古希腊哲学家

*神学（公元1世纪）

普罗泰戈拉古希腊哲学家

●人是万物的尺度

●是存在的事物存在的尺度

●也是不存在的事物不存在的尺度

亚里士多德古希腊哲学家

●大自然不可能毫无目的毫无用处的创造任何事物，

●因此，所有的动物肯定都是大自然为了人类而创造的

培根英国哲学家

*提出“知识就是力量”的口号，鼓励人们用科学知识改造自然，为人类的利益服务。

*人类中心主义由理论形态推向了实践

笛卡尔法国哲学家

●认为世界有由精神和物质两部分构成

●所有物质的东西，都是为同一机械规律