环境科学概论1环境问题与大气污染Word文档下载推荐.docx

环境科学概论1环境问题与大气污染Word文档下载推荐.docx

《环境科学概论1环境问题与大气污染Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境科学概论1环境问题与大气污染Word文档下载推荐.docx（42页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

绪论、全球变化，可持续发展等。

二、主要环境要素、固体废弃物及噪声等污染及防治措施。

（2-6章）重点，28学时包括;

大气环境，水环境土壤环境、固体度弃物、声污染及防治等。

课程教材《环境科学概论》，仝川主编，科学出版社。

参考书:

1、《环境保护》（修订版》，林肇信等编，高等教育出版社。

2、《环境学概论》（第二版），刘培桐主编，高等教育出版社。

第一章、环境科学概论

1-1环境概述

一、环境概念

环境指人类赖以生存并以人为中心，围绕着人类周围的空间及其影响人类生产、生活和发展的一切自然因素和社会因素的总和。

二、环境的分类

（一）按照环境的对象划分:

自然环境和社会环境。

1、自然环境

指在客观存在的物质世界中，影响人类生存和发展的各种自然因素

的总和。

包括:

大气环境、水环境、土壤环境、生物环境、地质环境等。

如:

大气、水、土壤、动植物、岩石、太阳辐射等。

2、社会环境

人类社会长期发展中，为提高物质文化生活而创造出来的环境。

人类社会制度、经济状况、职业分工、文化艺术、卫生等上层建筑及生产关系的有机组合。

生活居住区、工业、农业、交通、名胜古迹、风景游览区等。

工程环境包括在社会环境中。

（二）按照环境的范围划分

依据;

人-环境的关系，近→远，小→大。

◆1、聚落环境

人类聚居和生活场所的环境。

按其功能，规模分:

院落环境、村落环境、城市环境

（1）院落环境

由一些功能不同的建筑物和与其联系在一起的场院组成的基本环境单元。

有明显时代特征和地方色彩。

英国庄园、云南傣族竹楼、黄土高原窑洞、爱斯基摩人冰屋

O污染源:

生活污染源

（2）村落环境

农业人口聚居和生活场所的环境。

O影响因素:

自然条件；

民族；

现代化程度等；

农事活动;

1、农业污染源（生产废物、农药化肥、农用薄膜等）2、生活污染源:

（三废）

（3）城市环境

人类利用和改造环境而创造出来的高度人工化的生存环境。

有工业、建筑、交通、运输、通讯、文化娱乐设施和其他服务行业，为居民的物质和文化生活创造了便利、舒适的条件。

O污染源;

工业污染源（工业三废）；

交通污染源（尾气、噪声）；

生活污染源（生活三废）。

城市人口越多，城市规模越大，污染越严重。

0采取的措施:

控制人口密度和城市规模，加强城市规划，治理“四害”（三废和噪声）。

（4）城市化对环境的影响

1、对大气环境的影响

★城市化改变了大气的热状况

城市生产和生活活动，释放出大量的人为热，使城市气温高于郊区，形成“城市热岛效应”。

★城市化改变了下垫面的组成和性质

城市用砖、瓦水泥等代替了土壤草地等自然地面，改变了反射和辐射性质，影响大气物理性质。

★城市化大量排放各种有毒有害气体和颗粒污染物

城市大气质量下降，许多城市发生过污染事件。

（如1952年的伦教烟雾事件;

1943年洛杉肌姻雾事件）。

2、对水环境的影响

影响自然界的水分循环。

如水泥地阻碍地表水的渗透，地下水得不到补充。

★对水量的影响

◎城市化将消耗水量，往往导致水源枯竭，供水紧张。

地下水过度开采，导致地下水位下降。

★对水质的影响

◎工业废水和生活污水排入水体造成水污染，城市垃圾占用耕地，直接或间接污染水体。

3、对生物环境及其它影响

★城市化改变生物环境的组成和结构。

（其他影响）同时产生噪声、微波污染及人口增长带来的不利因素。

交通、住房拥挤等。

◆2、地理环境

地理环境:

由大气、水、土壤和生物等环境因素组成，是具有一定结构和功能的多级自然系统。

作用:

为人类提供大量的生活资料和可再生资源。

（如:

常温、常压的物理条件等，生物资源、水资源等是可再生资源）。

◆3、地质环境

指自地表而下坚硬的地壳层，即岩石圈。

◎地质环境、地理环境、星际环境之间存在着物质和能量的交换。

岩石在太阳辐射的作用下，经过风化过程，使固结在地壳中的物质释放出来，加入到地理境中参与自然界的物质循环。

为人类提供大量的生产资料一难以再生的矿产资源泉。

◆4、星际环境

宇宙空间及各种星体。

1.保护地球:

唯一有生命的星球，可居住区。

2.地球受其他星体的影响:

地球主要能源有太阳辐射，地球潮汐受月球影响，气候也受太阳黑子活动的影响。

3.应充分利用星际环境:

如太阳能发电潮汐能发电等。

4.保护星际环境，减少负面影响（如臭氧层空洞）

三、生态系统

指自然界一定空间的生物与环境之间的相互作用、相互制约，不断演变，达到动态平衡，相对稳定的统一整体，是具有一定结构和功能的单位。

四、生态平衡

生态系统中，能量流与物质流循环在较长时间内保持平衡的状态，生产者、消费者与分解者之间构成的营养结构和食物链也都保持着动态平衡，这种平衡状态就是生态平衡。

20世纪50年代，我国大量捕杀麻雀，结果害虫很多，这就是破坏了生态平衡。

五、环境保护

指采取行政的、法律的、经济的、科技的等多方面措施，合理利用资源，防止环境污染，保持生态平衡，保障人类社会健康地发展，使环境更好地适应人类的劳动和生活以及自然界生物的生存。

1-2环境科学

一、环境科学研究的对象和任务

1、研究对象

★对象:

“人类-环境”系统。

◎对立统一体，以人类为中心的生态系统。

通过生产活动和消费活动表现出来。

2、环境科学概念

研究“人类一环境”系统的发生、发展、调节和控制以及改造和利用的科学。

3、基本任务

（1）研究“人类一环境”之间的关系，掌握它的发展规律。

（2）调节人与环境之间的物质和能量交换过程。

（3）寻求解决这一矛盾的途径和方法。

改善环境，促进人类社会不断向前发展。

二、环境科学的内容和分科

核心:

环境学。

环境科学介于自然科学、社会科学和技术科学之间边缘科学。

综合性很强。

20世纪50-60年代发展起来。

（一）分科及内容

按内容分:

理论环境学、综合环境学、部门环境学。

1、理论环境学

运用现代科学理论，总结和改造环境的正反两方面的经验，继承和发展环

境科学理论，建立与现代科学技术相适应的环境科学基本理论。

◎内容:

1.环境学方法论；

2.环境质量评价的原理方法；

3.合理布局的原理和方法等。

2、综合环境学

把“人类一环境”系统当作一个整体，全面地研究“人类一环境”系统的发展、变化、调节和控制以及改造和利用的科学。

按区域大小分;

（1）全球环境学

研究全球范围内“人类一环境”系统的发展、变化、调节和控制以及改造和利用的科学。

（2）区域环境学

研究某一区域内“人类一环境”系统的发展、变化、调节和控制以及改造和利用的科学。

（3）聚落环境学

对“人类聚居场所的环境”进行研究的科学。

3、部门环境学

以“人类一环境”系统某些环境问题为对象，研究其发展、变化、调节和控制以及改造和利用的科学。

★分科:

（1）自然环境学

按自然环境要素:

大气环境学；

水文环境学；

生物环境学；

土壤环境学；

地质环境学。

按性质分:

物理环境学；

化学环境学；

地学环境学

（2）工程环境学

工业环境学；

农业环境学；

交通环境学；

水利、建筑、旅游、牧业、康乐环境学（游乐场等娱乐场所）等。

（3）社会环境学

经济环境学；

政治环境学；

文化环境学；

美学环境学等。

（二）由相邻学科向环境学过渡的环境科学

1、环境自然科学

由自然科学向环境学过渡的科学。

2、环境工程科学

由技术（工程）科学向环境学过渡的科学。

3、环境社会科学

由社会科学向环境学过渡的科学

1-3环境问题（重点）

一、环境问题（p3）

由于人类活动作用于环境所引起的环境质量变化，以及这种变化又对人类的生产、生活和健康乃至生存产生的影响问题。

按产生的原因分:

自然环境问题和社会环境问题。

1、自然环境问题

指自然环境中，大气圈、水圈、岩石圈和生物圈受到自然破坏影响或人为干预破坏而引起的环境问题。

原因:

（1）自然原因如:

火山爆发、山崩、地震、海啸，台风、水旱灾害等。

（2）人为原因如:

过度的砍伐，过度的放牧引起的水土流失，土壤的沙漠化（盐渍化、沼泽化等）。

乱砍滥伐森林水土流失严重

2、社会环境问题

由于人口增长，城市扩展和经济发展而引起的资源短缺匮乏、三废污染、住房和交通拥挤、噪声和微波污染等一系列问题。

二、环境问题的发展

1、原始捕猎阶段

食物来源:

狩猎和采集。

主要依赖和利用自然环境。

环境问题:

由于人口的增长，过度的采集和狩猎，滥用自然资源所造成的生活资料缺乏，由此而引起的饥荒。

2、农牧业阶段（原始社会~18世纪后半叶）即“第一次浪潮”环境问题

人类为了生存，开始了农业和牧业。

“刀耕火种”是最早的农业技术，为了发展农牧业，人们大量砍伐和焚烧森林，开星土地和草原。

这样反复的“刀耕火种”，把原来肥沃的土地变成了不毛之地，水土流失严重。

环境问题:

大量砍伐森林，过度放牧造成的植被破坏，引起严重的水土流失、水旱灾害加重和土壤的沙漠化、盐溃化、沼泽化等。

古代三大文明地区之一一巴比伦的消失。

我国的黄河流域等。

黄河变迁

史料记载，周代时，黄土高原其森林覆盖率53%，是森林茂盛，水草丰富的森林草原带。

由于长期以来人为地过度垦殖，森林几乎被砍伐殆尽，至今这里是荒山秃岭，茫茫荒原的景象。

造成了严重的水土流失。

大量黄沙倾入黄河中，河床每年淤高10厘米，河道渐渐高出两岸。

这就是今日“悬河”

3、工业革命阶段（18世纪后半叶~20世纪初）

矿业的开发和耗煤量的激增，造成了大气、水、土壤等环境污染，即工业革命带来了工业污染。

4、工业发展阶段（20世纪初~60年代）

特别是第二次世界大战以后，科技、工业、农业、交通得到迅猛发展，人类的生产和生活活动排放到环境中的污染物已超过了环境所能承受的能力，生态平衡遣受到破坏。

这时期一些工业发达国家走了“先污染后治理”的弯路，并为此付出了昂贵的代价，震惊世界的八大公害事件（P4,表1-1）就发生在这一时期。

1952年伦敦烟雾事件、1943年的洛杉矶光化学烟雾、1953年发现日本水俣事件等。

★第3、4阶段为“第二次浪潮”的环境问题。

伦敦烟雾事件（p4）

1952年12月5~9日，素有“雾都”之称的英国伦敦，几乎全部为浓雾覆盖，许多人患起呼吸系统病，在短短的五天时间里，有4000多人相继死亡。

第二周有300多人死亡。

★排放:

二氧化硫和粉尘形成的是硫酸烟雾

洛杉矶光化学烟雾事件

美国洛杉矶市，临海依山，处于50公里长的盆地中，四十年代初，全市250多万辆汽车每天消耗汽油约1600万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物，一氧化碳。

汽车排出的废气在日光作用下，形成以臭氧为主的光化学烟雾。

1943年5~10月，当地大多数居民患病，有400多人死亡。

许多人得了红眼病。

HC、NOx、CO形成:

光化学烟雾

水俣事件

1953年，日本熊本县水俣湾附近发现了一种奇怪的病。

病症最初出现在猫身上，被称为“猫舞蹈症”。

病猫步态不稳，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，被称为“自杀猫”。

不久后，发现患这种病症人。

轻者口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆，手足麻痹视觉丧失，手足变形，重者神经失常，或酣睡，或兴奋，高叫，直至死亡。

当时由于病因不明叫做“水俣病”。

1991年，日本环境厅公布的中毒病人为2248人，其中1004人死亡。

甲基汞中毒。

富山事件（骨痛病事件）

1931~1972年日本富山县神通川流域锌、铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1931年至1972年3月共有患者280人，其中死亡34人。

镉（Cd）中毒

5、现代工业阶段（20世纪60年代以后）即“第三次浪潮”环境问题。

20世纪60年代以后，科学技术，工业的高速发展，电子工程、遗传工程等新兴工业的发展，使社会进入信息社会。

人类大规模改变环境的组成和结构，污染也是（范围和规模）空前宏大。

全世界的三废中，每年排放:

废渣:

20亿吨，废液:

500立方千米，废气:

6亿吨。

人口增加、粮食问题、资源匮乏、生态破坏、环境污染等。

印度博帕尔农药泄漏事故（1984年）

1984年12月3日，位于印度中央邦博帕尔市的美国联合碳化物公司农药厂的储罐爆裂，大量剧毒物甲基异氰酸酯外泄，造成2万多人死亡，二十万人受害的惨剧。

切尔诺贝利核泄漏事故

1986年4月26日，前苏联切尔诺贝利核电站发生了核电发展史上最严重的核泄漏事故。

在核事故的危害下有31人死亡，300多人因受到严重辐射先后被送入医院抢救，有更多的人受到不同程度的辐射污染，13万居民被迫疏散，污染范围波及邻国，核尘埃遍布欧洲。

三、当代全球性环境问题

（一）人口剧增与人体健康恶化问题

列表，世界人口变化情况P187

发展中地区比发达地区人口增长要快。

1996年世界人口增加额为7000万，1998年世界人口增加额为9300万。

照此递增:

到2050年，世界人口将超过100亿。

印度在2030年，将达20亿，这令生物学家非常恐慌。

引起:

★粮食问题:

引起粮食短缺，人均耕地面积减少。

★资源匮乏问题:

人们大量开采资源，引起资源匮乏。

★环境污染加重

人口增加，引起环境污染加重，对人们的健康有很大的影响。

现在由于各种污染患各种疾病的人在增多。

全世界每天有800人因吸收污染的空气而死亡。

（水俣病、骨痛病、光化学烟雾引起的呼吸道疾病）。

（二）资源短缺匮乏问题

主要指的自然资源。

自然资源包括:

能源、矿产、生物、水、气候、土地等资源。

科学地开发和利用自然资源。

矿产资源等不可再生资源，存在资源枯竭问题。

★措施:

节约利用、合理开发资源;

同时不断开发新资源。

如用合成材料代替金属材料。

（三）生态破坏问题

不合理地开发利用自然资源是许多生态问题的根源。

1、森林减少、水土流失严重。

P188

大量盲目砍伐森林、毁草开荒，造成大面积水土流失。

水土流失:

指土壤在水的浸湿和冲击作用下，结构发生破碎和松散，随水流动而散失的现象。

中国是水土流失最严重的国家，全国2000个贯困县，87%是属于水士流失严重地区。

2002年，水流失面积达367万平方公里，

2、土地沙漠化P188

土地沙漠化:

在干旱半干旱地区，由于地面植被破坏，疏松的沙质地表在干旱和多风的气候条件下，出现风沙活动为标志的类似沙漠景观，从而导致生物潜力不断降低，生产力衰退以致丧失的土地退化过程。

★原因:

干旱半干旱地区，土地的不合理耕作及过度的放牧。

（甘肃民勤）

◎全球三分之一的土地面临沙漠化，每年有500-700万公顷的土地变为沙漠，100万公项的土地严重退化。

中国北壤沙渡化面积达国土总面积晓销年的经济损损失达20-30亿美元

3、生物物种多样性锐减

不合理的森林开发

生物多样性锐减;

生态破坏。

工矿企业的发展

水、土、气环境污染

能源的不合理利用

核污染、电磁污染等

引入一个物种要非常谨慎P190。

（四）环境质量不断恶化问题

1）工业生产:

“三废”

2）农业生产;

农药、化肥

3）生活:

4）放射性物质

5）交通噪声

6）微波辐射等引起大气、水土壤等环境污染，使环境质量不断恶化，

（五）局部或广域性问题

1、酸雨问题P189

PH值<

5.6的酸性降水，称酸雨。

★成因

大量燃烧矿物燃料，排放大量的S0x，NOx和COX等污染物，通过氧化，再与大气中水汽结合，生成酸性气溶胶。

以降水出现→酸雨。

以雾出现→酸雾。

★分布

世界三大酸雨区;

欧洲:

以斯堪的纳维亚半岛为中心的

酸雨区。

北美:

美国的东南部地区。

中国:

重庆——贵阳——广西最为重要。

中国四大酸雨区:

西南，华南，华中，华东

★危害:

1）土地酸化，作物产量下降

2）破坏水资源，对水生生物造成危害

3）森林生长缓慢，植物枯萎（如:

阿尔卑斯山脉的森林被酸雨破坏，因为周边的工厂）

4）腐蚀各种物质

5）危害人体健康（如:

患红眼病，呼吸道疾病，皮肤疼痛，甚至使人脱发。

酸化饮用水，危害饮用者，农田的酸化）

1）控制S0x，NOx和COX等污染物的排放。

采用洁净煤、清洁能源、采用清洁燃烧技术。

2）加强国际合作。

2、臭氧层变薄和破坏问题P196

臭氧层:

高空20-30km处，味臭。

吸收紫外线。

★臭氧层破坏的危害

1）对人体健康的影响:

破坏DNA,皮肤癌，白内障等。

1992年，澳大利亚患皮肤病有14万人，居世界之首，是因南极臭氧空洞的

影响。

2）对陆地生物的影响:

产量和质量下降，间接影响。

3）对材料的影响:

加速老化。

4）对水生生态系统的影响:

降低生产力，影响幼体。

★臭氧层破坏原因:

1）NOy氟氯烃化合物CFCS

2）甲基溴（CH,Br）（水果，蔬菜的保鲜剂）;

3）哈龙等（灭火剂）。

破坏臭氧的结构，使之分解。

◎1985年，科学家首次在南极发现臭氧层空洞。

1990年，南极臭氧空洞向北推进480KM

1996年，南极上空臭氧空洞面积达2200平方公里。

北极、青藏高原有臭氧减少的现象发生。

南极臭氧层空洞

臭氧空洞:

臭氧量低于全球臭氧平均值的30％-40％

1987年9月16日，在加拿大的蒙特利尔召开了保护臭氧层的国际大会，通过了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔协议书》，每年的9月16日，为国际保护臭氧层日。

措施:

1.减少并禁止消耗臭氧层物质排放2.加上国际间合作

3、温室效应及全球变暖（P191）

◆温室气体:

CO2、O3、N2O.CH4、CFC5\、C0等。

◆温室气体的特点:

温室气体具有吸收地面长波辐射，同时自己放出长波辐射，对地面有一种保暖作用。

这种作用像温室的玻璃（罩子）一样，使地表面温度不断上升。

因此叫温室效应。

◆温室气体增多的原因:

7）工业生产排放。

8）汽车、飞机、轮船等交通工具尾气的排放。

9）煤炭、石油燃料的燃烧。

10）农药生产。

11）电冰箱、空调等的使用。

◆全球变暖的影响

①冰雪融化、海平面上升——使冰雪融化，海水膨胀，海平面上升，气候异常。

干旱、洪涝、风暴、厄尔尼诺、拉尼娜等现象频繁发生。

到2100年，海平面将上升1米，许多地势低洼的沿海城市如伦敦、纽约等会被淹没。

弥尔代夫共和国由119个小岛组成，大多数海拔仅高出海平面2m,海平面的上升将给全国带来毁灭性的致使的后果。

②气候带北移，引起水资源的重新分配

引起全球性大气运动发生变异，导致全球性的降水区域发生变化。

低纬度地区降水量增加，

中纬度地区降水量减少，

高纬度地区降水量增加。

干旱半干旱地区更加干旱。

对当地农业生产的格局有影响，从而影响当地经济。

③引起生态环境的变化——引起一些动、植物种灭亡。

加拿大气温上升3.4°

C，降水量增加18%，反而会使小麦产量降低25%，荒漠、草原扩大，土地荒漠化和土壤侵蚀加重，森林退缩移向极地。

④对人类健康的影响——高温使死亡率增加;

温度升高有利疾病的传播。

◆措施:

①制定适当的能源发展战略，减少温室气体的排放;

改变能源结构、采用清洁能源、提高能源利用率等。

②植树造林和采用固碳技术;

③加强国际间的合作。

4、生物多样性保护问题（P200）

（1）生物多样性定义:

生物多样性:

地球上所有的生物动物、植物、微生物及其所构成的综合体。

包括;

遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。

（2）损害原因:

由于人口的剧增，资源的不合理开发，环境污染、生态破坏，对生物及其种类产生了极大的冲击。

据估计世界;

每年有6万种物种灭绝，每天有160种灭绝。

我国:

大约200种植物已灭绝，5000种处于濒危状态。

（3）保护措施

◆就地保护——建立自然保护区。

全世界保护区:

面积在1000公顷以上有4500多个，占全球陆地面积的5%~6%。

◆迁地保护

高度威胁的野生动植物种。

①利用动、植物园;

②保护基地及繁育中心。

◆离体保护遗传种质资源收集与保存

国家作物种子库;

25万份;

动物品种;

动物细胞库、精子库、卵子库。

◆减少盲目的引种

5、危险性废物的越境转移问题

危险性废物:

除放射性废物外，具有化学活性或毒性、爆炸性、腐蚀性或其他对动植物和环境有害特性的废物。

医药废物、木材防腐化学品、煤焦油、爆炸废物等。

近年:

发达国家向发展中国家转移事件多，造成严重危害。

美国每年可产生5000-00万吨危险性废物，越境转移的有几百万吨。

西欧各国每年有25万吨废物越境转移。

1988年，挪威有1.5万吨危险性废物转移到几内亚。

发展中国家已意识到其危害，已禁止发达国家向本国转移危险性废物而保护本国环境。

来源:

工业，特别是化工，占工业总废物的10%-20%。

四、当今全球性环境问题的特点

1、全球化2、综合化3、社会化

4、政治化5、高技术化6、累加化

五、解决环境问题的途径P205

——走可持续发展之路，处理和协调好环境与发展问题。

1、定义

可持续发展:

既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。

◆两层意思

①强调人类要发展。

②发展必须协调好人口、社会，经济、资源与环境的关系。

2、内容:

保证——经济可持续

基础——生态可持续

目的——社会可持续

◆强调:

①公平性原则;

②持续性原则;

③共同性原则。

★我国解决环境问题的措施

（1）把环境保护作为一项基本国策。

（2）根据中国国情，走中国可持续发展道路。

◆正确认识环境与发展间的辨证关系。

政治与环境经济与环境人口与环境

科技与环境文化与环境道德与环境

◆具体实施中国可持续发展战略。

1992年8月，发布《中国环境与发展十