生态破坏和环境污染课件

第一章 绪 论 第二章 环境污染物在生态系统中的行为 第三章 污染物对生物的影响 第四章 污染物的生物效应检测 第五章 环境质量的生物监测与生物评价 第六章 环境污染生物净化原理 第七章 环境污染物的生物净化方法 第八章 现代生物技术与环境污染治理,第一章 绪 论 1 地球环境 在46亿年前就形成了地球。 在距今约300万年前, 才出现了人类。 因此，人类的历史仅几千年，不过地球演化历史长河中的一瞬间。 在宇宙中，地球是个独立体，不能与别的星球进行交流与合作。地球是最适合人类生存和发展的唯一星球。我们有责任和义务去了解地球家园的环境和出现的问题。倍加爱护地球环境。,1.1 环境 常说水环境、生态环境、社会环境等，都有一个共同特征即主体。环境：指与某一主体有关的周围的事物。不同的主体就有不同的环境。若以人为主体，则环境是指以人类为主体的外部世界的总体, 或称人类赖以生存和发展的基本条件的综合。包括自然环境和社会环境两个方面。 （1）自然环境: 如大气、水、土壤环境、森林、草原环境等。指一切直接或间接影响人类，自然形成的物质和能量的总和。,（2）社会环境:是人类社会在长期的发展中，为了不断提高人类的物质和文化生活水平而创造出来的环境，如生产环境、城市环境、交通环境、文化环境（学校、古迹保护区）等。 中华人民共和国环境保护法表述的：“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” 称为“环境”。,1.2 环境要素 如自然环境由水、大气、生物、阳光、岩石、土壤等要素组成。这些组分彼此独立、性质不同，而又服从于总体演化规律，被称环境要素或环境基质。 其中，自然环境要素包括水、大气、岩石、生物、阳光和土壤等。人工环境要素实际上就是社会环境要素,如政治、经济、文化、交通、教育环境要素等。,这些环境要素先组成环境结构单元，再由这些环境结构单元组成环境整体或环境系统。 如 这里的水体、大气层、生物群落就为“环境结构单元”。,1.3 环境结构 这种环境中各个独立组成部分(环境要素)在数量上的配比、空间位置上的配置、相互间的联系内容与方式称环境结构。例陆地环境结构： 陆地总面积约为1.49亿Km2,占地球表面积的 29.2% 左右（海洋70.8%）。其中面积广大的称为大陆,全球有六块大陆(欧洲、亚洲、大洋洲、非洲等），总面积约为 1.39亿Km2 。 散在海洋、河流或湖泊中的陆地称为岛屿，按成因分为大陆岛、海洋岛（火山岛、珊瑚岛和冲积岛）。全球岛屿面积约为 970多万Km2 。,2 环境问题 从广义理解,就是自然力或人力引起生态平衡破坏,最后直接或间接影响人类的生存和发展的一切客观存在问题。 从狭义理解，只是由于人类的生产和生活活动，使自然生态系统失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一切问题。因此，将由人类活动引起环境污染才被认为环境问题。从这一角度来讲，地震、涝、旱、风灾等属自然灾害。 但事实上，许多自然灾害和人类的生产活动有关，如温室效应、滥砍滥伐引起洪水泛滥等。,2.1 环境问题分类 2.1.1原生环境问题(第一环境问题) ：分两类： 1、自然灾害: 如火山爆发、山崩、地震、海啸、台风、水旱灾害等自然灾害； 2、地方病: 某些地方水土中缺少(或过多)某些人体所需的化学元素而导致疾病的发生(地方病)。地方性甲状腺肿大、地方性氟中毒、地方性克汀病（碘缺乏，智力障碍）、克山病（心肌病，缺硒）。,意大利维苏威火山爆发,印度洋海啸,2.1.2 次生环境问题（第二环境问题） 由人类生产和活动引起的环境问题又称次生环境问题。 人类发展到20世纪末，人口急剧增长(70亿），工业高度发达，其影响环境的能力，已经达到了全球化的规模，远远超出了史前的水平。 如今，在地球上没有哪个角落不受到人的影响。人类将地球上现有30%以上的陆地上作为农田、放牧地和人工经营的林地，森林“地球之肺”大量被砍伐，热带雨林被破坏等等。,次生环境问题又可分为两类：生态破坏和环境污染 1、生态破坏 生态系统：在一定时间和空间内，生物与其生存环境以及生物与生物之间相互作用，彼此通过物质循环、能量流动和信息交换，形成的一个不可分割的自然整体。 人类开发利用自然环境和资源的活动超过了环境的自我调节能力，使环境质量恶化、自然资源枯竭，影响了生物正常的发育和演化，以及可更新自然资源的持续利用。 森林植被破坏；沙漠化；土壤侵蚀；环境地质问题(人工爆破、地下核试验、采空区塌陷等)；生物物种的消灭。,（1） 物种消失速度加快 英国皇家学会对英格兰、威尔士和苏格兰3地的蝴蝶、鸟类和植物物种进行了次大规模调查，历时年，并做了万次记录。结果发现，在过去年间，被调查的蝴蝶物种中有的数量呈下降趋势，鸟类物种中有的数量在减少，而植物物种中有在逐渐变少。,（2）物种数量下降 据估计全世界现存生物约500-1000万种，半数以上物种分布在热带雨林。在浩海的物种中，目前有科学记录的仅150万种。 随着热带雨林的迅速破坏和其它人为影响，地球上的物种正以每天100余种的惊人速度绝灭。其中不乏有重要经济价值或重基基因资源的种类。 我国现有生物估计约30-90万种，同样集中在占国土面积0.7%的西双版纳、海南等热带地区。近40年，随着这些地区热带森林一半左右被破坏，许多珍稀物种正在迅速绝灭。,2、环境污染 由于人类的生活和生产活动，产生并排入环境的污染物或污染因素超过了环境的容量和自净能力，使环境质量恶化，从而影响和破坏了人类正常的生产和生活。 大气区域性污染； 水源与江河水污染； 土地污染； 固体废物污染；物理性污染如噪声、电磁辐射、放射性污染。,2.2 环境问题的产生和发展 （4个时期） 2.2.1 人类发展初期的环境问题 -局部影响 在人类发展的早期，人是自然食物的采集者和捕食者，主要是利用环境而很少有意识地去改造环境.当时人还是自然界的奴隶，对自然界的作用是很有限的。人在自然生态系统中并不占有特殊地位，人类的行为与自然界相协调，人类活动不影响自然界的物质与能量循环。 这一时期，人类对自然的影响是局部的。如因过度的采集和狩猎，消灭了居住区周围的许多物种，破坏人们的食物来源，使其生存受到威胁。因而这一时期，人类总是在迁徒。,2.2.2 原始农业、畜牧业引起的环境问题-（以土地破坏为特征的人类第二环境问题） 在原始农业、畜牧业、新石器时期。人类使用农具，建立灌溉系统，过定居的生活等，人们不再频繁迁徙了，解决了生存的危机，有稳定的生活，这是人类生产发展史上的一次重大革命。 但是，“刀耕火种”，“反复弃耕”导致土壤破坏，出现水土流失，使沃土变成了不毛之地。这就是以土地破坏为特征的人类第二环境问题。,2.2.3 工业革命引起环境问题 18世纪后半叶，以使用蒸汽机为标志的工业革命，人类社会进入到工业化阶段，生产活动的规模与范围不断扩大，人类对自然界的影响大大超过自然界的自身调节和平衡能力，造成整个地球环境的破坏。 所造成严重的环境污染现象，规模大，影响深是前所未有的，八大公害事件，主要表现为SO2污染、光化学烟雾、水域重金属污染和毒物污染几大类。,1、光化学烟雾事件 是向大气排放SO2、NOx、碳氢化合物以及烟尘形成的大气污染事件。 有伦敦烟雾事件、洛杉机光化学烟雾事件、四日市哮喘事件、马斯河谷烟雾事件、多诺拉烟雾事件。,（1）洛杉机光化学烟雾事件 在20世纪40年代美国洛杉机。由于汽车多，市区空气水平流动缓慢，石油工业和汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物,在紫外线作用下生成光化学烟雾，大多居民患病，65岁以上老人死亡400多人。,光化学反应：指大气中的碳氢化合物和氮氧化合物等气态物质(一次污染物), 在紫外线的作用下发生反应形成臭氧、过氧乙酰化硝酸酯等氧化物质（二次污染物）的过程。 参与光化学氧化过程的一次性污染物和二次性污染物的混合物，所形成的烟雾现象称光化学烟雾。,（2）伦敦烟雾事件 1952年12月发生在英国伦敦。原因是居民烟煤取暖，煤中SO2含量高，排出烟尘量大。在烟尘金属颗粒催化下，SO2变成H2SO4吸入肺部，5天内死亡4000多人。,1978年发生在日本的汞污染事件，是全球最严重的环境公害事件之一。主要是一家工厂将含汞的废水排入水俣湾，汞进入鱼体内，鸟类等动物和人类因吃鱼而引起甲基汞中毒。 有1972人患此病，死亡300人。,2、日本水俣病,3、我国的几次重大污染事件 （1）2009年2月16日新华社 江苏省盐城市发生饮用水被钾盐废水污染事件，造成因水源污染导致市区20多万居民饮用水停止供应达66小时40分钟，造成了巨大损失。 原因是盐城市标新化工有限公司将在生产氯代醚酮过程中产生的含有毒物质的钾盐废水排入市区水源蟒蛇河，污染了市区城西、越河两个自来水取水口。,（2）2009年8月13日新华社、8月14日姑苏晚报 对陕西省凤翔县长青镇东岭集团冶炼公司周围二个村庄的731名少年儿童（14岁以下）权威血铅检测表明，已确认615人血铅超标，其中166人属于中度、重度铅中毒，需要住院进行排铅治疗。 环评结果表明，在公司500米环评标准范围内涉及到的425户居民需要搬迁。,2.2.4 电子等新兴工业引起环境问题 60年代以来开始的电子工程，遗传工程等新兴工业为基础的第三次工业浪潮，使工业技术阶段发展到信息社会阶段。 所出现的环境问题是，发达国家发展新兴产业，把技术落后、环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁。,印度博帕尔农药厂毒物泄漏事件。 1984年11月3日夜间，美国设在印度中央邦博帕尔市的一座生产异氰酸甲脂的农药厂，因储罐内压力升高而泄露，毒气进入博帕尔市，受害20多万， 5万人失明，死亡近2万人，孕妇流产或产下死婴，受害面积40平方公里，数千头牲畜被毒死。,被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子（选自黑镜头）,因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜,3 中国的环境问题 3.1生态环境问题 1、森林生态功能仍然较弱 经过40年努力，我国森林覆盖率已增加到13.4%，森林面积达12867 万ha，但人均林地面积仅0.11 ha，只有世界人均水平的11.3%。,2、草原退化 长期以来，由于不合理开垦，过度放牧，重用轻养，使本处于干旱、半干旱地区的草原生态系统，受到严重破坏，全国退化草原已达8700万ha ；再加上气候变暖，草原地区降雨量减少，严重影响草原生长和恢复。 3、水土流失、土壤沙漠化、耕地减少 如水土流失最严重的黄土高原，水土流失面积达4300万ha，占该地区总面积的75%，黄河水含沙量达每立方米37kg ，为世界第四位含沙河。,此外，我国沙化的发展很快，沙漠面积几乎扩大了1倍，从6667万ha 扩展到13000万ha ，约点国士面积的13.5 %；另外还有近670万ha 耕地和1/3的天然草场不同程度受到沙漠化的威胁。 纽约时报网站2016年10月24日报道，中国的沙漠以每年超过约3367平方公里的速度拓展。沙漠面积比1975年时扩大了约5万多平方公里约等于克罗地亚的面积。,4、水涝灾害日益严重 我国是水涝多发的国家。全国1/2的人口、1/3的耕地和主要大城市处于江河的洪水水位之下， 工、农业产值占全国2/3的地区受到洪水的威胁。 5、水资源短缺 据统计，全国有近300个城市缺水，占城市总数的60%，受影响人口占全国总人口的29%，日缺水量达1240万t以上，其中严重缺水的城市有50多个。,3.2 环境污染严重 （1）大气污染仍十分严重； （2）水污染严重 （3）城市噪声污染严重； （4）工业固体废物增加。 （5）土壤污染严重,2015年2月25日晚上，网易报道引述中国人民网的消息写道：“继抢购日本电饭锅和马桶坐板后，中国大陆旅客现在又掀起抢购日本大米热潮，有大陆人甚至不惜花上接近1500元人民币来买5公斤的日本大米。” “有人甚至在淘宝网打正旗号贩售日本米，标榜日本米不像中国米农会用农药，也没有重金属污染。”反映国人对自家生产的农产品逐渐丧失信心。,据中国环保局2014年4月公布：“有多达16%的中国土壤已遭受污染，在内地部分地区，因为土壤污染严重，米农甚至拒绝食用自己种植的大米。 2013年5月中国广东省曾发布调查结果，高达44%抽样调查的大米的镉含量超标，当时大陆已有消费者转而购买泰国米作为替代品。,4.1 世界环境保护的发展历程 （3 个阶段） 1、 限制治理阶段(20世纪50年代60年代末) 已经出现了八大公害事件。环保工作：主要治理污染源、减少排放量。 法律上：颁布环境保护的法规和标准, 经济上：采取给工厂企业补助资金，帮助工厂企业建设净化设施，提 供污染治理的技术支持等等 .,2、 综合防治阶段(20世纪70年代初80年代) 1972年6月5日至16日，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议，并通过了人类环境宣言。 观念上：把环境和资源与经济发展联系在一起，认识到自然环境和资源的价值性。 经济上：将自然环境和资源进行赋值，将环境污染和破坏的成本在一定程度上由经济开发的行为负责。管理上：进行污染收费、税收、补贴等行政、法律手段； 从污染物排放总量控制这种单项治理发展到综合防治；开始实行建设项目、环境影响评价制度。,3、协调可持续发展阶段(20世纪80年代以后) 1992年6月，在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会，指出“和平、发展与保护环境是相互依存和不可分割的”。人类开始探求环境与人类社会发展的协调方法，实现人类与环境的可持续发展。 至此，环境保护工作已从单纯