环境学课件(1——12).doc

环境学ENVIRONMENTALSCIENCE王凯荣资源与环境学院联系方式办公化学楼201实验室电MAILKRWANG1163COM1绪论2学时2大气环境4学时3水体环境4学时4土壤环境4学时5生物环境4学时6景观环境2学时7物理环境污染2学时8能源与环境2学时9资源与人口2学时10可持续发展2学时11环境影响评价2学时12环境规划管理2学时第一章绪论11环境概念12环境组成与分类13环境问题14环境学及其研究问题本章重点环境的概念与环境问题。知识点环境、环境要素、环境属性、环境问题、环境学研究的内容。第一节环境的概念一般意义上，环境是相对于主体（或中心事物）而言的客体（或外围事物）环境与其主体相互依存，二者同等重要。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（中华人民共和国环境保护法）。人是主体，环境服务于人，人保护利用环境。在环境科学中，“环境”是指以人类为主体的外部世界。基础层次（个体）生境最高层次（全人类）全球环境中间层次（规模大小与文明类型不同的居落）区域环境人类环境自然环境社会环境第二节环境的组成与分类一、环境的组成环境包括物质环境和人文环境物质环境包括自然环境和工程环境，自然环境包括空间组成和物质组成，物质组成又包括生物成分和非生物成分。人文环境社会环境1、自然环境大气、水体、土壤、生物、景观、外空2、工程环境农业、工业、交通、能源、信息3、社会环境政治、经济、文化自然环境中的物质组成（I）生物（有机）环境植物（生产者）、动物（消费者）和微生物（分解者）。生物群落组成成分、营养级数目和组合决定生物环境的结构。（II）非生物（无机）环境自然界中物理化学要素的集合。环境组成要素的主要特点1、最差限制律从生物主体的角度考虑，环境对生物主体的作用受环境诸要素中与最优状态差距最大的要素所控制。2、等值性从环境自身的角度考虑，任何一个环境要素，其对环境质量（或功能）的限制作用是相同的。3、环境的整体性大于环境诸要素的个体和包括环境自身的稳定性及其服务功能。4、相互依赖性（关联性）环境各单元之间通过物质流、能量流和信息流相互联系，共同发挥作用。二、环境的分类可按不同分类方法对环境进行分类。主要分类方法有按环境的主体（人或其它生物）按环境的范围按环境的构成要素按环境的主体分类人类环境植物环境（森林、草地、农田）动物环境微生物环境按环境的范围分类个体环境（生境）种群环境（家族）聚落环境（社区）区域环境（气候带）流域环境（跨区域）全球环境（地球）按环境的构成要素分类土壤环境水体环境大气环境生物环境景观环境自然环境、工程环境、人文环境第三节环境问题一、定义因自然变化或人类活动而引起的环境破坏和环境质量变化，以及由此给人类的生存和发展带来的不利影响的现象。原生环境问题、次生环境问题1、原生环境问题（第一类环境问题）由于自然环境本身变化引起的、没有人为因素或者人为因素很少的环境问题。原生环境问题俗称灾害（CALAMITYDISASTER），属于地学和灾害学的研究领域。2、次生环境问题（第二类环境问题）由于人为因素所造成的环境问题，包括两大类型生态破坏开发利用资源不当所致。环境污染在生产和生活过程中向环境排放过量废弃物和余能所致，俗称公害（SOCIALEFFECTSOFPOLLUTIONPUBLICHAZARD），为环境学的研究重点。二、环境问题的发展1、原始人类时期文明特点人类主动适应环境，对环境的干预和影响力极弱。环境问题局部的生物资源破坏等，易于恢复。2、农业文明时期文明特点从新石器时期开始至18世纪中叶产业革命以前（“第一次文明浪潮”形成与发展阶段）。环境问题（1）刀耕火种（SLASHANDBURNCULTIVATION）植被破坏土壤侵蚀生态破坏生存环境崩溃文明消失（巴比伦文明、哈巴拉文明、玛雅文明）；（2）污染问题萌芽（城市问题）。3、工业文明时期文明特点自18世纪60年代蒸汽机的发明开始至20世纪60年代现代（机械）工业革命的发展（“第二次文明浪潮”时期）。环境问题生产率高速发展资源过渡开发环境污染/公害病产生人口/资源矛盾生存环境恶化4、现代环境问题全球性影响非生物资源的加速消耗可持续利用问题向环境排放过多的废物大气、水体污染，臭氧层破坏、全球气候变化生物量的巨大损失生物多样性减少三、环境问题的解决由于人工环境系统的演进性质，我们所面临的环境问题在一定程度上是不可避免的，这决不仅仅是由于人类意识的局限性。解决环境问题的根本途径是调节人类社会活动与资源环境的关系。要以资源、环境和适度消费制约生产，运用自然和经济规律改造和保护环境。一味追求高消费的发展是不可能可持续发展的，应当全面规划、合理安排社会生产力，并在实践和动态过程中，使发展生产力和保护环境的关系协调起来。第四节环境科学及其研究对象一、环境科学的产生与发展环境科学研究“人类环境”系统的发生和发展、调节和控制，以及改造和利用的科学（ENVIRONMENTALSCIENCES），其目标是解决人类面临的环境问题，建立更适宜、更美好的人类生存发展环境。环境学的产生和发展源于环境问题的产生和发展。20世纪50年代以来，伴随着经济的快速发展，许多工业国家出现了严重的环境污染和破坏问题，因而明确提出了“环境问题”和“公害”的概念，用以概括和反映人类与环境系统关系的失调，并且第一次把人类活动所引起的“环境问题”同自然因素所造成的“灾害”区分开来，并辟为专门的科学研究领域，作为确定的科学研究任务。二、环境科学的研究内容1、探索环境演化规律及其内在机制，了解人类环境变化的基本过程和特性，研究环境结构及其对人类生活、生存的影响；2、揭示人类活动与自然环境之间的关系，协调社会经济发展与环境保护的关系（与生态学交叉）；3、探索环境变化对人类生存的影响，重点是污染物对人体健康的影响及其机理，为人类健康生活服务；4、研究区域环境治理改造技术与管理政策。环境科学各分科的研究内容理论环境学环境科学方法论、环境质量评价的理论与方法、环境规划和环境区划的原理与方法、人类生态系统的理论与方法等综合环境学人类与环境系统作为一个整体，综合研究人类与环境对立统一关系的发展和调控，以及环境改造与利用部门环境学以人类与环境之间的某种或某类特殊矛盾为对象，研究其对立统一关系的发展与调控自然环境学环境地学、环境生物学、环境物理学、环境化学等社会环境学环境管理学、环境政治学、环境经济学、环境法学、环境美学等技术环境学环境医学、环境工程学、工业环境学、农业环境学、能源环境学、交通环境学等三、环境科学的作用思维模式行为准则融入环境改造环境是非判断题1、对于环境科学而言，环境是指影响人类生存和发展的各种天然因素的总体。2、广义上，环境是指与某一中心事物密切相关，并服务于中心事物的周围事物的集合。复习思考1、环境由哪些基本要素组成2、“公害”和“灾害”有哪些区别，又有何联系第二章大气环境（污染及其防治）第一节大气环境组成与结构第二节大气污染及污染物第三节大气污染危害第四节大气污染控制本章重点1、大气环境结构；2、大气污染与防控。第一节大气环境的组成与结构一、大气环境结构及其基本特性圈层名称亚层结构圈层高度基本特性边界层12KM对流强烈，空气密度大，气温随高度升高而降低，大气污染物集中分布层对流层TROPOSPHERE自由大气层2KM雨、雪、雹形成层同温层3050KM无对流运动，空气稀薄，大气透明度高，温度随高度升高变化小平流层STRATOSPHERE变温层3035KM温度随高度升高而升高中间层MESOSPHERE80KM对流运动强烈，气温随高度增加而降低热成层THERMOSPHERE500KM下部以分子氮为主，上部以原子氧为主，原子氧层带电离子密度大，气温随高度增加而升高散逸层500KM大部分空气分子发生电离，空气稀薄，受地心引力小二、大气的组成干洁空气、水气和悬浮微粒干洁空气的主要组分85）5、土壤的氧化还原性土壤中的主要氧化剂氧气、N03、高价铁、锰离子、硫、硝酸离子；土壤中的主要还原剂有有机质、低价金属和氢离子等。土壤氧化还原电位REDOXPOTENTIAL衡量土壤氧化还原能力大小的参数（EH）。旱地EH400700MV；水田EH300200MV。6、矿化与腐殖化作用矿化作用（MINERALIZATION）有机态化合物在化学或生物化学作用下转化为无机态化合物的过程；腐殖化作用（HUMIFICATION）动植物残体在微生物作用下转变为腐殖质的过程是非判断题酸性是指PH值小于70的状况。酸性强弱取决于介质中H的浓度，H浓度越高，PH值就会越低，酸性则越强。复习思考什么是土壤胶体土壤胶体具有哪些基本特性第二节土壤背景值一、土壤环境背景值的概念指未受或少受人类活动（特别是人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。二、土壤环境背景值的应用1、作为制定土壤环境质量标准的依据在制定环境质量标准时，首先要提出环境质量的基准值。环境质量基准是由污染物同特定对象之间的剂量反应关系确定的。环境标准则以环境质量基准为依据，并考虑社会、经济和技术等因素而制定。原则上，土壤环境质量标准规定的污染物容许浓度应小于或等于相应的基准值。2、在农业上的应用预测土壤有效态元素的含量土壤元素有效含量元素背景值元素活性3、地方病防治低硒背景克山病、大骨节病、白肌病（动物）低碘背景地方性甲状腺肥大病低锌背景人体矮小病（埃及）高钼背景痛风病（亚美尼亚）高硒背景贫血、泛力、脱甲、关节损害（日本、英国）高铜、铬、铅背景高癌症发病率（马里兰）4、找矿一些吸附型稀土元素可在岩石风化过程中逐渐富集，导致土壤化学元素背景值异常。异常背景值可以为区域找矿提供参考。是非判断题土壤环境背景值是指未受或少受人类活动影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。因此，土壤环境背景值是一个恒定值，即无论哪种土壤，只要没有受到污染，其环境背景值就是相同的。第三节土壤环境容量一、土壤环境容量的概念土壤环境单元所能容许乘纳污染物质的最大数量或负荷量。土壤污染起始值与最大负荷值之间的差值。若以土壤环境标准作为土壤环境容量的最大允许值，则该土壤的环境容量的计算值便是土壤环境标准值减去土壤背景值。二、确定土壤环境容量的因素1、土壤类型类型或质地相同的土壤具有相近的环境容量；2、污染元素与化合物的特性形态特征污染物在土壤中的形态转化特征吸附与解吸机制3、作物和土壤生物生态效应4、环境效应（对相邻环境的影响）三、土壤环境容量的应用1、制定土壤环境标准2、制定农田灌溉用水水质和水量标准3、制定污泥施用量标准4、区域土壤污染物预测和土壤环境质量评价是非判断题土壤环境容量是指土壤污染起始值与最大负荷值之间的差值。第四节土壤环境污染一、土壤污染的概念土壤污染是指，人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化、功能降低的现象。二、土壤污染物质1、有机物类农药、除莠剂、酚、苯并芘、油类等。2、化学肥料氮、磷、微量营养元素。3、重金属镉、汞、铅、镍、铬、砷、铜、锌。4、放射性物质铯137、锶90等。5、致病微生物肠细菌、肠寄生虫、结核杆菌。三、土壤污染类型与来源1、土壤污染类型（1）水污染型污灌污染（2）气污染型干湿沉降污染（3）固体废弃物污染型工矿业废渣、垃圾、淤泥污染（4）农业污染型化肥农药污染2、土壤污染来源（1）工业污染源工业“三废”物质排放。（2）农业污染源化肥、农药、畜禽粪便。（3）生活污染源城乡生活废水、农家肥等。（4）其它污染源废弃物焚烧等四、土壤污染的特点1、隐蔽性和滞后性2、累积性持久性有机污染物（POPS）多氯联苯（PCBS）、多环芳烃（PAHS）、多氯代二苯并二噁英（PCDDS）和重金属等3、不可逆性/持久性难降解性污染物4、环境迁移与扩散影响5、食物链污染五、土壤重金属污染（一）土壤重金属来源、分布与有效性1、土壤重金属污染来源土壤重金属污染是伴随工业革命的产生而发生的环境问题。1）工业污染源工业“三废”物质排放。2）农业污染源化肥、农药、畜禽粪便。3）生活污染源城乡生活废水、农家肥等。4）其它污染源（废弃物焚烧等）2、重金属在土壤环境中的分布特征3、重金属在土壤中的存在形态与有效性形态结构形态、结合形态有效性化学活性、生物可利用性（二）重金属污染危害1、对土壤生物和酶活性的影响（1）土壤微生物生物量降低土壤微生物的数量和活性，改变土壤微生物群落特性，影响土壤呼吸速率。（2）土壤酶活性抑制土壤酶的活性，干扰土壤中正常的生物化学反应过程，如土壤有机质的分解矿化过程。2、对植物的毒害效应干扰植物体内离子间的平衡，造成正常离子在吸收、运输、渗透和调节等方面的障碍，使代谢过程紊乱与核酸、蛋白质和酶等大分子物质结合，取代某些酶和蛋白质在行使其功能时所必需的一些特定元素，使其变性或活性降低光合作用叶绿素的生物合成叶绿素A、B含量；光合电子传递抑制光系统II的电子传递；光合CO2固定酶活性下降，捕光叶绿素蛋白质复合物解聚；抗氧化性类囊体结构。呼吸作用呼吸作用增强或降低；线粒体结构破坏K离子和水分子从内腔渗透到外腔及CD抑制线粒体膜上ATP酶的活性碳水化合物代谢代谢紊乱多糖降解，光合产物运输受阻蛋白质代谢降低N素吸收和硝酸还原酶活性、改变氨基酸组成、阻碍蛋白质合成、加速蛋白质分解养分吸收与利用危害植物的根系，造成根系生理代谢失调。镉对植物N、K、MG、MN吸收的抑制效应比较肯定，而对P、S、CA、ZN、FE吸收的影响比较复杂水分代谢影响根系对水分吸收和传输，影响植物细胞的持水能力3、植物对重金属的吸收、积累与食物链危害镉食物链污染危害问题镉的生物半衰期为40天（血）20年（肝、肾）积累在神经组织和肾表层中，导致肾、肝组织中酶系统功能受损降，低机体的免疫功能，引起肾性高血压；干扰微量元素的代谢；引起神经和肾功能异常，尿蛋白增加，骨质脱钙，导致骨骼病变WHO（1972年）规定，每人每周镉最大摄入量为400500G/KG六、土壤化学农药污染1、化学农药种类杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂化学杀虫剂（1）有机氯农药（DDT、六六六）化学性质稳定，残效期长，抗分解，易溶于脂肪，食物链污染严重。（2）有机磷农药（1059、1605、敌敌畏、乐果、甲胺磷、马拉硫磷、杀虫威）水解性强，残留性小。（3）氨基甲酸酯类农药（呋喃丹、代森锌）残效短，选择性强。（4）拟除虫菊酯类农药高效、低毒、低残留、无污染2、化学农药的危害问题抗药性问题药害问题产品残留问题人畜和野生动物伤害问题天敌伤害问题环境污染问题是非判断题半衰期是指农药在环境中分解一半时所需要的天数。复习思考土壤重金属污染有哪些基本特征第五节土壤污染防治一、土壤污染防治的一般原则1、切断污染源控制和消除工业“三废”排放，推广闭路循环和无毒工艺2、加强土壤污染区的监测和管理，防止二次污染和食物链危害3、增加土壤环境容量，提高土壤自净能力4、改进农药施用技术二、土壤农药污染的治理1、生物修复利用土壤中的各种生物（尤其是微生物）的吸收、结合、转化作用，将土壤中的有机农药降解为无机物（CO2和H2O）的过程。2、农艺措施翻耕、施肥、灌溉、调节土壤PH值三、土壤重金属污染的治理（一）土壤重金属污染治理策略1、净化策略PURIFICATION2、钝化策略INACTIVATION3、稳定化策略STABILIZATION4、避害策略HARMAVOIDANCE1、净化策略清除土壤中的重金属，使土壤恢复清洁。技术措施清除表土、化学淋洗、电化学分离、生物修复、土壤淋洗法対象重金属、农药、油等重金属植物净化技术利用超积累植物将重金属富集到地上部茎叶组织中，通过收割这些植物来降低土壤重金属含量，最终达到净化污染土壤的目的（植物萃取）。2、钝化策略降低土壤重金属溶解性、移动性及其植物有效性。技术措施玻璃化、土壤改性剂（石灰、有机肥、海泡石、碱性炉渣、）3、稳定化策略控制重金属向地下水和周边环境迁移扩散技术措施工程阻隔、植被稳定4、避害策略避免食物链危害和土壤经营效益损害技术措施生态工程与农艺技术选择低积累栽培植物是应对我国量大面广的农田土壤污染问题、降低食物链污染毒害风险的一种现实可行的技术选择（王凯荣1997）。是非判断题利用超富集植物净化土壤重金属的技术属于生物修复的技术范畴。复习思考题当前国际上针对土壤重金属污染问题有哪些主要的治理策略在各种治理策略中有哪些技术措施可以采用请对其中的一种技术措施的技术特点和适用性进行评述。第五章生物环境本章重点生物多样性、食品安全问题。主要知识点基本概念；生态系统；生物污染；生物多样性保护。第一节生物环境的组成与特点生物生存环境生物或生物群体以外的空间及一切事物的集合。生物环境人类之外的其他生物类群。一、生物环境（生态系统）的组成二、生态系统的结构三、生态系统的基本功能四、碳的循环过程1、陆地生物与大气之间的碳交换植物通过光合作用固定大气CO2，植物、动物和微生物通过呼吸作用分解将CO2释放到大气中。2、海洋生物与大气之间的碳交换浮游植物同化溶解水中的CO2，浮游动物和鱼类消耗浮游植物所固定的碳，最后通过呼吸作用分解有机物，释放出CO2。3、化石燃料燃烧参与的碳循环人类开采化石燃料，燃烧时放出CO2。碳循环失衡问题一是人为活动（化石燃料燃烧、土地开垦等）向大气中输送的CO2大大增加；二是森林破坏，面积缩小，大气中被植物吸收利用的CO2越来越少。后果CO2在大气中停滞和聚集，温室效应加强，全球气候变化加剧。五、氮的循环过程氮循环失衡问题1、大气氮被固定的多，返回量少，大量氮进入地表和地下水体，导致水体富营养化和地下水污染。2、被固定的氮不以等量分子氮返回大气，部分以NOX形态进入大气，导致酸雨和温室效应加剧。3、农田过量偏施氮肥，引起土壤营养元素流失，农产品硝酸盐污染。六、磷的循环过程磷的循环是一种典型的沉积型循环，是不完全的循环，其实质上是一个单向流失过程，磷元素经过整个循环的过程需要很长时间。海洋中的深层沉积物是磷元素重要的长期存储库。磷循环失衡问题对磷酸盐的利用，加速了磷从源到汇的转移。水体中磷含量增加，刺激了藻类和光合细菌的爆发性生长，是淡水水体富营养化的关键原因。七、硫的循环过程硫大量贮存于岩石圈、水圈及土壤中，少量以气态及气溶胶形态存在于大气圈，并与陆地及水体交换频繁。自然环境下，硫循环是一种沉积型循环（固相循环）。在工业文明时代，硫素的气相型循环特征加强。硫素循环失衡问题人类活动对硫平衡最突出的影响在于SOX的大量排放。造成硫排放的主要途径有燃煤、燃油和矿冶，以及农业生产活动导致硫的挥发等。大气SOX污染是酸雨肆虐的主要原因之一。第二节生物多样性保护一、生物多样性1、生物多样性概念生物多样性（BIODIVERSITY）是指生物、生态系统、以及各种生态过程的多样性或变异性。2、生物多样性内涵（1）基因多样性（2）物种多样性（3）生态系统多样性（4）生态过程多样性（5）景观多样性（1）基因多样性定义同一物种内不同种群之间,或同一种群内不同个体之间的遗传变异的总和。包括染色体水平的多样性和DNA水平（基因）的变异性，是物种多样性和生态系统多样性的基础。（2）物种多样性定义一定区域内物种的丰度（多样化）及其变化。物种多样性有两层含义一是区域内物种的多样化；二是生态系统中物种分布的均匀程度。（3）生态系统多样性定义生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样性，以及生态系统内生境、生物群落和生态过程变化的多样性。种群在一定时间内占据特定空间的同一物种（或有机体）的集合体。种群由个体组成，但不是个体的简单相加，各有机体之间存在着非独立性的交互作用，使其在整体上呈现出一种有组织有结构的特性群落在一定区域内，具有特定结构的各种生物种群（POPULATION）的集合体。生物群落的多样性主要指群落的组成、结构和动态方面的多样化和变异性。生态系统在一定自然空间内，生物与环境构成的具有一定结构和功能的有机整体，是自然界的基本结构单元。生境是指生物种或生物种群自然分布的区域。（4）生态过程多样性生态过程多样性主要指生态系统的组成、结构和功能在时间、空间上的变化，主要表现在系统的能量流动、物质循环和信息传递等方面。（5）景观多样性由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化或变异性。3、生物多样性分布全球12个生物多样性大国中国、墨西哥、巴西、哥斯达黎加、哥伦比亚、厄瓜多尔、印度、印度尼西亚、肯尼亚、秘鲁、南非和委内瑞拉。拥有全世界6070的生物多样性物种最丰富的地区热带雨林、珊瑚礁、热带湖泊和深海区。占陆地面积7的热带雨林拥有世界一半以上的物种。4、生物多样性的价值直接价值、间接价值、备择价值、存在价值（1）直接价值提供食物、药物、工业原料和科学研究方面的素材等。直接价值又可分为消耗使用价值和生产使用价值。消耗使用价值指没有经过市场直接消耗的自然产品的价值；生产使用价值指通过市场交换的生物资源的价值。（2）间接价值体现在环境和生态方面，以及人类休闲、观赏、文学艺术创作等方面的价值。（3）备择价值生物多样性为人类适应自然变化提供更多的选择机会（4）存在价值物种自身存在的权利和价值，与人类的直接需求无关。二、人类活动对生物多样性的影响1、生境破坏和破碎2、生物资源过度开发3、外来物种入侵4、环境污染5、品种单一化目前，地球上每小时就有一种生物灭绝，每年有175万种生物消失。物种灭绝速率是自然灭绝速度的1000倍，比形成速度快100万倍。我国生物多样性损失严重，大约有200种植物已经灭绝，估计另有5000种植物在近年内处于濒危状态，约有398种脊椎动物濒危。濒危动植物种的比例占1520，高于世界平均1015的水平。灭绝个体、种群或物种从一个给定的生境或生物区系消失的过程。包括野外灭绝和生态灭绝。野外灭绝某个物种的个体仅在圈养或其它人类控制的条件下存活的情况；生态灭绝一个物种的数量已经减少到对同一群落中其它物种的影响可以忽略不计的地步的情况。三、生物多样性保护生物多样性保护包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性以及景观多样性的保护。物种多样性保护是生物多样性保护的基础。生物多样性保护的四种策略1、就地保护2、迁地保护3、建立新种群4、修复受损的生态系统第三节生物污染生物污染定义指环境中有毒有害物质的含量超过一定阈值范围之后，对生物个体、种群、群落或生态系统产生的负面效应，包括系统结构改变、稳定性降低、生态服务功能退化等。一、污染物种类及其生物毒性（一）污染物的种类化学污染物、物理污染物和生物污染物；可降解污染物和永久性污染物等。（二）污染物的毒性1）急性毒性污染物一次大剂量或24小时内多次作用于机体所引起的毒性作用。2）亚急性毒性污染物在生物生命的1/10左右时间内，每日或反复多次作用于机体所引起的损害作用。3）慢性毒性低剂量污染物在生物体生命周期内长时间反复多次作用于生物体所引起的毒性伤害作用。4）蓄积性毒性低于中毒阈剂量的污染物反复地与生物接触一定时间后致使其出现的中毒作用。5）三致作用污染物的致癌、致畸、致突变作用。污染物的生物毒性参数半致死浓度一定观测时间内，使得实验生物死亡率为50的毒物浓度或剂量。半数效应浓度一定观测时间内，使实验生物半数产生某一（非死亡）效应的毒物浓度或剂量。阈剂量引起群体中极少数个体出现最轻毒效应的最小剂量或浓度。最大无作用剂量污染物在一定时间内，以一定方式与生物机体接触，不能观测到任何损害作用的最高剂量。最低观测效应浓度慢性毒性实验中能观测到受试生物的有任何损害作用的最低浓度。二、污染物的生物吸收及其生物毒效1、污染物的生物吸收污染物由环境介质进入生物体的过程。1被动吸收是指生物膜不起主动作用，不消耗细胞的代谢能量（简单扩散和滤过）。2特殊吸收是指污染物与生物膜组成成分形成可逆性复合物进行转运（主动吸收、易化扩散和内吞作用）。1主动吸收污染物由生物膜低浓度一侧向高浓度一侧转运，并消耗细胞代谢能量的过程。2易化扩散非脂溶性或亲水性的污染物与生物膜的载体结合，由生物膜高浓度一侧向低浓度一侧转运，也称促进扩散或载体扩散。这种运转不能逆浓度梯度，不消耗细胞代谢能。3内吞作用是较大的分子和颗粒借形成液泡而被生物膜成批摄取，包括吞噬作用（内吞的是固体）和胞饮作用（内吞的是液体）。发生于肺、小肠等器官。2、污染物的生物浓缩、蓄积和放大生物浓缩生物个体或处于同一营养级上的生物种群，从周围环境和食物链中蓄积某种元素或难降解物质，使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。生物浓缩系数（BCF）生物机体内某种物质的浓度和环境中该物质浓度的比值。生物放大在生态系统中同一食物链上，高营养级生物以低营养级生物为食，因而在体内蓄积某种元素或难降解物质，其浓度随着营养级的提高而逐渐增大的现象。三、污染物的生物害效1、种群密度对有毒污染物敏感的种群个体死亡率增加，繁殖率下降，种群密度下降。2、年龄结构生命早期阶段比成年阶段对污染敏感。3、性别比例一些环境激素物质具有动物和人体激素的活性，能干扰和破坏生物的内分泌功能，导致生物繁殖障碍。4、种群关系影响捕食者与被捕食者的关系。5、种群进化污染使种群内具有抗性的个体的等位基因上升，敏感个体的等位基因丧失。6、生境全球变暖、生境多样性丧失。7、物种结构选择压力与适者生存原理。8、营养结构食物链缩短或歧化，营养结构简单化。9、初级生产力改变光合生产潜能。10、营养循环干扰有机物分解过程（酶系统）。第四节食品安全问题一、食品安全粮食安全（FOODSECURITY）与食品安全FOODSAFETY概念甄别。1、食品污染来源（1）环境污染（重金属、POPS、病原菌等）；（2）人为污染（人工合成添加剂、包装材料等）。（3）生物性污染（4）化学性污染（5）放射性污染你知道我国的食品安全问题吗2、食品安全管理“从田头到餐桌”的食品全过程管理产地环境质量安全管理绿色食品按照特定生产方式生产，经专门机构认定、许可使用绿色食品标志的、无污染、安全、优质、有营养的食品。生态食品/无公害食品有机食品自然食品/天然食品功能食品/保健食品绿色农业/白色农业/兰色农业二、转基因技术的生物安全以人为的方法改变物种的基因排列，即将某种生物的某个功能基因，从一连串的基因中分离，再植入另一种生物体内，使其具备或增强此功能的生物技术。是非判断题1、生态灭绝是指一个物种在自然界存在的数量已经少到了对同一群落中其它物种的影响可以忽略不计的状况。2、生物灭绝又称生态灭绝，是指一个物种在自然界存在的数量已经少到了对同一群落中其它物种的影响可以忽略不计的状况。3、富集因子（或生物浓缩系数）是指环境中某种物质与生物体内该物质的浓度之比值。4、食物链是指将自然界各生物成员紧密联系起来的营养序列。讨论题适者生存是大自然的基本法则，当一个生物濒临灭绝时，我们有必要投入大量人力、物力和财力对其进行保护吗为什么第六章景观环境与环境艺术第一节景观环境的概念与内涵一、景观由不同土地单元镶嵌组成的，具有明显视觉特征的地理实体。二、景观环境具有观赏价值、人文价值、生态价值和经济价值的各类自然与人文景观资源。三、景观的构成1、自然景观的构成自然景观环境由山水、生物、天象、气象四大要素构成。2、人文景观环境的构成人文景观是指人工所创造的具有社会历史文化内涵的景观。第一，在长期的物质生产中创造出的景观，其中的美学元素或蕴涵的文化内涵使其成为审美的对象；第二，人类按照审美理想和文化观念精心构思设计的艺术化的景观，带有突出的艺术感染效果。第二节景观环境的类型与特点一、自然景观环境类型与特点（1）地质地貌景观（2）植物生态景观（3）动物生态景观（4）瞬时气象景观地质地貌景观二、人文景观环境的类型与特点（1）历史文化景观（2）产业观光景观（3）田园聚落景观（4）工程设施景观（5）人文小品景观第三节景观环境艺术一、自然景观的欣赏形象美动静美朦胧美声音美气息美寓意美二、景观环境设计建筑装潢艺术设计办公与生活区景观环境设计休闲娱乐区景观环境设计第七章物理性环境污染与防控本章重点放射性污染问题第一节噪声污染及防治一、噪声的定义及量度人们生活和工作所不需要的声音叫噪声。噪声的量度分贝（DB）指两个相同的物理量（如A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）式中A0是基准量（或参考量），A1是被量度量。我们用来测量噪声的仪器有声级计、声频频谱仪等。噪声测量仪器的读取数据为转换后的声压级，即A计权声级，简称A声级。二、噪声的主要特性1、噪声是一种感觉性污染，在空气中传播时不会在周围环境里留下有毒有害的化学污染物质。对噪声的判断与个人所处的环境和主观愿望有关。2、噪声源分布广泛而分散，由于传播过程中会发生能量的衰减，因此噪声污染的范围是有限的。3、噪声产生的污染没有后效作用，一旦噪声源停止发声，噪声便会消失，转化为空气分子无规则运动的热能。三、噪声的危害1、对人体生理的影响。导致耳聋；增加肾上腺素分泌，使心率改变和血压升高，导致心脏病发展和恶化；导致消化系统疾病和神经衰弱；刺激耳腔的前庭器官，使人眩晕、恶心、呕吐等。噪声超过95DB时可导致人瞳孔放大，视力模糊；超过115DB时多数人的眼球对光亮度的适应性减弱；超过140DB时将导致全身血管收缩，供血减少，说话能力受影响。2、对人体心理的危害使人烦恼、疲劳、精力分散、激动、易怒，甚至失去理智。3、对孕妇和胎儿的影响增加孕妇孕娠呕吐和孕娠高血压综合症的发生率。噪声可使母体产生紧张反应，引起子宫血管收缩，进而影响对胎儿养料和氧气的供给。妇女怀孕期应避免接触超过卫生标准（8590DB）的噪音。4、对物质结构的影响强噪声可导致物质结构损伤，性能下降。150DB以上的强噪声可使墙振裂、门窗破坏，使钢结构产生“声疲劳”而损害，使高精密度仪器失灵。四、噪声标准及防治01LGN城市区域环境噪声标准值GB30962008单位等效声级LEQ/DBA功能类别昼间夜间适应区域0类5040疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等1类5545以居住、文教机关为主的区域2类6050居住、商业和工业混杂区3类6555工业区4A类70554类4B类7060城市道路交通干线两侧区域、穿越城区的内河航道两侧区域、穿越城区的铁路线两侧区域噪声防治技术声源控制改进设备加垫片传播途径控制隔声吸声消声接受点防护五、噪声的利用噪声发电、噪声除尘、噪声增产、噪声除草、噪声诊病、噪声透视海底第二节电磁污染及其防护一、电磁污染1电磁污染电磁波就是在空间传播的交变电磁场，包括无线电长波、中波、短波、红外线、X射线、射线及微波。电磁辐射是加速运动的电荷所产生的一种能量一、电磁污染2电磁污染源天然源太阳辐射、地磁场人为源广播电视通讯设备交通工具电力系统家用电器二、电磁污染的危害波长越短，能量越高，危害越大。1、对人体的危害。高强度电磁辐射可以热效应和非热效应两种方式作用于人体，使人体组织温度升高，导致机能性障碍和功能紊乱，严重时可出现心跳、血压和血象失调，还会损伤眼睛导致白内障。长期处于高底层辐射环境中，会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变，影响循环系统及免疫、生殖和代谢功能，严重的还会诱发癌症。2、对机械设备的危害。对电器、飞机和建筑物可造成直接破坏，干扰导航通讯系统，使自动化控制系统失灵等。3、引发其它安全问题。可引燃引爆可燃性油类、气体和武器弹药等。三、电磁辐射的防护防护标准国家标准电磁辐射防护规定（GB87021988）防护措施屏蔽法接地法吸收法城市规划及绿个人电磁辐射防护1、不过于集中摆放家用电器，尤其是在卧室中。2、避免长时间操作家用电器、办公设备、移动电话等。3、当电器暂停使用时最好不要让其处于待机状态。4、对各种电器的使用要保持一定的安全距离。如距电视5倍距离；微波炉1M远以上；手机天线与头部距离5CM以上。5、长期生活、工作在强电磁辐射环境中的人（尤其是孕妇、小孩、老人和病患者），最好配备电磁辐射防护服。6、给电脑、电视屏安装电磁辐射保护罩。7、多食用胡萝卜、豆芽、西红柿、海带、油菜、瘦肉、动物肝脏等富含VA、VC、PRO的食物。第三节放射性污染及其防护一、放射性污染1放射性不稳定的原子核能自发地有规律地改变其结构，从原子核内部放出电磁波（）或带有一定能量的粒子（、），降低其能级水平，转化为结构稳定的核。这种现象叫核蜕变或“放射性核蜕变”。在衰变过程中，不稳定的原子核能自发地放出、射线，使本身物理和化学性质发生变化的现象，称为“放射性”放射性射线的度量单位伦琴（R）度量或射线照射剂量的专用单位。1R的照射量能在1KG空气中产生258104库仑（C）的电荷。拉德（RAD）是度量射线吸收剂量的专用单位。1RAD等于电离辐射给予1KG物质102焦耳（J）的能量2放射性来源1）天然源宇宙射线初级宇宙线高能辐射，穿透力很强次级宇宙线比初级弱放射性核素20余种天然放射性核素与地球共生天然放射本源半衰期极长，强度弱内照射、外照射（占80）2）人工源核试验及航天事故核裂变产物和中子活化产物放射性尘埃可在大气层滞留033年核工业核废弃物（核发电）工农业、医学和科研等部门医学占人工污染源的90放射性矿的开采和利用二、放射性的危害对人体健康的影响急性辐射损伤核武器爆炸、核反应堆意外事故造成的急性生物效应为急性辐射损伤辐射的远期效应辐射致癌白血病白内障寿命缩短遗传效应慢性小剂量辐射切尔诺贝利的教训1986年4月26日，位于乌克兰北部的切尔诺贝利核电站4号反应堆因操作人员违反操作规程发生严重爆炸，2人当场炸死，28人死于过量核照射，电站周围10KM内的树木和小型哺乳动物接受到致死的辐射剂量。1989年该区域自然环境开始恢复，设有观测到对生态系统造成严重的或持久的影响。事故原因反应堆设计缺陷、运行人员违反操作规程对人体健康危害机理放射性物质对人体健康影响，主要是射线对机体进行电离。电离辐射对机体伤害有两种途径直接损伤直接将集体物质电离，破坏大分子结构。间接损伤电离水分子，产生活性很强的自由基和其它氧化剂，通过它们与有机成分作用，导致与直接作用相同的后果通常，每人每年从环境中受到的放射性辐射总剂量不超过2毫希沃特。其中，天然放射性本底辐射占50以上，其余是人为放射性污染引起的辐射。三、放射性污染的防治1放射性废水处理贮存衰变短寿命核素衰变大部分后，再进行其他处理絮凝、沉淀、过滤离子交换、吸附蒸发冷凝水污染程度大为降低2放射性废气处理气溶胶过滤活性炭吸附活性炭滞留低温分馏3、放射性固废的处理埋藏、煅烧、再熔化第四节热污染及其防护一、热污染及其成因热污染是指现代工业生产和生活中排放的废热所造成的环境污染热污染问题1、水体热污染火力发电厂、核电站、钢铁厂循环冷却系统排出的热水污染；石油、化工、铸造、造纸工业排放废水中的废热污染。2、大气热污染温室气体大量排放引起气温增高；城市热岛效应。城市热岛效应的成因（1）城市建筑物和水泥地面导热性好，受热传导快。白昼，太阳辐射使结构面快速升温，并将热传导给大气；夜间，灼热的建筑面播散余热，使气温回降缓慢；（2）人口密集、工业集中、热源丰富；（3）建筑物林立，影响空气流动散热；（4）排放废气改变了大气组分结构，温室效应增加。二、热污染的危害影响全球气候变化阻碍云雨形成，干旱地区增加；土地沙化；冰川融化城市热岛效应城市气温比周边农村高，形成一个封闭的高温区，犹如一个温暖而孤立的岛屿，成为城市热岛。不利于污染物的扩散。污染水体影响水质、影响水生生物、使水体富营养化；加快水分蒸发；病毒细菌滋生。影响人体代谢和健康水平。增加病原生物（蚊子、苍蝇、蟑螂、跳虱等）的繁殖、传播和危害。三、热污染防治多使用太阳能、风能、潮汐能、地热等可再生能源提高热能转化效率，增加对废热的利用增加绿地覆盖提高冷却技术，减少废热排放第五节光污染及其防治一、光污染问题光污染是指光辐射过量而对生活、生产环境以及人体健康产生的不良影响。包括三种污染类型白亮污染在强烈阳光照射下，建筑物玻璃、釉面砖、铝合金、磨光大理石等装饰材料反射出的强白光污染。人工白昼污染夜间各种装饰等光造成的污染。彩光污染舞厅、夜总会闪烁的彩灯造成的污染。二、光污染的危害1、损害视网膜，影响视力，增加白内障发病率；2、扰乱人体正常的生物钟，影响睡眠，导致头昏心烦，失眠，食欲下降，情绪低落，身体泛力等类似神经衰弱现象；3、引发火灾、交通事故等；4、干扰昆虫行为和植物正常生理活动。三、光污染控制1、加强规范管理，减少光污染源；2、注意个人防护第八章能源与环境本章重点1、能源环境问题与对策。主要知识点能源类型与特点；基本能源需求概念；能源安全；生物质能；新能源。第一节能源的基本类型与特点一、什么是能源能源的概念可以为人类利用的含有高品位能量的物质。来源一次能源直接来自于自然界，未经加工转化二次能源由一次能源加工转化而来再生再生性能源有自然恢复力，不因利用而减少非再生能源不能自然再生，因利用而减少矿产矿质能源地质成矿过程中形成的石化能源非矿质能源石化能源之外的其它能源技术常规能源技术较成熟，使用普遍新能源新近利用或处于研发之中环境污染型能源常规利用对环境产生严重污染清洁型能源对环境的污染程度一般较轻三、主要能源介绍1、矿物质能源（1）煤标准煤煤当量每公斤含热7000大卡（29306千焦）各类能源折算标准煤的参考系数原煤07143洗精煤09000焦炭09714原油14286汽油14714柴油14571液化石油气17143（2）石油按组成分类石蜡基原油含石蜡系烃类较多，制造固体石蜡和润滑油。环烃基石油含环烃系烃类较多，生产燃料重油。混合基石油制造润滑油、燃料重油。按硫含量分类超低硫原油、低硫原油、含硫原油和高硫原油按比重分类轻质原油、中质原油、重质原油1桶42加仑15899升1吨7桶（3）天然气2、非矿物质能源（1）水力（2）核能核裂变能利用（3）生物质能源第二节能源消费与人类文明进步能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础。人类因为改变了能源的利用方式而使得社会不断进步。人类在开发利用能源推动现代社会文明进步的同时，也给自身所处的环境造成了严重的负面影响。如何协调经济发展与环境保护的关系，已成为当今社会不能回避的重大课题。标准II人均GDP1000美元/22T标准煤（联合国和国际复兴开发银行）第三节能源利用对环境的影响一、石化能源开采中的环境问题二、石化能源消费中的环境问题三、其它能源利用中的环境问题一、石化能源开采中的环境问题全国现有矸石山1600余座，累计堆存矸石40亿T，占地面积16万HM2，并且仍以每年200300HM2的速度递增。的矸石堆正在自燃中国北方煤炭资源自燃状况十分严重，目前自燃点有400多个，一年燃烧掉煤炭达1000万1360万T，一年破坏煤炭资源约有2亿T。据不完全统计，至今我国已累计烧失优质煤炭资源量达422亿T。坑采煤抽水15T/T，全国煤矿每年排矿井水23亿M3，平均利用率不到30。二、石化能源消费中的环境问题2005年我国工业SO2排放总量2549万T，居世界第一位我国酸雨造成的污染损失在13008000元TSO2之间。三、其它能源利用中的环境问题热机发电热污染核电漫反射、废物处置、反应堆安全水电自然、地球化学、生物、社会经济影响等第四节应对能源环境问题的基本策略一、推广清洁煤利用技术，降低源头污染1、煤气化技术在控制温度和压力的条件下部分燃烧煤，使其变为由CO和H2组成的浓缩合成气体，同时除去二氧化硫等杂质。1T商品煤变为煤气供居民使用，可顶19T煤直接燃烧，热效率可提高近1倍。发达国家民用煤气化率达到85以上，我国目前使用煤气的人口仅占全国人口的10。2、集成气化综合循环发电技术（IGCC）由煤气流和废热驱动涡轮发电，同时从气流中捕获CO2。捕获得的CO2可以注入油田以提高石油产量，或生产甲醇燃料。二、提高能源利用效率，降低能源消耗能耗高我国火电机组平均发电耗标煤为349GCE/KWH，比世界先进水平高6070GCE/KWH；民用能源利用率仅20，而发达国家可达70。我国1T煤产生的效率仅相当美国的286，欧盟的168，日本的103；我国建筑物能耗比国外先进水平要高50以上。污染排放强度高每单位GDP产生的NOX是日本的277倍,德国的166倍,美国的61倍,印度的28倍。单位GDP产生的SO2是日本的687倍,德国的264倍,美国的60倍。提高能源利用率的技术措施1、集中供暖和联片供热2、新技术新设备引进与研发核电站的基建投资约为同等功率火电站的152倍，但如果包括燃料开采，加工和运输的投资在内，则二者的总投资是相接近的，发电成本要比火电低2050。四、加快可再生清洁能源的开发利用（一）、生物质能源的开发利用1、直接燃烧是目前把生物质转换成热能所通用的基本过程。2、热化学转化即高温分离过程，分解后通常形成混合气体（气化），油状液体（液化）和纯焦炭（炭化）。3、生物化学转化发酵或水解获取甲烷和乙醇的过程。能源植物培育计划秸秆能源利用计划沼气计划燃料乙醇计划生物柴油植物膏桐（麻风树，小桐子树）,大戟科灌木，种子含油量3364富油海藻开发中国科学院生物质能源与过程研究所（二）、太阳能的开发利用1、太阳能热电系统聚光热（电）机；2、太阳能光电系统太阳能电池。低温太阳能利用温室大棚、太阳能热水器、太阳灶、太阳能烤箱六、新能源利用技术研发一）、核聚变能核聚变（NUCLEARFUSION）的主要原料是海水中所蕴藏的氘（2H），其产物是惰性气体氦（HE），因此，核聚变既无原料短缺问题亦无核废料或核泄漏等污染问题，有望成为未来的重要能源。（二）、氢能目前在制取氢的工艺技术方面已取得新进展，并在航空（天）器、汽车、燃料电池等很多领域得到了成功应用。第五节能源安全什么是能源安全一个国家满足能源需求和抵御可能出现的不测事件时的能源保障能力。能源是实现经济现代化和提高人民生活水平的物质基础。据测算，由于能源不足所引起的国民经济损失，可达能源本身价值的2060倍。因此，以便于利用的形式提供数量充足而价格合理的能源，是维持现代社会发展必要的基本条件。在过去的20年里，我国能源消费总量翻了一番，2006年，一次能源消费总量达到246亿T标准煤。目前，我国是世界上仅次于美国的能源消费大国。1、人均能源严重不足。人均石油储量不到世界平均水平的1/10；人均煤炭储量为世界平均的1/2；人均天然气储量为世界平均的1/15。2、石油剩余可采储量低，稳产难度大。剩余可采储量238亿T，储采比为1481；现有油田储采比为1091。目前全球石油储采比为451。3、石油的对外依存度持续增大石油需求4561亿T，国内产量18亿吨，进口依存度6070是非判断题1、电能是二次能源。2、二次能源是指能够重复利用的能源。复习思考什么是生物质能源目前有哪些主要技术可用于生物质能源的开发利用第九章人口与资源问题第一节人口问题1、世界人口的增长联合国于1990年决定将7月11日定为世界人口日。人口增长的94来自发展中国家。2000年，世界人口的79生活在第三世界，2020年，这个比例将达到83。3、人口膨胀的影响人口膨胀（POPULATIONEXPLOSION）带来的问题主要表现为贫穷、资源短缺和生态环境破坏等。1985年发展中国家贫困线以下的人口比例为305（约1051亿）；1990年贫困线以下的人口