第讲城市生态环境可持续发展.ppt

第6章城市生态环境与可持续发展 一 城市发展与生态环境 1 城市生态与城市环境 城市是人类的主要集聚形式及主要集聚地之一 城市生态系统与城市环境是人类生态系统及人居环境的一个重要组成部分 随着人类社会发展的进程 城市在人类进步中所起的作用日益重要 城市生态问题与城市环境问题也日益被人们所重视 1 城市生态系统 生态系统是指一定空间内生物和非生物成分通过物质的循环 能量的流动和信息的交换而相互作用 相互依存所构成的一个生态学功能单位 城市生态系统是特定地域内的人口 资源 环境 包括生物的和物理的 社会的和经济的 政治的和文化的 通过各种相生相克的关系建立起来的人类聚居地或社会 经济 自然的复合体 城市生态系统的特征是 首先 城市生态系统的人为性 城市生态系统是以人为主体的生态系统 在城市生态系统中 人口高度密集 其他生物种类和数量都很少 人口比重极大 从城市单位土地面积上人口生存量看 人类远远超过了其他生物 在城市生态系统中 主要生产者实际上已经从绿色植物转化为从事经济生产的人类 而消费者也是人类 人类成为兼具生产者与消费者两种角色为一体的生物 其次 城市生态系统的不完整性 城市生态系统缺乏分解者或者分解者功能微乎其微 城市中的废弃物 工业与生活废弃物 不可能由分解者就地分解 几乎全部都需要输送到化粪池 污水厂或垃圾处理场由人工设施进行处理 城市生态系统中的生产者 绿色植物不仅数量少 而且作用也发生了改变 城市中绿色植物已经不是能量的提供者 而成为的一种美化环境 消除污染和净化空气 因此 城市生态系统必须靠外部提供食物和能量以满足消费者的需要 再次 城市生态系统的开放性 城市生态系统对外部系统具有很强的依赖性 城市生态系统的不完整性决定了其对外部系统的依赖性 城市所需的物质与能量都需从外界获得 而且数量随城市规模扩大而增长 另外 不仅物质与能量需从外界获得 人才 信息 技术等多数依赖外界系统 2 城市环境 城市环境是指影响城市人类活动的各种自然的或人工的外部条件 狭义的城市环境主要指物理环境 包括地形 地质 土壤 水文 气候 植被 动物 微生物等自然环境及房屋 道路 管线 基础设施 不同类型的土地利用 废气 废水 废渣 噪声等人工环境 广义的城市环境除了物理环境外还包括人口分布及动态 服务设施 娱乐设施 社会生活等社会环境 资源 市场条件 就业 收入水平 经济基础 技术条件等经济环境以及风景 风貌 建筑特色 文物古迹等美学环境 城市环境具有以下特点 城市环境具有相对明确的界限 城市有明确的行政管理界限和法定范围 城市内部可以分为远郊区 近郊区和城区 城区可以分为不同的行政管理区 它们之间都有行政管理界限 行政管理界限和自然环境中江河 森林 草原 山川分布界线是有区别的 城市环境受人工化的强烈影响 城市是人类对自然环境施加影响最强烈的地方 城市人口集中 经济活动频繁 对自然环境的改造力强 影响力大 这种影响又会受到自然规律的制约 导致一系列城市环境问题 如热岛效应 大气和水体污染等 城市环境结构复杂 功能多样 城市环境的构成不仅有自然环境因素 还有人工因素 同时还有社会环境因素 经济环境因素和美学环境因素 这种组成决定了城市环境结构的复杂性 它具有自然和人工环境的多种特性 从而也就决定了城市能够发挥多种功能 使得城市在一个国家社会经济发展过程中起到的巨大作用 远远超过其地域界限范围 城市环境的多因素制约性与脆弱性 城市环境既受到本身自然 经济 社会等因素的制约 同时还受到外部系统环境的制约 还受到来自宏观战略与政策的影响 这些复杂的制约因素使城市环境系统表现出较强的脆弱性 只要一个环节出了问题 会带来其他环节的连锁反映 城市越是发展 越偏离自然状态 其自律性越差 就越显脆弱性 2 环境污染对城市发展的影响 1 环境污染对城市居民健康的影响影响人体健康的环境因素大致可分为三类 化学性因素 如有毒气体 重金属 农药等 物理性因素 如噪声和振动 放射性物质和射频辐射等 生物性因素 如细菌 病毒 寄生虫等 其中以化学性因素影响最大 当这些有害因素进入大气 水体和土壤造成污染时 就能对人体产生影响 城市环境的污染对人体健康的影响主要表现在 城市各种污染物使人类发病率升高 污染的城市环境使人们心情压抑 工作效率低下 高密度的建筑与绿地的缺失使儿童心理产生不良反应等 2 环境污染对城市资源的影响环境污染对城市资源的影响是巨大的 而且往往是不可逆转的 如水资源的污染将使城市用水成为制约城市工业发展和居民生活的重要因素 城市大气污染将使居民发病率提高 导致城市医疗资源 人力资源下降 城市化学污染等隐性污染将使居民的食物 粮食 动物 受到污染 使生物资源减少 3 环境污染对城市经济发展的影响环境污染除了对城市居民的身体健康和城市资源产生影响外 对城市经济的发展也会产生很深远的影响 这些影响 有些是直接的 有些是间接的 他们可以极大地破坏城市化创造的生产力 环境污染对人健康的影响将直接影响到劳动力的水平 降低劳动效率 自然风光的破坏影响旅游业的发展 交通堵塞影响商业和服务业运转的速度 不仅造成无效益的等候时间 还造成燃料的无效利用 使大气污染更为严重 良好的城市环境可以吸引较多的流动人口 给城市的发展带来活力 如果城市污染严重 自然使城市的吸引力和竞争力下降 从而缺乏发展后劲 即缺乏可持续的发展 3 生态城市 1 生态城市的概念从通俗意义上讲 生态城市是人与自然和谐发展 人的建设与自然的选择相统一的人居形态的总和 意识 资本和制度在其中具有支配和主导作用 在生态城市中 人 生物和环境的发展之间具有整体上的不可替代性 三者相互依赖 一方的存在和变化以他方为基础 一方的发展也以他方的发展为条件 任一组分 包括人 的单独发展是不可能的 生态城市应该是结构合理 功能高效 关系协调的城市 具体而言 是指城市空间布局合理 基础设施完善 人的建设与自然的选择相统一 环境清洁优美 生活安全舒适 物质能量高效利用 信息传递流畅快速 经济发展 社会进步 环境保护三者保持高度协调 人与自然互惠共生和谐发展 生态良性循环的城市复合生态系统 2 生态城市建设的基本原则 城市建设 社会发展 环境保护同经济发展相协调的原则 有形的手 与 无形的手 相结合的原则 政府与市场 法律 经济 行政手段与培养绿色文明理念相结合的原则 二 城市生态环境可持续发展 1 城市生态环境可持续发展可持续发展是人类预期城市发展的基本特征 依据城市生态环境系统和可持续发展理论 城市生态环境可持续发展是以城市空间范围内的物质实体和社会因素长期持续演进为依托 既满足当代城市发展的现实需要 有不影响城市世代发展的能力 而城市生态环境是一个资源短缺 空间狭小 人口众多的人类集中聚居的环境 存在着一系列生态环境问题 诸如水污染 大气污染 城市固体废弃物污染等 解决这些问题要付出巨大的代价 因此 建立一个资源循环型和经济节约型的社会 以便在城市系统发展过程中受到某种干扰时 具有通过自身的改造和调节 不断保持和改善其组织机制的优化能力 最终造就一个人与自然和谐协调的良性循环的城市生态系统 是城市生态环境可持续发展的目标 城市生态环境可持续发展的特点 自然资源与环境的可持续性是城市生态环境可持续发展的基础 城市发展比较重视人工生态环境的建设 对自然资源 环境保护比较薄弱 城市人口急剧膨胀 造成区域资源短缺 整体环境恶化 反过来由限制了城市的发展 因此 自然资源与环境保护是城市生态环境可持续发展的重要内容 其可持续性应表现在城市环境得到最大程度的保护 城市开发建设应保持在城市环境与资源的承载能力之内 城市的发展方向 规模与水平 应决定于城市所在区域的环境容量和资源承载力 经济增长的可持续性是城市生态环境可持续发展的保障 城市发展要不断满足居民日益增长的物质要求 要不断改善环境质量 进行生态建设 需要资金和物质的支持 只有经济的不断增长才能保证这些的顺利实施 但经济的增长要与城市的环境 资源 人口相协调 在保护生态环境的基础上发展经济 转变经济的增长方式 走新型工业化之路 调整城市内部与城市之间资源和产业的合理分工与布局 社会发展可持续性是城市生态环境可持续发展的最终目标 实现科学的发展观 最重要的是以人为本 可持续发展城市谋求的最终目标是提高人类的生活水平 具体包括城市居民基本权利的实现 人居环境的改善 社会资源的公平分配 满足不同层次人群的需要 社会保障体系的健全 社会心理稳定等 2 城市生态环境可持续发展的原则 第一 预防与保护为主原则 目前很多城市环境污染和资源损害已构成对发展的威胁 自然生态的脆弱性已经警示人们 只注重经济增长的发展几乎走到了尽头 全球性的环境问题 已使人类社会难以为继 因此 必须以预防和保护为主 将城市经济发展和居民对生物圈的影响限制在环境承载力范围之内 不断提高经济发展的技术含量 第二 发展的量与质相统一的原则 可持续发展的核心是发展 发展的重要内容是经济的发展 经济的可持续发展要求既要注重数量的增长 又要注重质量的提高 强调质与量的统一 一方面 经济增长要尽量减少资源的消耗量 依靠科学技术进步推进增长 另一方面 城市发展强度要与城市发展能力相适应 即发展的规模 密度 频度要与提供给城市本身的各种要素的数量 质量相适应 第三 全面协调发展的原则 城市生态环境是自然 经济 社会复合生态系统 城市生态环境的可持续发展必须建立在其高度和谐协调的基础上 城市生态环境系统强调在保持资源和环境永续利用的前提下促进社会经济的全面发展 强化生态环境建设和自我调节能力建设 建立科学的城市运行 调控与管理系统 以维护复合系统的全面协调发展 3 实现城市生态环境的可持续发展的途径 1 大力发展循环经济传统经济是 资源 产品 污染物排放 的线性单向流动经济模式 循环经济是 资源 产品 再生资源 闭路式的反馈流程经济模式 是在物质不断循环的基础上发展经济 在生产和生活过程中运用链的技术 建立起不同层次的循环链接 实现良性循环 达到经济 社会 环境相统一 2 强调清洁生产按照联合国环境规划署工业与环境活动中心提出的定义 清洁生产是指将综合预防的环境政策持续用于生产过程和产品中 以减少对人类和环境的风险 或者说 清洁生产时保持整个生产过程 从原料到最终产品 处于清洁状态 就生产过程而言 清洁生产就是指节约能源和原材料 淘汰有害原材料 尽可能不使用或少使用有毒有害的化学品和原材料 以减少产品使用过程中和报废之后 对人体和环境的污染和危害 就生产工艺来说 清洁生产是改进工艺流程和改善企业管理 改进操作步骤 物料闭路循环 废物循坏利用 工业废物转化为二次原料 通过资源综合利用 使废物资源化 减量化和无害化 就产品而言 革新原有的产品体系 开发清洁产品 又称绿色食品 就服务而言 清洁生产是指将预防性环境战略结合到服务的设计和提供服务的活动中 3 倡导绿色消费 首先 节俭消费 减少污染和浪费资源 随着生产力的发展和生活水平的提高 人们的消费动机日益呈现出多元化的趋势 提倡绿色消费 即提倡节俭 减少污染 人应当主动放弃多余的物质消费 充实精神生活 提高精神境界 在中国 节俭消费是大多数人的日常行为规范 在环境问题日益严重的现代社会 提倡节俭消费尤其重要其次 绿色生活 环保选购 即是指消费绿色产品 绿色食品与绿色能源 再次 重复使用 多层利用 分类回收 循环再生 提倡对废物的资源化处理 通过重复使用和多层利用 提高物质利用率 改变过去对资源利用的一种单通道 高排放的线性过程 促进废物的循环利用 变废为宝 最后 保护物种 万物共生 绿色消费主张绿色食品 不吃珍稀动植物及其制成品 减少化肥 农药的使用 保护珍稀动植物有利于维护物种多样性 多样性意味着稳定性 稳定性意味着可持续发展 4 发展环保产业 环保产业是指那些在国民经济结构中以防治环境污染 改善生态环境 保护自然资源为目的所进行的经济技术活动 它是以信息技术和生态技术重整传统的生产工艺系统 有利于提高人类生存环境质量的新兴产业 大力发展环保产业 可以为防治环境污染 改善生态环境质量 保障资源永续利用 实现可持续发展提供物质条件和工程技术支持 在保护城市生态环境促进经济发展中起重要作用 既是经济的新增长点和振兴经济的希望 又是调整经济结构实现可持续发展的重要手段 因此要大力发展环保产业 实现城市生态环境的可持续发展 三 城市大气污染治理 1 城市大气污染与治理 1 城市大气污染源城市主要大气污染源包括工业污染源 交通污染源和生活污染源 工业污染源 城市大气污染 在相当高的程度上来自工业污染源 首先来自燃料的燃烧 产生了大量污染物 表示以石油或煤为燃料 原料产生的废气量 以石油 煤为燃料或原料产生的废气量 污染源污染物一吨燃料产生废气 kg 锅炉粉尘 二氧化碳 酸类和有机物5 15汽车二氧化氮 一氧化碳 酸类和有机物40 70炼油二氧化硫 硫化氢 氨 一氧化碳20 150化工二氧化硫 氨 一氧化碳 酸 硫化物 有机物50 200冶金二氧化硫 一氧化碳 氟化物 有机物50 200矿石加工二氧化硫 一氧化碳 氟化物 有机物100 300 交通污染源 交通污染源一般都是移动污染源 主要是各种机动车辆 飞机 轮船等排放的有害物进入大气 主要污染物包括碳氢化合物 一氧化碳 氮氧化物 含铅污染物等 虽我国汽车工业的发展 城市机动车辆拥有量逐年快速增加 不但给城市交通带来了巨大压力 也给城市大气造成了大量的污染 另外还伴随噪声等其他污染 汽车废物排放表 污染物以汽油为燃料 g L 以柴油为燃料 g L 小汽车载重汽车铅化合物2 11 56二氧化碳0 2953 24一氧化碳16926 0氮氧化合物21 144 4碳氢化合物33 34 44 生活污染源 生活燃料的污染 家庭炊事 取暖所用炉灶一般效率较低 但为燃料产生的污染物要高于工业 冬季北方城市污染明显恶化 即因生活燃料燃烧所致 居住环境污染 近年来 由于建筑和家庭装修业的发展 建筑材料和家具释放甲醛 苯 氯仿等有机化合物 石棉以及氡等 成为重要的污染源 另外 还有其他生活污染源 如厨房油烟 吸烟产生的烟雾等 2 城市大气污染的危害 大气污染对健康的影响 大气污染对健康的影响 取决于大气中有害物质的种类 性质 浓度和持续时间 空气污染引起的急性伤害是易于观察的 而低水平污染对健康的连续慢性影响则很难得到精确的结论 对人体产生影响的物质主要包括刺激性气体 飘尘 汞 铅 镉及其化合物等 大气污染对城市生态环境的影响 酸雨 PH值小于5 6的天然降水和酸性气体及颗粒物的沉降称为酸雨 酸雨中包括硫酸和硝酸等酸性物质 使大气中SO2和NO2转化而来的 酸雨在城市中 除了危害植物外 还会损害建筑 设备 露天放置的各种金属设备 阳伞效应 大气污染物中 粉尘 烟尘和气体彼此结合并与水蒸汽结合 使空气变浑浊 加强了云层覆盖 它们减弱了到地面的太阳辐射强度 其作用如同一把阳伞 叫做大气污染的 阳伞效应 城区的阳伞效应明显强于郊区 而且的作用是双重的 在寒冷的天气 使城区更阴冷 而在炎热的天气 它又阻挡地面热量向天空散发 使城区更热 CO2的温室效应 CO2能使太阳的短波辐射透过 加热地面 而地面增温后所放出的长波热辐射却被温室气体吸收 使大气增温 这种现象称为温室效应 地球大气本来就存在使地球保持一个适于人类生存的温度的温室效应 但由于大气污染 CO2增多 使原有的平衡打破 温室效应加强 引发了一系列问题 对城市的影响主要是提高了热岛效应的强度 恶化了城市环境 4 城市大气污染治理 第一 合理利用大气环境容量 大气环境容量指在满足大气环境目标值 即能维持生态平衡及不超过人体将康阈值 的条件下 某区域大气环境所能吸纳污染物的最大能力 或所能允许排放的污染物的总量 我国存在的问题表现在 一方面 局部地区 超载 严重 另一方面 相当一部分地区大气容量没有合理利用 第二 科学利用大气自净能力 根据大气的自净规律 定量 定时 定点的向大气中排放污染物 在保证大气中污染物浓度不超过要求值的前提下 合理的利用大气环境资源 第三 结合调整工业布局 合理开发大气环境容量 工业布局不合理是造成大气环境容量使用不合理的直接因素 如污染源布局在城市上风向 使得城市上空有限的环境容量过度使用 而城郊大量的大气容量却被闲置 再如污染源集中在局部布局 使局部污染严重 在合理开发大气容量时 应从调整工业布局入手 第四 以集中控制为主 降低污染物排放量集中控制是防止污染 改善区域环境质量的最有效途径之一 我国城市中的大气污染 主要是煤烟型污染 因此应采用以集中控制为主 与分散治理相结合的整治措施 所谓集中控制就是从城市整体着眼 采取宏观调控和综合防治措施 如改变能源结构 集中供热 发展无污染或少污染的新能源 采取优质煤等 第五 实行全过程控制 减少污染排放 对生产实行全过程控制 提高资源利用率和减少污染物的产生量和排放量 实行清洁生产 即源消减法 可体现在两个全过程控制 一个是从原料到成品的全过程控制 即 清洁的原料 清洁的生产过程 清洁的产品 一个是从产品进入市场到实用价值丧失这个全过程控制 通过清洁生产不但可以提高原料 能源利用率 还可以通过原料控制 综合利用 净化处理等手段 将污染消灭在生产过程中 有效地减少污染物的排放量 第六 治理污染源 这是防治大气污染必不可少的措施 通过末端净化治理 使污染源的排放达到规定的排放标准 对防治大气污染是一个积极有效的措施 主要技术手段包括溶剂吸收 固体吸收 熔融盐法 催化还原法和废气除尘法等 第七 发展植物净化 植物具有美化环境 调节气候 截留粉尘 吸收大气中的有害气体等功能 可以在大面积的范围内 长时间的 连续的净化大气 尤其是在大气污染物影响范围广 浓度比较低的情况下 植物净化是行之有效的方法 因此 在大气污染综合治理中 结合城市绿化 选择抗污染物种 发展植物净化是进一步改善大气环境质量的主要措施 四 城市固体废弃物污染与管理 所谓固体废弃物 是指人类在生产 加工 流通 消费以及生活等过程中 提取目的组分后 而被丢弃的固态和泥浆状的物质 按其化学性质可以分为有机废物和无机废物 按其危害状况可以分为危险废物和一般废物 危险废物是一类对环境极为有害的废弃物 世界卫生组织将其定义为 根据其物力或化学性质 要求必须对其进行特殊处理和处置的废物 以免对人体健康活环境造成影响的废物称为危险废物 我国从管理的需要 将其分为 工矿业固体废弃物 有害固体废物和城市垃圾三类 至于放射性固体废弃物则自成体系 专门管理 固体废弃物的特点 固体废弃物是各种污染物的最终形态 特别是从污染控制设施排出的固体废弃物 浓集了许多成分 具有呆滞性和不可稀释性是固体废弃物的重要特点之一 在自然条件影响下 固体废弃物中的一些有害成分会转入大气 水体和土壤中 参与生态系统的物质循环 因而具有长期潜在的危害性 固体废弃物的特点决定了从其生产到运输 贮存 处置及处理的每个环节都要妥善控制 具有全过程控制管理的特点 固体废弃物对城市环境的危害 侵占土地 固体废弃物需要占地堆放 据估计 每堆积一万吨废物 占地约需一亩 随着我国城市经济快速发展与消费的增长 城市垃圾收纳场地日益显得不足 垃圾占地的矛盾日益突出 污染水体 固体废弃物随天然降水和地表径流进入河流湖泊 或随风飘落入水体能使地面水污染