环境科学导论绪论.ppt

资源环境概论 绪论 学科背景 Why 课程内容 What 学习方法 How 北京下土了 可怕的握手沙尘暴在中国北方一些地区肆虐 专家称 滥砍滥伐导致沙区扩大 一旦若干沙区连成一体 治理将变得更加困难 学科背景人类面临的三大问题 人口 资源和环境 正确处理好这三者的关系将是维系人类生存空间 保持正常的生态平衡的关键 才会实现社会 经济与环境的可持续发展 环境科学和资源科学作为新兴学科是时代发展的需要 是在现代社会经济和科学发展中 为了解决资源问题和环境问题而诞生的 环境科学作为一门独立的学科 20世纪60年代诞生 70年代迅速发展 90年代趋于成熟 资源科学形成于20纪初 二战以后稳定发展 目前研究理论和方法日完善 要实现节能减排 建设资源节约型 环境友好型社会 需要加强环保机构的建设 两会也低碳 本届政协会议所有记者所能拿到的会议材料仅仅是一个采访证 往年纸质的记者手册今年不再印发 有关会议日程 议程 会议驻地安排 新闻联络员电话表等采访事项均在网上进行发布 房间内为政协委员们准备的性洗漱用具都换成了可长期用的生活用品 具有防水 耐撕 可降解等特点 在阳光照射下3个月降解 埋在地下1年可以降解 降解后为石头粉末 同时 在生产环节可以大大减少二氧化碳以及其他污染物的排放 2010年 两会 期间 低碳经济以及战略性新兴产业被频繁提及 九三学社向全国政协十一届三次会议提交的 关于推动我国低碳经济发展的提案 已经被列为会议一号提案 已经预示 十二五 规划中将涉及一些新兴产业从政府工作报告对新兴产业的描述来看 相关产业发展规划已呼之欲出 预计 两会 后 如节能环保 新能源 新能源汽车等产业发展规划都将相继出台 新能源 节能环保 低碳 农业 信息通讯 生物医药 汽车 区域经济等8大热点板块 2课程内容及安排 包括资源科学概论和环境科学概论两部分资源和环境二者之间的关系 资源环境和环境资源 资源利用过程中的环境保护 环境保护过程中资源的可持续利用 总学时 48 环境科学概论 环境科学 当代环境问题及发展趋势 生态学原理及其应用 人口 粮食 能源 水资源问题 大气 海洋 噪声 废弃物等环境污染问题个论 资源科学概论 资源科学与资源系统 资源评价与开发决策 资源开发利用的环境影响 资源的保护和可持续利用 二者都是多学科交叉的综合性学科 即相互区别又相互联系和渗透 环境科学与三大科学领域的关系 3 课程特点 综合性 是一门复杂的 跨学科的课程 涉及多门学科 包括众多事实 观点 理论和数据 动态性 许多问题是电视和报纸中新闻故事的一部分 许多信息和结论是有争议的 4 学习方法 广泛的视野 关注相关内容 了解热点问题 批判性的思维 有自己的观点 极端天气 全球气候变暖 原因何在 2008年12月初 受强冷空气和暖湿空气共同影响 我国东北三省 内蒙古 天津 山东等迎来入冬以来最强的一场降雪 中国气象局前局长秦大河东北大雪灾几十年不遇 是全球气候变暖下的极端天气事件 东北大雪的20天前 远在太平洋的另一端 一场暴风雪席卷美国东北部 纽约市积雪68 3厘米 创140年以来最高 2009年11月10日早上开始 石家庄降下了54年以来气象记录最大的一场雪 由世界气象组织和联合国环境规划署共同组建的政府间气候变化专业委员会 IPCC 所作的第四次全球气候变化科学评估报告指出 从20世纪中期至今观测的大部分温度上升 超过90 的可能性与人类活动产生的温室气体排放有关 这份报告是由全世界约3000名顶尖科学家参与并共同完成的 在2001年完成的第三次全球气候变化科学评估报告中认为 过去100年 1906年至2005年 全球地表平均温度升高0 74摄氏度 20世纪可能是过去1000年中最暖的100年 2005年全球大气二氧化碳浓度为是65万年来的最高值 气候变化60 的可能性是由人类活动引起的 这说明经过研究 越来越多的科学家确认了正是人类的活动导致了全球变暖 但也有很多科学家认为全球变暖与人类活动并没有多大关系 英国电视四台2008年还播放了一部纪录片 称人类活动导致全球变暖是 现代社会最大的骗局 据称 该纪录片得到了来自麻省理工大学 丹麦国家航天中心等知名研究机构和大学的一批专家的支持 否认全球变暖由人类活动所导致的科学家在中国也不乏其人 政协委员 中科院院士 郑州大学教授霍裕平表示 全球变暖恐慌 是炒作 中国政府不应为此降低能源消耗 其它原因 太阳说 太阳辐射处于近1000年来最强烈的时期 动物废气说 牛排出的大量甲烷 变冷说 中国科学院南京地理与湖泊研主持的 湖泊沉积与环境变化研究 成果显示 全球气候变暖很可能是一种自然周期变化的结果 与人类活动没有必然的联系 不久的将来 全球气候有可能逐渐变冷 争论和创新是科学研究的生命 学习本课程的目的和作用 学好这门课有助于掌握环境科学的基本知识 有助于掌握生态保护和污染防治的基本技术 有助于培养起坚定 自觉的环境保护意识 该课程对环境类相关专业的学生来说 是一门重要的专业基础课 专业入门课 环境与环境科学 1 1环境及其组成1 2近代的环境科学及分支 1 1环境 依照主体 中心事物 的差异 区分环境类型 动物的环境 植物的环境 人的环境 投资环境 教育环境 城市环境 生产环境 办公环境 创业环境 建筑物的环境 政治环境 地球的时空环境 小区环境 居住环境 科研环境 技术环境 环境 与某一中心事物 体系 有关的周围客观事物的总和 它随中心事物的变化而变化 人类环境 是以人类为主体的外部世界 即是人类生存 繁衍所必需的 相适应的环境或物质的综合体 它包括自然环境和社会环境两大部分 环境学的研究对象 人类与环境之间互相影响 互相作用 自然环境和人工环境是相对的 二者不能截然分开 地球上纯粹的自然环境已经很少 人工环境的分布却越来越广泛 自然环境由地球环境和外围空间环境两部分组成 地球环境具有圈层结构特性 外部圈层 大气圈 水圈 生物圈 内部圈层 地壳 地幔 地核 本课程中所研究的自然环境为生物圈 所有生物及其生存空间 自然环境具有多样性和地带性特点 自然环境的层次结构 自然环境对人的影响是根本性的 人工环境是指由于人类的活动而形成的环境要素 它包括有人工形成的物质 能量和精神产品 以及人类活动中形成的人与人之间的关系或称上层建筑 人工环境 环境科学中所研究的人类环境是指自然环境 也就是自然生物圈这一层和人工环境中的人工构筑物 人工产品和能量以及人的关系问题 人类的环境 物质环境 文化环境 伦理道德环境 法律环境 精神环境 管理环境 政策环境 1 2环境要素与环境质量1环境要素 又叫环境基质 是指构成人类环境整体的各个独立的 性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分 环境要素 自然环境要素 人工环境要素 水 阳光 大气 生物 岩石 土壤等 不断变化 更新 空气污染物三级标准浓度限值 摘自GB3095 82 1 最差限制律 整体环境的质量 不能由环境诸要素的平均状态决定 而是受环境诸要素中那个与最优状态差距最大的要素所控制 2 等值性 各个环境要素 对于环境质量的限制作用不因其规模和数量的差异而有所不同 3 整体性大于各个体之和 环境诸要素互相联系 互相作用产生的集体效应 是个体效应基础上质的飞跃 Example 4 出现先后 互相联系 互相依赖 从演化的意义上看 某些要素孕育着其他要素 2环境质量 一般是指在一个具体的环境内 环境的总体或环境的某些要素 对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度 是反映人群的具体要求而形成的对环境评定的一种概念 大气环境质量 水环境质量 城市环境质量 土壤环境质量 文化环境质量 生产环境质量 环境质量评价是用定性和定量的方法 加以描述环境系统所处状态 有多种类型 按空间范围划分 局地的 区域的 流域的等 按环境要素划分 大气的 水体的 土壤的等 按时间划分 回顾评价 现状评价 影响评价 石家庄市区6月份大气环境质量报告 6月份 市区二级及二级以上天气达到了28天 大气首要污染物为可吸入颗粒物 大气中二氧化硫月均浓度同比去年下降了36 1 二氧化氮月均浓度同比去年下降了11 3 可吸入颗粒物月均浓度则同比去年上升了1 5 综合污染指数较去年同期下降了13 0 1 6月份 市区二级及二级以上天气达到133天 同比去年增加3天 三峡水库蓄水后 水库回水区干 支流水文情势将发生显著变化 水深加大 断面平均流速相应减小 库区干流城市江段近岸水域的水环境承载能力减小 在相同污染负荷条件下城市江段近岸水域的污染范围扩大 造成进入水体的污染物质不易扩散 若大量污染物质进入水体则可能形成较为严重的污染问题 同时 在支流回水区和库湾水体中氮 磷等大量营养物质富集 由于水流变缓 可能会出现富营养化问题等 3环境的分类及边际按范围由近及远分为聚落环境 地理环境 地质环境 宇宙环境 聚落是人类聚居的地方与活动中心 可分为院落环境 村落环境和城市 Example 边际 城乡结合部 两种不同类型的环境的交错地带 简称边际 4环境的功能特性1 系统的共性 有序性和无序性 稳定性 混乱度 熵值和稳定性的关系 趋稳定性 正 负 反馈作用 自我调节能力 2 人类 环境系统的功能特性 1 整体性 2 有限性 环境本底值 环境在未受到人类干扰的情况下 环境中化学元素及物质和能量分布的正常值 环境容量 在人类生存和自然环境不致受害的前提下 环境可能容纳污染物质的最大负荷量 环境自净 污染物质或污染因素进入环境后 将引起一系列物理的 化学的和生物的变化 而自身逐步被清除出去 从而达到环境自然净化的目的 环境污染 人类开发活动产生的污染物或污染因素 进入环境的量超越环境容量或环境自净能力时 就会导致环境质量恶化 出现环境污染 3 不可逆性 人类的环境系统在其运转过程中 存在两个过程 能量流动 不可逆 和物质循环 可逆 但整个过程是不可逆的 所以环境一旦遭到破坏 利用物质循环规律 可以实现局部的恢复 但不能彻底回到原来的状态 4 隐显性 除了事故性的污染与破坏 森林大火等 可直观其后果外 日常的环境污染与环境破坏对人们的影响 其后果的显现 需要一个过程 需要经过一段时间 比如 日本的水俣病 需要经过20年的时间才能显现出来 再如DDT农药 5 持续反应性 环境问题不但影响当代人的健康 而且还会造成世世代代的遗传隐患 比如 黄河流域的生态环境破坏 至今仍给炎黄子孙带来无尽的水旱灾害 Example 1986年4月26日切尔诺贝利事故 核电站一声巨响 高温使核反应堆芯完全溶化 汹汹大火带着放射性爆炸物质冲天而起 31人当场死亡 203人受严重损伤 放射性物质几乎飘满了整个欧洲上空 英国 下令禁止将300万头羔羊送往肉店 欧共体禁止从7个受污染最严重的东欧国家进口新鲜蔬菜 西德在部分地区禁食牛奶 蔬菜叶 禁止露天游泳 1993年白俄罗斯发现患甲状腺癌的病人增多 这是与核辐射有关的致命疾病 一度被认为已经绝迹的白喉 霍乱 结核病和伤寒等又再次蔓延 专家们估计 切尔诺贝的长期后果 使全世界增加了几十万名癌症患者 事故后 全欧洲受到核辐射的剂量示意图 2006年白俄罗斯国家科学院研究报告说 全球共有20亿人口受切尔诺贝利事故影响 27万人因此患上癌症 其中致死9 3万人 泄漏事故的后遗症的影响可能需要800年才能消除 1 2近代的环境科学及环境学1新兴的综合性边缘科学环境学产生于1960年代 但可以追溯到人类社会的早期 环境学产生的标志 寂静的春天 20世纪中叶 美国海洋生物学家Rachel Karson在潜心研究美国使用杀虫剂所产生的种种危害之后 1962年发表了环境保护科普著作 寂静的春天 寂静的春天 SilentSpring 1962年美国海洋生物学家蕾切尔 卡森发表了此书 是环境问题早期的反思 是现代环境科学思想的启蒙 被称为环境保护之母 寂静的春天到底离我们还有多远 我们共同的未来 OurCommonFuture 1987年以挪威首相布伦特兰夫人为首的世界环境与发展委员会 WECD 发表 提出了可持续发展的思想 是环境保护和可持续发展战略的飞跃 1992年 联合国环境与发展大会 通过的 21世纪议程 确立了走 可持续发展 的道路 2环境科学分支 环境学环境科学基础环境学应用环境学环境学是对基本理论和方法的研究 3环境