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矿山环境保护ProtectionofMineEnvironmental,硕士生课程CourseforUndergraduates,content,IntroductionChap.1矿山大气污染及其防治Chap.2矿山水污染及其防治Chap.3矿山噪声污染及其防治Chap.4矿山土地复垦和资源综合利用Chap.5矿井热害及其防治Chap.6环境质量评价,Introduction,10亿20亿30亿40亿50亿65亿90亿,100a,人口,能源,每年从岩石圈中挖出25t的各种物质,全世界每年消耗石化燃料70亿t,按此，煤200多年，石油100年。,大量废弃物,每年向大气排放50多亿t废气，大气变浊，气候变暖氯、氟、烃的排放使臭氧层遭到破坏海洋、河流、湖泊、地下水遭到污染森林被砍伐、耕地锐减等等,我们面对的是一个反常的世界！,30a,15a,13a,地球概述环境概述生态学概述,Introduction,地球外部结构地球内部结构地球的历史,地球的外部圈层结构,1.大气圈对流层平流层中间层热成层扩散层2.水圈3.生物圈,地球的内部圈层结构,科学家将地球由地表至地心分为地壳、地幔和地核三层。,地球各圈层的相互作用问题,探测地球内部1.矿坑和钻井探测：人类钻井的最大深度只有15公里，与地球半径6371公里相差太多，无法探测地内部的构造。2.地震：地球物理学家利用地震发生时，地震波经过不同物质时，速度和方向会改变的性质，来推测地球的内部结构。,岩石圈和软流圈,自地表算起至深约100公里处，全由岩石组成，称为岩石圈，岩石圈包含地壳全部及上部地幔一部分。岩石圈以下至深约300公里处的岩石，因受高温而局部熔化，熔化的岩浆和高温具可塑性的岩石，形成软流圈，厚约200公里。,岩石圈和软流圈的示意图,软流圈的热对流,岩石圈的密度较软流圈小，所以岩石圈漂浮在软流圈之上。当软流圈因热对流流动时，其上的岩石圈也跟著移动，但移动缓慢，每年最多移动数公分。,大陆漂移说,二十世纪初，德国气象学家魏格纳发现南美洲和非洲的海岸线似乎很吻合，於是他开始收集相关的证据，如陆生生物化石、冰川痕迹和地层分布等。魏格纳在1912年提出大陆漂移说，他认为世界各大洲在二亿多年前原是连在一起的，称之为盘古大陆，后来经过长时间的分离与漂移，才逐渐形成现今各大洲的模样。,二亿年前盘古大陆,现今各大洲分布图,海底扩张说,二次大战结束后，美国展开全球大规模的海底探测，在20世纪中，发现各大洋海底有绵延万里的海底山脉，称为中洋脊。美国科学家海斯（HarryHess）據据此提倡“海底扩张说”，主张岩浆由中洋脊喷出形成新的海洋地壳，因而推挤旧的海洋地壳而向两侧扩张。,中洋脊海底扩张示意图,海底扩张的原动力,来自软流圈的热对流，热对流就像输送带一样带着岩石向两侧移动。中洋脊就是位于热对流上升之处，此处岩浆随着热对流上升，在裂谷喷出后，遇海水冷却形成岩石（主要为玄武岩），并随热对流而向两侧移动。当移动撞及另一地壳时，密度大者会在海沟处下降至地幔，如此形成一个很大但速度很慢的热对流。,板块构造学说,1968年科学家在大陆漂移与海底扩张的基础上，提出板块构造学说：(1)地球表层由岩石构成岩石圈（厚约100公里），且岩石圈漂浮在软流圈之上，软流圈的热对流成为岩石圈移动的动力来源。(2)地球表层岩石圈并非完整的一整圈，而是分割成为一块一块大小不等的板块。,板块构造学说,(3)板块与板块的界限主要以中洋脊、隐没带、高大山脉为界限，板块与板块间的相对运动产生了地震、火山及造山运动。(4)板块构造学说的提出，解开人类自古以来对地震、火山及山脉形成之谜。除了地球之外，太阳系的金星、火星表面也有类似地球的岩石圈与较不明显的板块运动。,板块与各种地质构造的关系,科学家将全球分成七大板块及二十几个较小的板块。,板块与各种地质构造的关系,板块的交界与地震带和火山带非常地吻合，且全世界主要的高大山脉如喜玛拉雅山、安地斯山等，都位于板块交界带上。,指两板块受张力作用而互相远离，如洋中脊、东非裂谷等。地质特色：多火山和地震。,张裂性板块边界：,冰岛的地质构造,中洋脊贯穿冰岛，产生南北向的裂谷，裂谷的两侧岩石（玄武岩为主）呈对称分布，距裂谷愈远则年代愈老，也证明大西洋的中洋脊正逐渐向两侧扩张。,冰岛地质图：不同颜色代表不同年代，中央黄绿色代表岩石生成年代最年轻，褐色年代居中，粉红色代表年代最老。,指两板块间受挤压而相互推挤靠近。如台湾、喜玛拉雅山和南美安地斯山等。地质特色：因两板块互相挤压，故多地震、火山及高大山脉（造山运动）。,聚合性板块边界：,台湾的地质构造,台湾位在菲律宾海板块与欧亚板块交界处。两板块以花东纵谷为界：(1)海岸山脉、绿岛都属于菲律宾海板块。(2)中央山脉以西均属于欧亚板块。两板块相互挤压下，造成中央山脉隆起，是形成台湾地形复杂多变的主因。,台湾板块构造图,魏格纳,魏格纳（1880-1930），大陆漂移理论的创始人。,第一次世界大战期间魏格纳在德国军队服役。当他受伤后在医院治疗期间，偶然发现大西洋两岸的大陆轮廓非常吻合，从而产生了大西洋两岸陆地原来是连接在一起的，后经裂开和漂移，形成了今天格局的想法。魏格纳为了证实他的这一观点，开始收集地质和古生物方面的大西洋两岸的大陆曾经拼接在一起的证据。1915年他出版了大陆和海洋的起源，提出并阐述了大陆漂移学说。,地球脸上的刀疤东非大裂谷,东非大裂谷是世界大陆上最大的断裂带，从卫星照片上看去犹如一道巨大的伤疤。这条裂谷带位于非洲东部，南起赞比西河口向北经马拉维湖分为东西2支：东支裂谷带沿维多利亚湖东侧，向北经坦桑尼亚、肯尼亚中部，穿过埃塞俄比亚高原入红海，再由红海向西北方向延伸抵约旦谷地，全长近6000千米。这里的裂谷带宽度较大，谷底大多比较平坦。裂谷两侧是陡峭的断崖，谷底与断崖顶部的高差从几百米到2000米不等。西支裂谷带大致沿维多利亚湖西侧由南向北穿过坦噶尼喀湖、基伍湖等一串湖泊，向北逐渐消失，规模比较小。东非裂谷带两侧的高原上分布有众多的火山，如乞力马扎罗山、肯尼亚山、尼拉贡戈火山等，谷底则有呈串珠状的湖泊约30多个。这些湖泊多狭长水深，其中坦噶尼喀湖南北长670千米，东西宽40千米80千米，是世界上最狭长的湖泊，平均水深达1130米，仅次于北亚的贝加尔湖，为世界第二深湖。,地球历史,PaulF.hoffman,首页实用查询地质年代表,Snowball,地球概述环境概述生态学概述,Introduction,环境的概念,中华人民共和国环境保护法：影响人类生存与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、野生动物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。,环境的特性,整体性：任何一个地区或生态因素都是环境的组成部分，各部分之间相关联系、相互制约。,有限性：人类只有一个地球；环境对污染的忍耐能力有限。,环境的特性,不可逆性：能量流动不可逆物质循环不能完全恢复,潜在性：环境的破坏对人类的影响需较长时间才能显示出来,放大性：局部或某一方面的环境污染或破坏所造成的危害，都会放大。O3,环境的分类,人们生活的社会经济制度和上层建筑的环境条件，如构成社会的经济基础及其相应的政治、法律、宗教、艺术、哲学的观点和机构等。,定义：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。,城市环境,城市化对环境的影响：大气环境水环境生物环境,（1）城市化对大气环境的影响,城市化改变了下垫面的组成和性质城市化改变了大气的热量状况城市化排放大量各种气体和颗粒污染物,（2）城市化对水环境的影响：,对水量的影响：破坏自然界的水分循环，增加耗水量等；对水质的影响,（3）城市化对生物环境的影响：,严重破坏了生物环境，改变了生物环境的组成和结构，使生产者有机体与消费者有机体比例不协调“城市荒漠”。,环境问题,概念：由于人类活动作用与人们周围的环境所引起的环境质量变化，以及这种变化反过来对人类的生产、生活和健康的影响问题。,环境问题,由来：,原始社会：由乱采乱捕、滥用资源造成生活资料缺乏而引起的饥荒。17世纪中叶至18世纪末：砍伐森林、破坏草原而导致的水土流失、水旱灾害频繁发生和沙漠化等。19世纪初至20世纪中：工业“三废”20世纪5060年代形成环境问题的第一次高潮。20世纪80年代中期以来：第二次环境问题,环境问题,问题：,全球气候变暖臭氧层的损耗与破坏生物多样性减少酸雨蔓延森林锐减土地荒漠化大气污染、水污染、海洋污染危险性废物越境转移,全球十大环境问题,（一）全球气候变暖,温室气体：CO2、CH4、N2O、CFCl、CCl4、CO等。各种影响：极地冰川融化，海平面每10年将升高6厘米，因而将使一些海岸地区被淹没。影响到降雨和大气环流的变化，使气候反常，易造成旱涝灾害，导致生态系统发生变化和破坏等。,消失ing的国家,图瓦卢,马尔代夫,日本？,全球年平均表面温度模拟。红线为实际观测值，黑线为数值模拟结果。a图表示自然因素导致的升温，b图表示人为因素导致的升温，c图表示综合两种因素综合的结果，可见最近五十年以来观测到的增温，绝大部分是由人类活动造成的。,这是地球表面温度变化趋势，2000年后部分为数值模拟的结果，从中我们可以看到，气温的递增趋势从人类步入工业社会之后就开始了，如果这种趋势继续维持，今后一百年气温将上升到一个惊人的水平。,1997年二氧化碳排放量前十位国家,预测我国不同地段相对海平面的不同变化趋势（cm),南极冰架拉森B崩离,京都议定书,艾伯特戈尔2007诺贝尔和平奖,141个国家和地区签署该议定书，包括30个工业化国家。,哥本哈根会议,2012-2020,（二）臭氧层的耗损与破坏,臭氧层：在离地球表面10-50千米的大气平流层中集中了地球上90%的臭氧气体，在离地面25千米处臭氧浓度最大，形成了厚度约为3毫米的臭氧集中层，称为臭氧层。,O3，具鱼腥味，氧气的同素异形体。,人类真正认识臭氧还是在150多年以前，由德国化学家先贝因（Schanbein）博士首次提出在水电解及火花放电中产生的臭味，同在自然界闪电后产生的气味相同，先贝因博士认为其气味类似于希腊文的OZEIN（意为“难闻”），由此将其命名为OZONE（臭氧）。,臭氧极易分解，很不稳定。,保护作用，吸收太阳光中的波长300m以下的紫外线，保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。,加热作用，臭氧在高度50km吸收紫外线并将其转换为热能加热大气，使地球上空1550km存在一升温层。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气，所以也就不存在平流层。,温室气体作用，在对流层上部和平流层底部，臭氧减少，则会产生使地面气温下降的动力。,三个作用,动物：到达地表的中波紫外线UV-B辐射增加。破坏蛋白质的化学键，彻底杀死微生物，破坏动植物的个体细胞，损害其中DNA，引起遗传因子变化，发生生物的变态反应。,植物：过量的紫外辐射可使农作物大豆、玉米、棉花等的叶片受损，抑制其光合作用，导致减产，还能改变细胞内的遗传基因和再生能力，使农产品质量劣化。,水：紫外辐射能穿透水下10m。过量的紫外线会杀死水中的微生物，削弱浮游植物的光合作用，破坏水生生物的食物链，引起水生生态系统发生变化，降低水体的自然净化能力，导致水生物大批死亡。,臭氧层耗减的直接结果,臭氧层损耗是否能被停止和臭氧层能否恢复呢?只有将所有的消耗臭氧物质完全限制以后，才能达到上述目的。,半个多世纪以来，人们广泛地使用氯氟烃(CFCs)和含溴氟烃(Halons)等，作为制冷制、发泡剂、喷射剂和灭火剂。CFCs30年代被开发为制冷剂和发泡剂，推进了冰箱和空调广泛进入人们的生活中。具有无毒、不燃、性能稳定、价格低廉等特点，是当时的一项优良的技术产品。许多情况表明，氯氟烃、含溴氟烃(哈龙)及其它一系列有机化合物是消耗臭氧层物质(ODS)的大量排放对大气臭氧层构成严重威胁。,臭氧层的保护9.16,（三）生物多样性减少,定义：是指地球上的生物所有形式、层次和联合体中生命的多样化。or，生物和它们组成的系统的总体多样性和变异性。,作用：生物多样性是地球生命经过几十亿年发展进化的结果，是人类赖以生存和持续发展的物质基础。提供人类所有的食物和木材、纤维、油料、橡胶等重要的工业原料。中医药绝大部分来自生物，截至目前，直接和间接用于医药的生物已超过万种。,三个层次：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。,保护生物多样性就等于保护人类生存和社会发展的基石，保护了人类文化多样性基础，就是保护人类自身。,生物多样性丧失的原因,生态环境的破坏掠夺式的利用生物资源环境污染物种的引入人口增长全球气候变化,（1）生态环境的破坏,我国自然生态环境形势是很严峻的。森林覆盖率低（中国16.5，世界26.6），草场超载过牧，质量下降，退化、沙化加剧；长江、黄河等江河源头生物多样性丰富地区的自然生态环境呈恶化趋势，沿江重要湖泊、湿地日趋萎缩；北方地区江河断流、湖泊干涸、地下水下降现象严重；全国主要江河湖泊水体受污染。1520动植物受到威胁，世界：1015；湿地丧失和功能退化特快。,（2）掠夺式的利用生物资源,滥捕、滥猎、滥渔是典型的资源过度利用，森林、鱼类和野生动物资源由于过度开发而灭绝的案例更是不胜枚举。表面看来，过度开采资源使许多人在短期间致富，但是像这样的“杀鸡取卵”、“竭泽而渔”是再愚蠢不过的事！长远看来，它还会降低生态系保持养分、水分和表土的能力，从而破坏生态系为人类服务的能力。,（3）环境污染,全球性的温室效应,使生态系统失调，自然环境恶化，一些物种失去原有的生存条件而灭绝。杀虫剂、杀菌剂、除草剂，工厂的化学废物沉积土壤，使许多动植物、微生物死亡。当这些化学废物随着河水流进海里，许多河海生物生病、发育不良、甚至丧生。空气污染物和雨水结合的酸雨改变了无数的湖泊和池塘，使淡水生态系生机不再，生物多样性也随之大幅衰退。,（4）物种的引入,福安湾坞乡的红树林群被大米草围困,为了满足某种需求，人类任意引入物种，当外地生物进入另一地区，将打破本地生态系统的平衡，对本地物种的生存造成威胁。,据悉，在IUCN不久前公布的世界上100种危害最大的外来入侵物种中约有一半已入侵了中国。我国目前已成为遭受外来入侵物种危害最严重的国家之一。松材线虫、湿地松粉蚧等森林入侵虫害和稻水象甲、美洲班潜蝇等农作物入侵害虫，每年发生灾害面积约300万公顷。在我国云南、原产美洲的紫茎泽兰入侵成灾面积就约2470万公顷。据专家对部分入侵物种造成损失初步估算，每年中国遭受外来入侵物种经济损失达574亿人民币。,（5）人口增长,当1987年7月11日世界人口达到了50亿的时候，联合国人口基金为了引起国际社会对人口问题更深切的关注，决定从1988年起把每年的7月11日定为“世界人口日”。,（6）全球气候变化,既有自然因素，也有人类活动的影响存在。在未来一百年内全球气温将升高1.5至6摄氏度、海平面将升高15至95厘米、沙漠将更干燥、气候将更恶劣、厄尔尼诺现象将更严重，全球变暖将直接或间接影响数以亿计人们的生活。,厄尔尼诺（ElNioPhenomenon）又称厄尔尼诺海流，是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象，就是沃克环流圈东移造成的。正常情况下，热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲，使太平洋表面保持温暖，给印尼周围带来热带降雨。但这种模式每27年被打乱一次，使风向和洋流发生逆转，太平洋表层的热流就转而向东走向美洲，随之便带走了热带降雨，出现所谓的“厄尔尼诺现象”。,小学毕业苏丹红中学毕业SARS高中毕业甲流大学毕业2010,我国生物多样性面临的威胁,物种灭绝加速基因多样性减少生态系统多样性破坏,目前光鸟类每三年就至少有两种灭绝，其它物种更多。且有加速趋势。,高鼻羚羊,犀牛,野马,物种灭绝加速,许多物种野生类型数量严重减少，濒临灭绝。有些只剩圈养或种植类型，近亲繁殖严重。,基因多样性减少,许多河湾、湖泊湿地改造成农田。森林贮量骤减、草原退化、沙漠化严重,生态系统多样性破坏,围湖造田,草原过载退化,上个世纪80年代，国际社会开始意识到保护生物多样性的重要性，制定了一系列的国际公约。1992年，我国成为世界上首先批准生物多样性公约的六个国家之一，并成立了生物多样性保护委员会，制定了中国生物多样性保护行动计划。,生物多样性公约,生物多样性的保护,A.就地保护最有效的保护：通过立法，将有价值的自然生态系统和珍稀濒危野生动植物集中分布的天然栖息地保护起来，限制人类活动的影响，确保区内生态系统及其物种的演化和繁衍，维持系统内的物质循环和能量流动等生态过程。国家公园：保护自然景观、野生动物及其生态环境区域。区内允许适当的娱乐休闲或旅游活动，但禁止狩猎等活动。湿地建设,B.迁地保护最后一套保护方案：,C.基因资源库和种子库：,基因资源库(Genomeresourcebank)：将生物组织和细胞、孢粉、动物的精液、卵子和胚胎以冷冻储存(-196的液氮环境中)或以培养液长期保存的场所。,生物多样性的保护,将濒危动植物迁移到人工环境中或易地实施保护。与就地保护相比，迁地保护不是在自然生境中对濒危动植物实施保护。由于缺乏自然选择的择优汰劣作用，不能完全保持物种的自然活力。但，当物种丧失在野生环境中生存的能力，在野生状态下即将灭绝时，迁地保护无疑提供了最后一套保护方案。,（四）酸雨蔓延,酸雨是指大气降水中酸碱度（PH值）低于5.6的雨、雪或其他形式的降水。这是大气污染的一种表现。酸雨对人类环境的影响是多方面的:A.酸雨降落到河流、湖泊中，会妨碍水中鱼、虾的成长，以致鱼虾减少或绝迹；B.酸雨还导致土壤酸化，破坏土壤的营养，使土壤贫脊化，危害植物的生长，造成作物减产，危害森林的生长。C.此外，酸雨还腐蚀建筑材料，有关资料说明，近十几年来，酸雨地区的一些古迹特别是石刻、石雕或铜塑像的损坏超过以往百年以上，甚至千年以上。世界目前有三大酸雨区。我国华南酸雨区是唯一尚未治理的。,（四）酸雨蔓延,早春时节的酸雨酸雪污染了河川，造成一场致命的“酸流”，令溪鳟纷纷死于鳃部伤害。,酸雨腐蚀后的森林,（四）酸雨蔓延,（五）森林锐减,平均每年4000平方公里的速度消失。,森林锐减直接导致了全球六大生态危机:,1.绿洲沦为荒漠历史上，古巴比伦、古埃及、古印度以及我国古黄河文明的发祥地，原来都是森林茂密、水草丰盛的地方，由于森林植被的破坏，已经导致了文明的衰落和转移。,2.水土大量流失水土流失是森林破坏导致的最直接最严重的后果之一。据测定，在自然力的作用下，形成1厘米厚的土壤需要100400年的时间；在降雨340毫米的情况下，每公顷林地的土壤冲刷量仅为60千克，而裸地则达6750千克，流失量比有林地高出110倍。,森林锐减直接导致了全球六大生态危机:,3.干旱缺水严重森林被誉为“绿色的海洋”、“看不见的绿色水库”。据测定，每公顷森林可以涵蓄降水约1000立方米，l万公顷森林的蓄水量即相当于1000万立方米库容的水库。,4.洪涝灾害频发水灾与旱灾是一对“孪生子”。破坏森林，必然导致无雨则旱，有雨则涝。大量事实说明，森林有很强的截留降水、调节径流和减轻涝灾的功能。森林凭借它庞大的林冠、深厚的枯枝落叶层和发达的根系，能够起到良好的调节降水的作用。,5.物种纷纷灭绝科学家分析，一片森林面积减少10，能继续在森林中生存的物种就将减少一半。地球上有500万至5000万种生物，其中一半以上在森林中栖息繁衍。由于全球森林的大量破坏，现有物种的灭绝速度是自然灭绝速度的1000倍。,6.温室效应加剧近代人类大量使用化石燃料，如石油、煤炭、天然气等，使得大气中二氧化碳的浓度在过去110多年里由270毫升立方米上升到350毫升立方米，到21世纪中期将达到600毫升立方米。,（六）土地荒漠化,全球陆地面积占60%，其中沙漠和沙漠化面积29%。每年有600万公顷的土地变成沙漠。经济损失每年423亿美元。全球共有干旱、半干旱土地50亿公顷，其中33亿遭到荒漠化威胁。致使每年有600万公顷的农田、900万公顷的牧区失去生产力。人类文明的摇篮底格里斯河、幼发拉底河流域，由沃土变成荒漠。中国的TheYellowRiver-黄河，水土流失亦十分严重。,（七）大气污染,大气污染的主要因子为悬浮颗粒物、一氧化碳、臭氧、二氧化碳、氮氧化物、铅等。大气污染导致每年有30-70万人因烟尘污染提前死亡，2500万的儿童患慢性喉炎，400-700万的农村妇女儿童受害。,近几十年来全球和中国的气候正经历一次近千年来从未有过的显著变化，伴随着灾害性天气频发,暴雨,沙尘暴,洪涝,这种变化被科学界认为主要是由人类活动造成的大气成分的增加最终导致了这些变化,干旱,高温,器测的气温变化,（八）水污染,水是我们日常最需要，也上接触最多的物质之一，然而就是水如今也成了危险品。,（九）海洋污染,人类活动使近海区的氮和磷增加50%-200%；过量营养物导致沿海藻类大量生长；波罗的海、北海、黑海、东中国海等出现赤潮。海洋污染导致赤潮频繁发生，破坏了红树林、珊瑚礁、海草，使近海鱼虾锐减，渔业损失惨重。,违规排污口肆无忌惮的将工业废水直接排到渤海,原本蓝色的海洋如今成了“污水沟”,废水产生的白色泡沫已成为海岸线的“新景观”,（十）危险性废物越境转移,危险性废物是指除放射性废物以外，具有化学活性或毒性、爆炸性、腐蚀性和其他对人类生存环境存在有害特性的废物。美国在资源保护与回收法中规定，所谓危险废物是指一种固体废物和几种固体的混合物，因其数量和浓度较高，可能造成或导致人类死亡率上升，或引起严重的难以治愈疾病或致残的废物。,随着工业的发展，工业生产过程排放的危险废物日益增多。据估计，全世界每年的危险废物产生量为3.3亿吨。由于危险废物带来的严重污染和潜在的严重影响，在工业发达国家危险废物已称为政治废物，公众对危险废物问题十分敏感，反对在自己居住的地区设立危险废物处置场，加上危险废物的处置费用高昂，一些公司极力试图向工业不发达国家和地区转移危险废物。危险废物的这种越境转移量有多少尚难统计，但显然是正在增长。据绿色和平组织的调查报告，发达国家正在以每年5000万吨的规模向发展中国家转运危险废物，从1986年到1992年，发达国家已向发展中国家和东欧国家转移总量为1.63亿吨的危险废物。,（十）危险性废物越境转移,危险废物的越境转移已成为严重的全球环境问题之一，如不采取措施加以控制，势必对全球环境造成严重危害。1989年3月在联合国环境规划署（UNEP）主持下，在瑞士的巴塞尔通过了控制危险废物越境转移及其处置的巴塞尔公约。该公约于1992年5月生效。我国是该条约的签约国。,危险废物的越境转移给发展中国家乃至全球环境都具有不可忽视的危害。首先，由于废物的输入国基本上都缺乏处理和处置危险废物的技术手段和经济能力，危险废物的输入必然会导致对当地生态环境和人群健康的损害。其次，危险废物向不发达地区的扩散实际上是逃避本国规定的处置责任，使危险废物没有得到应有的处理和处置而扩散到环境之中，长期积累的结果必然会对全球环境产生危害。危险废物的越境转移的危害还在于，这些废物是在贸易的名义掩盖下进入的，进口者是为了捞取经济利益，根本不顾其对环境和人体健康可能产生的影响，所以都得不到应有的处理和处置。,地球概述环境概述生态学概述,Introduction,基本概念生态学在环境保护中的作用环境污染与人体健康,生态学概述,基本概念：生物圈生态学生态系统生态平衡,自然地理学把构成自然环境的总体划分为：大气圈、水圈、生物圈、土圈、岩石圈生物圈：接近地球表面的那一层环境。只有在这个表面层里有空气、水、土壤，能够维持生物的生命。人们把这个生物有机体生存的地球表面层，叫做生物圈。范围：是从海面-11km地平面+10km。包括大气圈下层和岩石圈上层，以及整个水圈和土圈。,生物圈：,生态学概述,基本概念：生物圈生态学生态系统生态平衡,生态学：,生态学是研究生物与其生存环境之间相互关系的学科。研究生物与其生存环境之间相互关系，是研究与生态系统、生态平衡有关问题的学科。即：研究生命系统与环境系统之间的相互作用的规律及其机理的一门学科。,生态学：,生态学研究的生物：微生物-10万、植物-30万、动物-2000万。,生态学概述,基本概念：生物圈生态学生态系统生态平衡,组成和类型物质能量流动,生态系统：,生态系统是由生物群落及其生存环境共同组成的动态平衡系统。,生物群落同其生存环境之间以及生物群落的不同种群生物之间，不断进行着物质交换和能量流动，并处于互相作用和互相影响的动态平衡之中。这样构成的动态平衡系统就是生态系统。,生物群落由存在于自然界一定范围或区域内并相互依存的一定种类的动物、植物、微生物组成。,生态系统的组成和类型：,生产者,消费者,分解者,非生命物质,主要是指绿色植物。凡是能进行光合作用制造有机物的植物种类，包括单细胞的藻类和利用化学能把无机物转化为有机物的一些细菌。生产者利用太阳能或者化学能把无机物转化为有机物，把太阳能转化为化学能，不仅供自身生长发育的需要，也是其它生物群落以及人类食物和能量的来源。,生态系统的组成和类型：,生产者,消费者,分解者,非生命物质,主要是指动物。草食动物以植物为直接食物，称为一级消费者；以草食动物为食的肉食动物称为二级消费者；以二级消费者为食的肉食动物称为三级消费者。,生态系统的组成和类型：,生产者,消费者,分解者,非生命物质,各种具有分解能力的微生物。它们对生产者和消费者的排泄物和动、植物的尸体进行氧化和分解，把复杂机体分解成简单化合物，这时产生化学能被微生物作为能源以维持其生命。,生态系统的组成和类型：,生产者,消费者,分解者,非生命物质,生态系统中各种无生命的物质和各种自然因素，包括:水、气、矿物、酸、碱、盐等化合物。它们组成生物赖以生存的大气、水体和土壤等。,生态系统的组成和类型：,生产者,消费者,分解者,非生命物质,这四个部分构成一个统一的有机体相互之间沿着一定的循环途径，不断地进行着物质循环和能量交换，在一定条件下，保持动态平衡，即生态平衡。自然界的生态系统大小不一，多种多样。有的小如一院湖水、培养细菌的平皿、小沟、小池、花丛、草地，有的大至湖泊、海洋、森林、草原以至包罗地球上一切生态系统的生物圈。,生态系统的物质循环和能量流动：,图1生态系统中的物质循环及能量流动图,绿色植物将日光的辐射能转化为化学能贮存在有机物质中，因此，在生态系统中它是生产者，居于重要地位。食草动物通过食物关系将能量转化到异养有机体中，然后再递过食肉动物转化到另一个异养有机体中，因此，食草、食肉动物都是消费者(异养有机体)。它们死后又被细菌等分解，将复杂的有机体转化为简单的无机化合物，最后把光合作用贮存的能量分散返回环境中去。与此同时，生产者和消费者由于呼吸作用都有一定的能量消耗，并把部分能量分散到大气。这就是生态系统能量流动过程，见图l。,生态系统的物质循环和能量流动：,在生态系统中，食物关系把多种生物联系起来，这种食与被食的关系相互联接，形成所谓食物链。对于食物链有两点应当注意：污染毒物会沿着食物链进入人体；毒物可经过食物链而逐渐富集，使其危害程度增高。即：许多污染物往往不是直接危害人的健康，而是通过生态系统的食物链转移、循环、累积过程来危害人体，一些有机农药和含重金属的物质就是这样到达人体。,生态系统的物质循环和能量流动：,饥饿的苏丹！,生态系统的物质循环和能量流动：,生态系统中生物群落和环境之间的物质循环是很复杂的。不过，自然界一切生物包括人类都是由氢、氧、氮、碳等基本元素构成的，因此，生态系统中水、碳、氮循环是最基本的物质循环。,水循环,图2水循环图,水循环为生态系统中能量流动和物质循环提供基础，并起到了调节气候、清洗大气、净化环境的作用。,a水循环海洋、河流、湖泊等地表水不断蒸发，进入大气；植物中水分的大部分通过叶面蒸腾亦进入大气。大气中水蒸气遇冷凝结成雨、雪、霜、雹重返地面，一部分归入湖泊、河流、海洋，另一部分进入陆地表面，其中一部分形成地下水，一部分汇入河流、湖泊和海洋，如图2。,碳循环,图3碳循环图,碳存在于生物有机体和无机环境中。无机环境中碳以二氧化碳和碳酸盐形式存在，大气中二氧化碳储量约17000亿t。从二氧化碳到生活物质，再以二氧化碳形式返回大气，这是碳循环的重要形式，如图3所示。在生态系统中碳循环形式有：,碳循环,(1)绿色植物通过光合作用把大气中的二氧化碳和水转化为简单的糖并放出氧气供消费者使用，消费者吸收氧时释放出二氧化碳，又被植物所利用。(2)死亡后的有机体被微生物分解，把蛋白质、碳水化合物和脂肪分解氧化为二氧化碳、水及其它无机盐类，二氧化碳又再被植物吸收，参加生态系统再循环。,碳循环,(3)生物有机体的地质历史产物煤、石油、天然气等，被利用燃烧时产生二氧化碳排人大气，参加再循环。(4)大气中部分二氧化碳转化为碳酸盐岩石，水中碳酸氢钙在海底形成新的岩层，海生动物摄取水中的钙建造骨骼、贝壳移到陆地，火山爆发等自然现象使部分二氧化碳返回大气，参加生态系统的循环和再循环。,碳循环,氮循环,图4氮循环图,N2NH3,根瘤菌,原生质或蛋白质、氨基酸都是含氮物质。绝大多数植物不能直接利用大气中的氮，只能从含氮化合物中获得氮后，在体内与含碳分子结合成氨基酸，形成蛋白质。动物摄取食物而获得氮。动植物尸体中的蛋白质经微生物分解成硝酸盐或铵盐回到土壤后，一部分被植物吸收，一部分硝酸盐在反硝化细菌作用下变成氮，返回大气。大气中的氮通过生物固氮、工业固氮、大气固氮和岩浆固氮等途径进入生物体中，参加生态系统中的氮循环，如图4所示。,氮循环,生物固氮：是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。固氮微生物主要是指具有固氮功能的细菌，还包括有固氮功能的蓝藻和放线菌。自然固氮：在自然环境中将氮气还原成氨的过程。工业固氮：使用化学、物理试剂处理氮气，得到含氮的产物。工业上通常用H2和N2在催化剂、高温、高压下合成氨3者是3中固氮的不同方法而已，其原理生物固氮和自然固氮有相似之处。狭义的讲，我们一般说的自然固氮指的即是生物固氮。也就是说，自然固氮里包括生物固氮。全世界工业合成氮肥中的氮只占固氮总量的20，绝大多数是通过生物固氮进行的。最常见的是生活在豆科植物根部的根瘤菌，能将大气中游离态的氮，经过固氮酶的作用生成氮的化合物，以利于植物的利用，而豆科植物为根瘤菌提供营养物质。日本科学家把固氮基因转移到水稻根系微生物中，通过指导合成固氮所需的，进而起到固氮作用，从而降低了水稻需氮量的1/5，减少氮肥的施用量。而更为理想的是直接将固氮基因重组到稻、麦等经济作物的细胞中，建立“植物的小化肥厂”，让植物本身直接固氮，这样就可以免施氮肥。,氮循环,磷循环,生态学概述,基本概念：生物圈生态学生态系统生态平衡,定义：在生产者、消费者和分解者之间的能量流动和物质循环，在较长时间地保持稳定，这种平衡状态就叫做生态平衡。包括：结构上的平衡、功能上的平衡以及能量和物质的输入、输出数量上的平衡等。生态系统之所以能够保持相对的平衡状态主要是由于：其内部具有自动调节的功能（环境的自净作用）。,生态平衡：,生态平衡：,地球概述环境概述生态学概述,Introduction,基本概念生态学在环境保护中的作用环境污染与人体健康,对环境质量的生物监测和生物评价利用生物对大气污染进行监测和评价利用生物对水体污染进行监测和评价阐明污染物质在环境中的迁移转化规律利用生态系统的自净能力消除环境的污染为环境容量和环境标准的制定提供依据运用生态学规律解决农业环境问题,生态学在环境保护中的作用,对环境质量的生物监测和生物评价,优点：快速，对单因子监测准确性高。,化学监测和仪器监测,缺点：监测次数有限，不能反映综合污染情况，对多因子（拮抗、协同作用等）监测受限制。,生物监测,定义：利用生物对环境中污染物质的反应，即利用生物在各种污染环境下发出的各种信息，来判断环境污染状况的一种手段。,特点：综合性和真实性；长期性；灵敏性；简单易行。,利用植物对大气污染进行监测和评价,常用的监测大气污染的指示植物：Cl2：落叶松、白菜等；汞蒸气：柳树、女贞等；HF：郁金香、雪松、杏、李等；乙烯：棉花、烟草、秋海棠、番茄等；SO2：紫花苜蓿、胡萝卜、菠菜、向日葵、地衣等。,利用水生生物监测和评价水体污染,污水生物体系法：如水花生忍受能力很强，在一定范围内，越脏生长越好；红萍则不能。利用生物监测水体：利用水生生物的生理指标、毒理指标、动物形态和习性的改变，生物体内有毒物质的含量等对水体的污染程度进行监测和评价。指示种法：利用某些生物在水中的数量多少和生理反应等生物学特性来判断该水域受污染的程度。,美国专家实验，利用各种水生生物的数量统计，把水体划分不同等级。,指示种法,生物对土壤污染的监测和评价,南橘北枳,生物对土壤污染的监测和评价,谜面：驼背老公公，胡子乱蓬蓬。生前没有血，死后满身红。打一植物,对环境质量的生物监测和生物评价利用生物对大气污染进行监测和评价利用生物对水体污染进行监测和评价阐明污染物质在环境中的迁移转化规律利用生态系统的自净能力消除环境的污染为环境容量和环境标准的制定提供依据运用生态学规律解决农业环境问题,生态学在环境保护中的作用,污染物质在环境中的迁移转化规律,人体,植物,污染物,草食性动物,肉食性动物,美国旧金山北部的修养胜地明湖，由于长期使用DDT，经分析证实，湖中浮游生物体内含DDT是湖水中的265倍，小鱼脂肪中含DDT是湖水中的500倍，食肉鱼脂肪中含DDT是水体中的5万倍，这就是DDT沿食物链逐级富集的结果。,浮游动物草食性动物,湖水,食肉鱼,小鱼,人体,265,500,50000,?,对环境质量的生物监测和生物评价利用生物对大气污染进行监测和评价利用生物对水体污染进行监测和评价阐明污染物质在环境中的迁移转化规律利用生态系统的自净能力消除环境的污染为环境容量和环境标准的制定提供依据运用生态学规律解决农业环境问题,生态学在环境保护中的作用,利用生态系统的自净能力消除环境的污染,大气污染物的生物净化：包括利用植物吸收大气中的污染物质、滞尘、消减噪声和杀菌等。水体污染生物净化：是利用生态学原理，协调水生生物与水体环境之间的关系，充分利用水生生物的净化作用，使水体环境得到净化。如水花生、水葫芦、灯心草等。,对环境质量的生物监测和生物评价利用生物对大气污染进行监测和评价利用生物对水体污染进行监测和评价阐明污染物质在环境中的迁移转化规律利用生态系统的自净能力消除环境的污染为环境容量和环境标准的制定提供依据运用生态学规律解决农业环境问题,生态学在环境保护中的作用,为环境容量和环境标准的制定提供依据,环境容量：在人来生存和自然生态不致受害的情况下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。环境背景值：指某地区没有被污染的环境中某元素的平均含量。环境容量环境标准环境背景值环境标准：国家为保护人体健康、生态平衡而制定的环境质量标准。,克拉克值找矿,对环境质量的生物监测和生物评价利用生物对大气污染进行监测和评价利用生物对水体污染进行监测和评价阐明污染物质在环境中的迁移转化规律利用生态系统的自净能力消除环境的污染为环境容量和环境标准的制定提供依据运用生态学规律解决农业环境问题,生态学在环境保护中的作用,运用生态学规律解决农业环境问题,生态农业模式:稻鱼共生；稻蔗（桑）鱼猪（禽）相结合；农牧渔全面发展生态农业；旱地粮林草牧型。,地球概述环境概述生态学概述,Introduction,基本概念生态学在环境保护中的作用环境污染与人体健康,环境污染与人体健康,概述环境污染的特征污染物在体内的迁移与转化环境污染致病的阶段影响污染物对人体作用的主要因素环境污染对人体健康的危害,环境污染物概述,来源：生产性污染物：主要是工业“三废，其次是农业污染物（化肥、农药等）；生活性污染物：粪便、垃圾、污水等；放射性污染物：核能工业排放的放射性废弃物，医用放射源，工农业放射源以及核武器生产及试验所排放出来的废弃物和飘尘。,定义：是指人们在生产生活过程中，排入环境中，并引起环境污染或导致环境破坏的物质。,环境污染与人体健康,概述环境污染的特征污染物在体内的迁移与转化环境污染致病的阶段影响污染物对人体作用的主要因素环境污染对人体健康的危害,环境污染的特征,1.影响范围大；2.作用时间长；3.污染情况复杂；4.污染容易，治理难。,相加作用：两种污染物毒性作用相似，作用于同一受体，其中一种污染物可按一定比例为另一种污染物所代替。独立作用：复合污染物中每种污染物随机体的作用途径、方式和部位均有所不同，各自产生的生物学效应也互不相关。复合污染物的效应不是各污染物的毒性相加，而是各污染物单独效应的积累。拮抗作用或协同作用：两种污染物联合作用时，一种污染物能减弱或加强另一种污染物的毒性。如锌能拮抗镉对肾小管的损害。一氧化碳和硫化氢可以互相促进毒性。,污染作用类型,环境污染与人体健康,概述环境污染的特征污染物在体内的迁移与转化环境污染致病的阶段影响污染物对人体作用的主要因素环境污染对人体健康的危害,环境化学污染物在人体内的转归,污染物在体内的迁移与转化,经呼吸道进入人体（大气污染物）：鼻腔呼吸道气管支气管肺泡经消化道进入人体（水体、食物中的污染物）：口腔胃肠经皮肤进入人体（农药、钩端螺旋体等）:表皮毛囊皮脂腺,污染物进入人体途径,毒物的分布和蓄积,毒物经上述途径吸收进入体内后，由血液分布到各组织，不同的毒物在人体内各组织中的分布情况不同，毒物长期隐藏在组织内，其量又可以逐渐积累，这种现象叫蓄积。如铅、镉蓄积在人体骨骼内，DDT蓄积在人体的脂肪里。,毒物的生物转化,进入体内的毒物，除少部分水溶性强的、分子量极小的毒物可以原形被排出体外，绝大部分毒物都要经过某些酶的代谢（或转化），从而改变其毒性，减少脂溶性，增强其水溶性而易于排泄，毒物在体内的这种代谢转化的过程叫生物转化作用。肝脏、肾脏、胃肠等器官对各种毒物都有生物转化功能，其中以肝脏最为重要。,毒物的排泄,各种毒物在体内经生物转化后排出体外，排泄途径主要有肝脏、消化道和呼吸道，少量可以随汗液、乳液、唾液等各种分泌液排出。有的由皮肤的新陈代谢过程中到达毛发而离开机体。,环境污染与人体健康,概述环境污染的特征污染物在体内的迁移与转化环境污染致病的阶段影响污染物对人体作用的主要因素环境污染对人体健康的危害,环境污染致病的阶段,一般来说，当环境污染物