环境学导论重点整理

1、第一章环境问题记性好的话，背下来，让你老师吓倒一、环境的概念 所谓环境总是相对于某一中心事物而言，作为某一中心事物的对立面而存在。它因中心事物的不同而不同，随中心事物的变化而变化。与某一中心事物有关的周围事物，就是这个中心事物的环境。 环境科学所研究的环境，它的中心事物是人类，是以人类为主体的外部世界，即人类生存、繁衍所必需的、与之相适应的环境，或物质条件的综合体，它们可分为自然环境和人工环境两种（见右图）。人类环境的结构 自然环境是人类出现之前就存在的，是人类目前赖以生存、生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总称，即阳光、温度、气候、地磁、空气、水、岩石、土壤、动植物、微生物以及地壳的稳定

2、性等等自然因素的总和，用一句话概括就?quot;直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质、能量和自然现象的总体，有时简称为环境。 除了自然环境，由于人类的活动而形成的环境要素，包括人工建筑物（如城市和乡村）、人工产品（如各种化学品）和能量，以及人类活动中所形成的人与人之间的关系，构成了环境科学中的人工环境。 中华人民共和国环境法指出，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，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。 ISO14001标准对环境的定义是：组织运行的外部存在，包括空气、水、土地、自然

3、资源、植物、动物、人，以及它们之间的相互关系。 注：在这一意义上，外部存在从组织内延伸到全球系统。二、什么叫环境问题 人类对什么是环境问题的认识经历了一个发展过程。本世纪六、七十年代人们还只局限于对环境污染的认识上，把环境污染等同于环境问题。而水、旱、虫灾、地震、风暴等则认为全属自然灾害。可是随着近几十年来经济的迅猛发展，自然灾害日益频繁，受灾人数和损失都在激增。人们逐渐认识到由于人口增长，盲目发展农业生产，而导致的大量砍伐树木、破坏植被等严重危害生态平衡的行为，是水、旱灾害发生的主要原因。从很大程度上说，1998年中国长江大洪水是其上游长期以来乱砍滥伐森林，造成水土流失的结果。由于生态环境破

4、坏，人为酿成的天灾，也属于环境问题的范畴。 因此环境问题，就其范围大小而论，可以从广义和狭义两个方面理解。 广义：由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的问题，都是环境问题。 狭义：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，就是从狭义上理解的环境问题。 如果从引起环境问题的根源考虑，环境问题又可分为两类： 原生环境问题（第一环境问题）：由自然力引起的环境问题，主要指地震、火山、海啸、洪涝、干旱等自然灾害问题。 生态环境问题（第二环境问题）：由人类活动引起的环境问题，它又可分为环境污染和生态破坏两类。 IS

5、O14000系列标准所涉及的环境问题主要就是环境污染和生态破坏两个方面。 环境污染一般是指有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统的结构与功能发生变化，对人类以及其它生物的生存在和发展产生不利影响。 生态环境破坏是人类活动直接作用于自然界引起的自然生态系统的破坏和对生物体的危害。人类向自然界掠夺性地索取资源，造成资源性匮乏并破坏了生态从而造成严重的生态危机。环境破坏指人类不合理的开发和利用自然资源和兴建工程项目引起的生态环境退化及由此衍生的有关环境效应，从而对人类的生存环境产生不利影响的现象。如水土流失，土地沙漠化，盐碱化，资源枯竭，气候变异，生态平衡失调等。环境破坏的主

6、体是人，人和自然现象都不是环境破坏如火山爆发，恐龙灭绝原生次生环境问题环境问题多种多样，归纳起来有两大类：一类是自然演变和自然灾害引起的原生环境问题，也叫第一环境问题。一类是人类活动引 起的次生环境问题，也叫第二环境问题。原生和次生两类环境问题，两者很难截然分开，它们常常是相互影响和相互作用的。 原生环境问题是自然环境本身发展演变而引起的。 原生环境问题主要是：地震、洪涝、干旱、台风、崩塌、滑坡、泥石流区域自然环境质量恶劣所引起的地方病等。次生环境问题一般又分为环境污染和环境破坏两大类。环境污染是由于人为因素，使环境的构成或状态发生了变化，与原来的情况相比，环境质量恶化，扰乱和破坏了生态系统和

7、人们正常的生产和生活。环境破坏是人类活动直接作用于自然环境引起的。例如乱砍滥伐引起的森林植被的破坏；过度放牧引起的草原退化；大面积开垦草原引起的沙漠化和土地沙化：滥采滥捕使珍稀物种灭绝；植被破坏引起的水土流失等。公事件产生的因素环境污染与干扰酸沉降指大气中的酸性物质以降水的形式或者在气流的作用下迁移到地面的过程。包括干沉降和湿沉降干沉降和湿沉降湿沉降通常指ph值低于5.6的降水，包括雨雪冰雹等形式的降水。干沉降是指大气中的酸性物质在气流的作用下直接迁移到地面的过程。不下雨时，大气中酸性物质可被植被吸附或重力沉降到地面叫干沉降；下雨时，高空雨滴吸收包含酸性物质继而降下时再冲刷酸性物质降到地面叫湿

8、沉降。湿沉降 取决于酸雨中致酸碱性物质浓度, 如果我们讨论硫的 湿沉降 , 那么, 将取决于降水中的硫的浓度, 如此类推; 也取决于降雨量。 干沉降 则不同, 除了取决于大气中酸碱性物质浓度, 如果我们讨论硫的 干沉降 , 那么, 将取决于大气中SO2的浓度和总悬浮颗粒物的浓度, 后者在空中已吸附了少量硫, 并以硫酸根的形式存在; 还取决于它们沉降到哪类地面上, 即土地利用格局。利用格局不同, 吸附和吸收酸性物质能力不同。一般分为四类, 森林的SO2 的沉降能力最强, 约为 8毫米/ 秒; 林地, 约为5 毫米/ 秒; 庄稼地和草地, 约为4 毫米/ 秒; 水面, 居民区等, 约为2 毫米/

9、秒。土壤的酸碱性也有一些影响, pH什么是酸雨，酸雨产生的原因酸雨的正是名称是酸性沉降，包括干湿两种，前者指的是所有气状污染物或者颗粒污染物，虽雨雪冰雹等降水型态而落到地面，后者则是指在不降雨的日子，从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言。指ph小于5.6的雨雪或者其他形式的。雨雪等在形成和降落的过程中吸收并溶解了二氧化硫和氮氧化合物等物质，形成了ph低于5.6的酸性降水。中国的酸雨主要是机动车排放的尾气和燃含硫量高的煤。形成来源编辑近代工业革命，从蒸汽机开始，锅炉烧煤，产生蒸汽，推动机器；而后火力电厂星罗棋布，燃煤数量日益猛增。遗憾的是，煤含杂质硫，约百分之一，在燃烧中将排放酸性气体 SO2；

10、燃烧产生的高温还能促使助燃的空气发生部分化学变化，氧气与氮气化合，也排放酸性气体NOx。它们在高空中为雨雪冲刷，溶解，雨就成为了酸雨；这些酸性气体成为雨水中杂质硫酸根、硝酸根和铵离子。1872年英国科学家史密斯分析了伦敦市雨水成份，发现它呈酸性，且农村雨水中含碳酸铵，酸性不大；郊区雨水含硫酸铵，略呈酸性；市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐，呈酸性。于是史密斯最先在他的著作空气和降雨：化学气候学的开端中提出“酸雨”这一专有名词。酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理的现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸，还有少量灰尘。酸雨是工业高度发展而出现的副产物，由于人类大量使用煤、石油、天

11、然气等化石燃料，燃烧后产生的硫氧化物或氮氧化物，在大气中经过复杂的化学反应，形成硫酸或硝酸气溶胶，或为云、雨、雪、雾捕捉吸收，降到地面成为酸雨。如果形成酸性物质时没有云雨，则酸性物质会以重力沉降等形式逐渐降落在地面上，这叫做干性沉降，以区别于酸雨、酸雪等湿性沉降。干性沉降物在地面遇水时复合成酸。酸云和酸雾中的酸性由于没有得到直径大得多的雨滴的稀释，因此它们的酸性要比酸雨强得多。高山区由于经常有云雾缭绕，因此酸雨区高山上森林受害最重，常成片死亡。硫酸和硝酸是酸雨的主要成分，约占总酸量的90%以上，我国酸雨中硫酸和硝酸的比例约为101。5排放途径编辑天然排放1.海洋：海洋雾沫，它们会夹带一些硫酸到

12、空中。2.生物：土壤中某些机体，如动物死尸和植物败叶在细菌作用下可分解某些硫化物，继而转化为二氧化硫。3.火山爆发：喷出可观量的二氧化硫气体。4.森林火灾：雷电和干热引起的森林火灾也是一种天然硫氧化物排放源,因为树木也含有微量硫。5.闪电：高空雨云闪电，有很强的能量，能使空气中的氮气和氧气部分化合生成一氧化氮,继而在对流层中被氧化为二氧化氮。N2+O2=高温高压=2NO2NO+O2=2NO2氮氧化物即为一氧化氮和二氧化氮之和，与空气中的水蒸气反应生成硝酸。6.细菌分解： 即使是未施过肥的土壤也含有微量的硝酸盐，土壤硝酸盐在土壤细菌的帮助下可分解出一氧化氮，二氧化氮和氮气等气体。人工排放煤、石油

13、和天然气等化石燃料燃烧。无论是煤，或石油,或天然气都是在地下埋藏多少亿年，由古代的动植物化石转化而来,故称做化石燃料。科学家粗略估计，1990年我国化石燃料约消耗近700百万吨;仅占世界消耗总量的12%,人均相比并不惊人;但是我国近几十年来，化石燃料消耗的增加速度实在太快，1950年至1990年的四十年间,增加了30倍，不能不引起足够重视。煤中含有硫，燃烧过程中生成大量二氧化硫，此外煤燃烧过程中的高温使空气中的氮气和氧气化合为一氧化氮，继而转化为二氧化氮，造成酸雨。酸雨工业过程，如金属冶炼：某些有色金属的矿石是硫化物，铜、铅、锌便是如此,将铜、铅、锌硫化物矿石还原为金属过程中将逸出大量二氧化硫

14、气体，部分回收为硫酸,部分进入大气。再如化工生产，特别是硫酸生产和硝酸生产可分别产生可观量二氧化硫和二氧化氮，由于二氧化氮带有淡棕的黄色,因此，工厂尾气所排出的带有二氧化氮的废气象一条“黄龙”,在空中飘荡，控制和消除“黄龙”被称做“灭黄龙工程”。再如石油炼制等,也能产生一定量的二氧化硫和二氧化氮。它们集中在某些工业城市中，也比较容易得到控制。交通运输，如汽车尾气。在发动机内，活塞频繁打出火花，像天空中闪电，氮气变成二氧化氮。不同的车型，尾气中氮氧化物的浓度有多有少，机械性能较差的或使用寿命已较长的发动机尾气中的氮氧化物浓度要高。汽车停在十字路口,不息火等待通过时，要比正常行车尾气中的氮氧化物浓

15、度要高。随着我国各种汽车数量猛增，它们的尾气对酸雨的贡献正在逐年上升，不能掉以轻心。工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫，燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物，经过“云内成雨过程”，即水汽凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上，发生液相氧化反应，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又经过“云下冲刷过程”，即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体，形成较大雨滴，最后降落在地面上，形成了酸雨。由于我国多燃煤，所以我国的酸雨是硫酸型酸雨。而多燃石油的国家下硝酸雨。资料来源：联合国环境署(UNEP)酸雨形成的化学反应过程：(1) 酸雨多成于化石燃料的燃烧：酸雨的工业排放源含有硫的煤燃烧生成

16、二氧化硫S+O2=点燃=SO2二氧化硫和水作用生成亚硫酸SO2+H2O=H2SO3亚硫酸在空气中可氧化成硫酸2H2SO3+O22H2SO4(2)氮氧化物溶于水形成酸：雷雨闪电时，大气中常有少量的二氧化氮产生。闪电时氮气与氧气化合生成一氧化氮酸雨N2+O2=放电=2NO一氧化氮结构上不稳定，空气中氧化成二氧化氮2NO+O2=2NO2二氧化氮和水作用生成硝酸3NO2+H2O=2HNO3+NO(3)酸雨与大理石反应：CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2CaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2(4)此外还有其他酸性气体溶于水导致酸雨，例如氟化氢，氟气，氯气，硫化氢等其他酸性气体。O

17、DS物质ODS是消耗臭氧层物质。关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书规定要淘汰的ODS物质中，在我国生产和消费的ODS包括六类94种，这六类物质是:CFCs、哈龙、四氯化碳、1,1,1-三氯乙烷、HCFC和甲基溴。在94种ODS中，我国目前主要生产和使用的有10种，它们是：CFC-11、CFC-12、CFC-113、哈龙-1211、哈龙-1301、四氯化碳、1,1,1-三氯乙烷、HCFC-22、HCFC-141b和甲基溴。其余的ODS在我国的生产量和消费量很小。绝大部分ODS物质的化学性质稳定，在大气中滞留的时间很长。典型的是氟利昂。在它发明之初这种稳定性还被作为一个重要的优点。但是它的“稳定”

18、是在大气层中下部的稳定。在到达10公里以上的大气层后，ODS物质可以提供自由的Cl和Br等来消耗臭氧。在消耗臭氧的化学过程当中，Cl本身却并没有消耗。科学家估计一个Cl原子可以消耗大约10万个臭氧分子。ODS物质在全球大气层中的分布是稳定而均匀的，臭氧的消耗是全球性的。许多科学研究证明，工业上大量生产和使用的全氯氟烃、全溴氟烃等物质，当它们被释放并上升到平流层时，受到强烈的太阳紫外线UV-C的照射，分解出Cl.自由基和Br.自由基，这些自由基很快地与臭氧进行连锁反应，每一个Cl.自由基可以摧毁10万个臭氧分子。人们把这些破坏大气臭氧层的物质称为“消耗臭氧层物质”，因其英文名称为Ozone De

19、pleting Substances，取其英文名称字头组成缩写，简称ODS。关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书规定要淘汰的ODS物质中，在我国生产和消费的ODS包括六类94种，这六类物质是:CFCs、哈龙、四氯化碳、1,1,1-三氯乙烷、HCFC和甲基溴。 在94种ODS中，我国目前主要生产和使用的有10种，它们是：CFC-11、CFC-12、CFC-113、哈龙-1211、哈龙-1301、四氯化碳、1,1,1-三氯乙烷、HCFC-22、HCFC-141b、HFCC-142b和甲基溴。其余的ODS在我国的生产量和消费量很小。ODPODP(ozone depletion potential)臭氧

20、消耗潜值(臭氧衰减指数)，用于考察物质的气体散逸到大气中对臭氧破坏的潜在影响程度。规定制冷剂R11的臭氧破坏影响作为基准，取R11的ODP值为1，其他物质的ODP是相对于R11的比较值。R22的ODP值为0.05，对臭氧层同样有破坏作用。臭氧层破坏对大气质量的影响对对流层大气组成及空气质量的影响平流层臭氧的变化对对流层的影响是一个十分复杂的科学问题。一般认为平流层臭氧的减少的一个直接结果是使到达低层大气的UV-B辐射增加。由于UV-B的高能量，这一变化将导致对流层的大气化学更加活跃。首先，在污染地区如工业和人口稠密的城市，即氮氧化物浓度较高的地区，UV-B的增加会促进对流层臭氧和其它相关的氧化

21、剂如过氧化氢（H2O2）等的生成，使得一些的城市地区臭氧超标率大大增加。而与这些氧化剂的直接接触会对人体健康、陆生植物和室外材料等产生各种不良影响。在那些较偏远的地区，即NOx的浓度较低的地区，臭氧的增加较少甚至还可能出现臭氧减少的情况。但不论是污染较严重的地区还是清洁地区，H2O2和OH自由基等氧化剂的浓度都会增加。其中H2O2浓度的变化可能会对酸沉降的地理分布带来影响，结果是污染向郊区蔓延，清洁地区的面积越来越少。其次，对流层中一些控制着大气化学反应活性的重要微量气体的光解速率将提高，其直接的结果是导致大气中重要自由基浓度如OH基的增加。OH自由基浓度的增加意味着整个大气氧化能力的增强。由

22、于OH自由基浓度的增加会使甲烷和CFC替代物如HCFCs和HFCs的浓度成比例的下降，从而对这些温室气体的气候效应产生影响。而且，对流层反应活性的增加还会导致颗粒物生成的变化，例如云的凝结核，由来自人为源和天然源的硫（如氧硫化碳和二甲基硫）的氧化和凝聚形成。尽管目前对这些过程了解的还不十分清楚，但平流层臭氧的减少与对流层大气化学及气候变化之间复杂的相互关系正逐步被揭示生物多样性的概念和三个层次生物多样性是指生物圈内的所有的植物、动物和微生物（物种多样性），它们所拥有的全部基因（基因多样性，也称遗传多样性）以及各种各样的生态系统（生态系统多样性），包括物种、基因（遗传）和生态系统三个层次。物种的

23、界定 珍稀物种 濒危物种濒危物种指所有由于物种自身的原因或受到人类活动或自然灾害的影响而而导致其野生种群在不久的将来面临绝灭的机率很高。一个关键物种的灭绝可能破坏当地的食物链，造成生态系统的不稳定，并可能最终导致整个生态系统的崩解在全世界总数量很少，但现尚不属于濒危种、易危种的类群，这些类群常分布于有限的地理区或栖息地，或者稀疏地分布在更为广阔的范围。稀有物种又可以分为四类：1、灭绝：消失（袋狼）2、野外灭绝：仅存在于动物园3、濒危：稀少（虎）4、大量：无危险（袋鼠） 两次大会的特点环科的基本任务、研究的主要任务、宏观到微观发展的几个节点大气污染源大气污染源国际标准化组织（ISO）对大气污染的

24、定义为：“大气污染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。”大气污染主要发生在离地面约12km的范围内，虽大气环流和风向的移动而漂移，是大气污染成为一种流动性污染，具有扩散速度快、传播范围广、持续时间长、造成损失大等特点。大气污染源可分为自然的和人为的两大类。自然污染源是由于自然原因（如火山爆发，森林火灾等）而形成，人为污染源是由于人们从事生产和生活活动而形成。在人为污染源中，又可分为固定的（如烟囱、工业排气筒）和移动的（如汽车、火车、飞机、轮船）两种。由于人为污染源普通和经常地存在，所以比起自然