环境环境问题环境科学

1、环境环境问题环境科学第1页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四 思 考环境学领域的术语？ 绿色GDP、水体自净、清洁生产、公众参与、ISO14000、环境影响评价、环保目标责任制、循环经济身边的环境问题？ 重金属污染事件频发 近期我国中东部地区频发的雾霾天气第2页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四课程的主要内容第一部分：本课程的基本要求内容，包括环境的基本概念、环境问题的产生与发展、主要环境问题等；第二部分：本课程的重点要求内容，包括生态学基础，水、气、土、声、渣等污染物的污染机理，重点污染指标，以及污染治理技术等； 第三部分：本课程的扩展内容，包括环境规

2、划、环境法、环境管理、环境道德、环境与发展等。第3页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四主要参考书环境学导论（第二版）何强等编著，清华大学出版社出版。环境学左玉辉编著，高等教育出版社出版；环境保护概论刘天齐主编，高等教育出版社出版。第4页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四有价值的报刊、网站国家环境保护总局中国环境报US Environmental Protection Agency第5页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四第一章 环境、环境问题与环境科学 1.1 环境（概念、要素及属性、功能） 1.2 环境问题（产生与发展、当前主要环境问

3、题） 1.3 环境科学（产生、研究内容、任务）第6页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1.1 环境环境的概念环境是相对于中心事物而言的，与某一中心事物有关的事物，就是这个中心事物的环境。第7页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四环境的概念 环境科学研究的环境，其中心事物是人类，是人类赖以生存的地球环境，是以人类为主体的外部世界，即人类的生存、繁衍所必需的、相适应的环境，或物质条件的综合体。 人类环境有别于其他生物的环境。它们可以分为自然环境和人工环境。 第8页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四人类的环境=自然环境原生的自然环境经过人类社

4、会加工和改造形成的人工环境大自然不能创造出人类的所有环境人类环境城市建筑交通工具潜艇宇宙飞船家工厂休闲场所第9页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四 环境及其组成环境科学所研究的环境第10页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四 自然环境是指在人类目前赖以生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总称。包括：物质：包括空气、水、岩石、土壤、动植物、微生物等能量：包括气温、阳光、引力、地磁力等自然现象：包括太阳的稳定性、水循环、水土演变、地壳稳定性（地质构造情况、地震、火山活动、海啸等）自然环境第11页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四人工环境

5、人工环境 城市村落工厂港口公路学校公园娱乐场所等 第12页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四我国的“环境”概念由中华人民共和国环境保护法给出：“本法所称环境是指：大气、水、土地、矿藏、森林、 草原、野生动物、野生植物、名胜古迹、风景 游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住 区等。 ”第13页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1.1.2 环境要素及其属性1、环境要素构成环境整体的各处独立的、性质不同而又服从于总体演化规律的基本物质组分。主要包括：水、大气、生物、土壤、岩石和阳光等。环境要素组成环境结构单元，环境结构单元又组成环境整体或环境系统。由水组成

6、水体全部水体总称为水圈；由大气组成大气层，整个大气层总称为大气圈；由生物体 组成生物群落，全部生物群落构成生物圈等等。第14页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1.1.2 环境要素及其属性2、环境要素的属性整体性大于个体和：是指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。互相依赖：是指环境诸要素之间通过物质流、能量流相互联系，相互依赖的。最差（小）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。第15页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1.1.2 环境要素及其属性2、

7、环境要素的属性等值性：是指各个环境要素，无论它们本身在规模上或数量上如何的不相同，但只要是一个独立的要素，那么对于环境质量的限制作用并无质的差别。气、水、土均是独立的环境要素，同等重要。连锁反应：环境要素在发展变化的过程中，既受其它要素影响，也影响其它要素。（温室效应的一系列生态后果）第16页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1.1.3 地球环境的构成及特征我们通常所说的环境为地球环境，包括：又称为地理环境（geoenvironment）大气圈岩石圈土壤圈生物圈水圈第17页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四包含有O2，CO2以及水气，粉尘和化学物质等。大

8、气圈岩 石 圈土 壤 圈生 物 圈水 圈海洋，江河，湖泊，沼泽，冰川及地下水等连续不规则的圈层。地球表面坚硬的外壳，凹凸不平。覆盖在岩石圈表面并能生长植物的疏松层。也称全球生态系统，具有生命是最核心的部分。第18页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四地球环境大气圈岩石圈水 圈生物圈第19页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1、大气圈 大气圈是指受地球引力作用而围绕地球的大气层，是自然环境的组成要素之一，也是一切生物赖以生存的物质基础。第20页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四 大气在垂直方向上的物理性质是有显著差异的。根据温度、成分、电

9、荷等物理性质，同时考虑到大气的垂直运动等情况，可将大气分为五层。（1）对流层（2）平流层（3）中间层（4）暖层（5）逸散层2 次课1）大气圈的结构第21页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四对流层是地球大气中最低的一层。云、雾、雨雪等主要大气现象都出现在此层。对流层是对人类生产、生活影响最大的一个层次，也是气象学、气候学研究的重点层次。对流层有三个主要特征：气温随高度增加而降低。 气温直减率=0.65 /100m垂直对流运动。厚度随不同的纬度有差异 。主要的天气现象及大气污染都发生在这一层 （1）对流层第22页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四（2）平流层

10、自对流层顶到55km左右为平流层。温度受地面影响很小主要与大量臭氧能够直接吸收太阳辐射有关。虽然30km以上臭氧的含量已逐渐减少，但这里紫外线辐射很强烈，故温度随高度增加得以迅速增高，造成显著的暖层。平流层内气流比较平稳，空气的垂直混合作用显著减弱。第23页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四（3）中间层自平流层顶到85km左右为中间层。由于这一层中几乎没有臭氧，而氮和氧等气体所能直接吸收的那些波长更短的太阳辐射又大部分被上层大气吸收掉了，因此气温随高度增加而迅速下降，并有相当强烈的垂直运动。第24页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四（4）暖层又称热成层，

11、它位于中间层顶以上。强烈的紫外线辐射使N2和O2分子发生电离，故此层处于电离状态，又称电离层。该层中，气温随高度的增加而迅速增高。这是由于波长小于0.2m的太阳紫外辐射都被该层中的大气物质（主要是原子氧）所吸收的缘故。第25页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四（5）散逸层这是大气的最高层，又称外层。这一层中气温随高度增加很少变化。由于温度高，空气粒子运动速度很大，又因距地心较远，地心引力较小，所以这一层的主要特点是大气粒子经常散逸至星际空间，本层是大气圈与星际空间的过渡地带。第26页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四2）大气的组成（1）恒定的主要气体组分

12、：氮、氧、惰性气体成分。（2）可变的少量气体组分：CO2、水蒸气（3）易变的痕量气体组分第27页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1.1.4 环境的功能1、为人类提供生存的基本要素（空气、水、食物）2、为人类提供从事生产的资源基础不可再生资源：煤、石油、天然气等能源资源天金属等有矿产资源。可再生资源：能通过自然力以某一增长率保持、恢复或增加蕴藏量的自然资源。如太阳能、森林、大气、动植物资源等。3、对废物有消化和同化能力环境可通过各种各样的物理、化学、生物作用来消化、转化废物，具有一定的自净能力。4、为人类提供舒适的生活环境第28页，共64页，2022年，5月20日，16点5

13、分，星期四1.2 环境问题什么是环境问题 人类对环境问题的认识，60、70年代还只局限于在对环境污染或公害的认识上，因此那时把环境污染等同于环境问题，认为地震、水、旱、风灾属自然灾害。第29页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四什么是环境问题分类原生环境问题次生环境问题由自然力引起的，如地震、洪涝、干旱和山体滑坡等，目前人类的抵御能力很薄弱。由人类活动引起的环境污染生态环境破坏第30页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四 1.2 环境问题 环境科学研究的主要不是自然灾害问题（原生或第一环境问题），而是人为因素所引起的环境问题（次生或第二环境问题）。 第31页

14、，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1.2 环境问题 环境问题，一般可以分为两类：一是工农业高速发展和城市化而引起的环境污染问题；二是不合理开发自然资源引起的生态破坏问题。 这两类环境问题相互联系，相互牵制。 第32页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1.2.1 环境问题的由来和发展1、环境问题的萌芽阶段（工业革命以前）发生时间：人类出现以后直至产业革命的漫长时期。（原始文明、农业文明） 产生的环境问题：主要是由于大量砍伐森林、破坏草原引起的水土流失以及兴修水利引起的土壤盐渍化等。 第33页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1.2.1

15、环境问题的由来和发展2、环境问题的发展恶化阶段（工业革命至20世纪50年代以前） 产生的环境问题： 1784年，瓦特发明蒸汽机，英国产业革命开始，生产力获得飞跃，特别是工业的发展，形成许多新城市。大批农民流入城市，城市人口迅速增加，在产业化和城市化的发展过程中，出现“城市病”。 环境污染问题频频出现 第34页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四 1943年510月，美国洛杉矶市的大量汽车废气产生的光化学烟雾，造成大多数居民患眼睛红肿、喉炎、呼吸道疾患恶化等疾病，65岁以上的老人死亡400多人。 美国洛杉矶烟雾事件第35页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四美

16、国洛杉矶烟雾事件第36页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四比利时马斯河谷烟雾事件 1930年12月15日，比利时的马斯河谷工业区，外排的工业有害废气（主要是二氧化硫和粉尘)对人体健康造成了综合影响，其中毒症状为咳嗽、流泪、恶心、呕吐，一周内有几千人发病，近60人死亡，市民中心脏病、肺病患者的死亡率增高，家畜的死亡率也大大增高。 第37页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四 1948年10月2630日，美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇大气中的二氧化硫以及其它氧化物与大气烟尘共同作用，生成硫酸烟雾，使大气严重污染，4天内42的居民患病，17人死亡，其中毒症状为咳嗽、呕

17、吐、腹泻、喉痛。 美国多诺拉事件 第38页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四3、环境问题的第一次高潮（20世纪50-80年代前 ） 20世纪50年代后，环境问题更加突出，震惊世界的公害事件接连出现：1952年的伦敦烟雾事件1953-1956年日本的水俣病事件 1955-1972年日本的骨痛病事件1961年日本的四日市哮喘病事件第39页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四 1952年12月58日，英国伦敦由于冬季燃煤引起的煤烟形成烟雾，导致5天时间内4000多人死亡。 英国伦敦烟雾事件 第40页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四 1953

18、1968年，日本熊本县水俣湾，由于人们食用了海湾中含汞污水污染的鱼虾、贝类及其它水生动物，造成近万人中枢神经疾患，其中甲基汞中毒患者283人中有66余人死亡。 日本水俣病事件 第41页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四日本水俣病事件第42页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四 19551961年，日本的四日市由于石油冶炼和工业燃油产生的废气严重污染大气，引起居民呼吸道疾患聚增，尤其是使哮喘病的发病率大大提高。 日本四日市哮喘病事件 第43页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四 1963年3月，在日本爱知县一带，由于对生产米糠油业的管理不善

19、，造成多氯联苯污染物混入米糠油内，人们食用了这种被污染的油之后，酿成有13000多人中毒，数十万只鸡死亡的严重污染事件。 日本爱知县米糠油事件 第44页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四 19551968年，生活在日本富山平原地区的人们，因为饮用了含镉的河水和食用了含镉的大米，以及其它含镉的食物，引起痛痛病，就疹患者258人，其中因此死亡者达207人。 日本富山痛痛病事件 第45页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四4、环境问题的第二次高潮（20世纪80年代以后）环境污染特点：全球性的环境污染和大范围的生态破坏共存全球变暖、臭氧层破坏、酸雨（酸沉降）、人口

20、、城市化、淡水资源短缺、植被破坏、物种灭绝、海洋污染、危险废弃物转移。第46页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四 从1984年英国科学家发现南极上空出现的臭氧洞开始，全球气候变化、生物多样性锐减等全球环境问题日益受到人们的关注。 环境问题的第二次高潮第47页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四埃克森.瓦尔迪兹油轮漏油(1989) 第48页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四第49页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四博帕尔农药泄漏（1984） 第50页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四世界环境问题的特

21、点该时期环境污染特点：工业污染城市、农业污染点源面源局部区域性、全球性第51页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四影响范围： 小范围大范围、全球性 发达国家发达国家+发展中国家 一个工厂、一个地区、一个国家全球 常规技术新型技术危害后果：对人体健康的影响对人类生存与发展的影响污染源：不复杂、易治理污染源多、分布广、来源杂、难治理突发性：突发性强、污染范围大、危害严重。 与第一次环境问题高潮相比，第二次高潮的特点第52页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1.2.2 当前世界面临的主要环境问题 1.人口问题 ：首要问题 生产者：需要大量的自然资源来支持（耕地、

22、能源、矿产、生物） 资源短缺、废物增加 消费者：为满足衣食住行的需要，各类资源消费增加，排放的废物也增加。第53页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1.2.2 当前世界面临的主要环境问题 2、资源问题 ：（1）土地资源不断减少和退化（2）森林资源锐减（3）淡水资源出现严重不足（水量、水质）（4）某些矿产资源濒临枯竭（化石、矿产）第54页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1.2.2 当前世界面临的主要环境问题 3、生态破坏 ：（1）土地退化（水土流失、沙漠化、石漠化、荒漠化、贫瘠化等）（2）水土流失（主要分布在干旱、半干旱天半湿润地区）（3）土地沙漠化（4

23、）生物物种消失加剧第55页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四沙漠化及石漠化第56页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1.2.2 当前世界面临的主要环境问题4、环境污染（1）温室效应加剧（2）臭氧层破坏（3）酸雨（4）有毒有害化学物质的污染危害及其越境转移（5）海洋污染第57页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四1.3 环境科学1.3.1 环境科学的产生 环境科学是在环境问题逐渐呈现并日益严重的过程中产生和发展起来的一门综合科学。是介于自然科学、社会科学和技术科学之间的边际学科。 环境科学是一门研究人类社会发展活动与环境演化规律之间相互作用关系，寻求人类社会与环境协同演化、持续发展途径与方法的科学。 第58页，共64页，2022年，5月20日，16点5分，星期四环境科学的产生上世纪二十至五六十年代 环境科学孕育并发展阶段 以卡逊的寂静的春天为标志在以后的短短几十年，出现了两个重要的历史阶段：直接运用地学、生物学、化学、物理学、工程技术科学的原理与方法，阐明环境污染的程度、危害和机理，探索相应的治理措施和方法，由此发展出环境地学、环境生物学、环境化学、环境物理学、环境工程学等。环保还依赖于对人类活动和社会关系的认识与调节，因此又相应产生了环境经