环境保护概论（上篇共上下2篇）

环境保护概论环境与环境科学生态学基本知识环境污染与人体健康资源与环境（能源问题）大气污染及其防治水污染及其防治固体废物的处置与利用6/22/20261其他环境污染及防治

（噪声、放射性、电磁、废热、光污染、太空污染、居住环境与装修污染、生物污染、高科技污染、信息污染）环境管理与环境法规（环境标准）环境监测与评价坚持科学发展观，建设环境友好型社会

（可持续发展战略、21世纪议程、绿色技术与绿色产品）参考教材：魏振枢主编，环境保护概论（第三版），化学工业出版社，2015，46/22/20262中国环境标志6/22/20263中国环境标志的徽标整个图案由两种颜色组成：绿色和蓝天。上端图案由绿色橄榄枝组成，绿色是和平、安宁的象征，绿色代表一切植物和生态环境，绿色在召唤我们，绿色就是生命。绿色的消失，就会使生态失去平衡，就是对人类生存的严重威胁。图形的蓝天块，代表蓝天与碧水，泛指大气与水体，太阳代表宇宙空间，山与水借用中国象形文字并使之图案化，从形象上增强中国特色。说明我们环境保护工作者的任务，就是要通过对污染的监督与治理，使天长蓝、水长清、山长绿，让人们永远生活在美好的环境中。图案基本色调采用明快、洁白的颜色，代表洁净、无污染的大气。下端ZHB为中国环保（ZhongGuoHuanBao）的缩写，表明这是环境保护徽。中国环境保护徽可在中央及地方各级环境保护机构的建筑物上悬挂，因此我们常常看到各地环境保护局的主要建筑物上都挂有环境保护徽，另外在学校的环境系以及其他的环境保护科学研究机构也常常见到；可在各级环境监测站等单位使用；可在各类环境保护会议上悬挂，以示对环境保护工作的重视；可在各种环境保护报刊的报头、杂志的封面上使用，亦可喷涂于环境监测车、船只及飞机上。6/22/20264第一章环境与环境科学1-1环境一、环境的概念1．定义：是指影响人类生存和发展的各种天然的和人工改造的自然因素的总体。2．分类

水圈原生自然环境：基本未受人类气圈影响，如极地、沙漠、冻土1)自然环境区、原始森林等。岩石圈次生自然环境：受到人类发展生物圈活动的影响，如次生林、天然牧场等。6/22/20265

2）社会环境：又称人造环境，是指经过人类创造或加工过的物质设施和社会结构。（或者说，是人类在自然环境基础上，为不断提高自己的物质精神生活而创造出的环境）聚落环境（院落、生活居住区、城市）生产环境（工业、农业）交通环境（机场、港口、铁路、公路等）文教环境（文化教育区、风景游览区、自然保护区）商业环境（商业区）卫生环境（医院、疗养院等）旅游环境（文物古迹、风景名胜等）6/22/20266二、城市环境1．聚落：人类聚居的场所、活动的中心。

聚落环境：人类聚居场所的环境。

院落环境：是由一些功能不同的建筑物和场院组成的基本环境单元。

北极小冰屋热带茅舍西南竹楼蒙古包西北窑洞干旱区平顶屋火炕、火墙6/22/20267

村落环境：农业人口聚居的地方。

城市环境：2．城市环境1）定义：是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。2）目前状况

UN规定：100万以上为特大；50~100万为大型；20~50万为中等；2~20万为小城市。

目前中国城市为724个，特大城市为33个。2006年统计,131448万人,城镇人口5.7706亿,占43.9%.(男119.25:100女)城市化：长住城市人口在总人口中的比重.

没有城市化,无法提高物质文明和精神文明；急剧城市化会造成一系列的管理问题和环境问题。

6/22/202683)急剧城市化的危害

下垫面改变大气污染大气环境的影响大气热量增加气体和颗粒污染物热岛效应水耗量大水资源枯竭水环境的影响硬度增加,质量下降水质恶化18世纪前以瘟疫流行为主18世纪后以三废为主生物环境的影响城市荒漠震动、噪声、微波污染其他因素的影响交通紊乱、住房拥挤、供应紧张垃圾处理困难

6/22/20269郑州市城市化进程资料

194920022003200420052006人口状况22.08万246.71万城市非农业10.6%35%人口比重：城区面积：212.4km2城市综合实力926.81102.1137516502001.5（GDP亿元）位次272524人均GDP（元）15041169681942927798市财政收入（亿元）72.5114.8151202.46/22/2026101-2环境科学

一、环境问题1．定义：由于人类活动作用于人们周围的环境，引起环境质量变化,以及这种变化反过来对人类的生产、生活和健康的产生影响问题.2．分类

原生环境问题(第一环境问题)：地震、海啸、火山活动、崩塌、滑坡、泥石流、洪涝、干旱、台风、地方病

生态环境破坏：引起自然条件变化,次生环境问题(第二环境问题)可影响人类生产活动

环境污染：毒化环境,危害人类健康.6/22/202611唐山大地震惨境（天灾）

6/22/202612淮河水污染形势严峻（人祸）

6/22/202613

3．环境问题发展的四个阶段（表1-1）1)环境问题萌芽阶段(远古时期)

刀耕火种,原始捕捞：砍伐森林、破坏草原水土流失、水旱灾害频繁6/22/202614

2)农牧时期的农业文明

生态平衡失调，出现局部环境污染沙漠化、荒漠化、植被破坏、草场退化、森林锐减许多古代文明古国纷纷消失。6/22/202615楼兰古城6/22/202616

3)近代工业革命时期(20世纪50年代~80年代前)

出现在50~60年代.人口迅猛增加;工业不断集中和扩大,能源消耗大增.污染的点与面急剧扩大.工业革命造成污染严重,出现大量的污染事件.是最严重的时期！！！

与此同时,1972年开始着手治理工作.

6/22/2026174)信息革命时期(20世纪80年代以后)出现三类问题

全球性大气污染大面积生态破坏突发性严重污染事件迭起6/22/202618全球性十大环境问题

全球气候变暖；臭氧层破坏；酸雨和空气污染；土壤遭到破坏，荒漠化程度加剧；海洋污染和过度开发；生物多样性锐减；森林面积减少；有害废物的越境转移；淡水受到威胁；混乱的城市化。6/22/202619二、环境科学

1．环境科学的概念

环境科学是以“人类-环境”系统对立统一体的研究，是研究人类活动与其环境质量关系的科学。是研究“人类-环境”系统对立统一关系的发生与发展、调节与控制,以及利用与改造的科学.

2．环境科学的特点

综合性人类所处地位的特殊性学科形成的独特性6/22/2026203．环境科学的基本任务

了解人类与自然环境的发展演化规律研究人类与环境的相互依存关系探索在人类活动强烈影响下环境的全球性变化

研究环境污染防治技术与制定环境管理法规6/22/202621

4．环境科学的分支学科（图1-4）

环境学环境社会学环境数学环境物理学基础环境学环境化学环境生态学环境毒理学环境地质学环境控制学环境工程学环境经济学应用环境学环境医学环境法学环境工效学6/22/2026221-3环境污染与人体健康一、人与环境1．人体通过新陈代谢与周围环境进行物质和能量的交换

人体中各元素平均含量与地壳中各元素含量同步,如人体血液中60多种元素含量和岩石中这些元素含量有明显的相关性.环境污染使某些化学物质突增,或者出现了本来没有的合成化学物质,就破坏了人----环境关系,因此而致病.6/22/202623人体血液中元素平均含量与地壳岩石中元素平均含量对比图（图1-5）6/22/2026242．人体与环境间保持动态平衡1）环境四大要素

空气：水：维持生命.使正常生长土壤：污染物同时带入人体中食物：2）外界条件变化小：未超过环境自净能力,可以自动调节.如缺氧、噪声。大：使生态平衡失调,超过人体忍受限度时,可中毒、致病、致癌、致畸等。6/22/202625二、环境污染对人体的影响

1．环境污染源

发生源：如火电厂排放二氧化硫,火电厂为SO2的发生源.

污染物来源：如燃料燃烧对大气造成了污染,则表明污染物来源于燃料燃烧.

通常我们所说的污染源指前者.6/22/202626

燃料燃烧问题1）工业污染源工业用水污染工业生产过程所造成的污染工业噪声噪声2）交通运输污染源运输毒物油料燃烧6/22/202627

农药污染、激素、生长剂3）农业污染源化肥过量污染土壤流失及农业废弃物污染

生活用燃料的燃烧4）生活污染源生活垃圾生活污水(600L/人,天；5gN/人,天；36gBOD/人,天)6/22/202628

2．环境污染物定义：人们在生产、生活过程中排入大气、水、土壤中并引起环境污染或导致环境破坏的物质。

生产性：三废、农药、化学品类型生活性：污水、粪便、废弃物放射性：化学属性物理生物6/22/202629

3．污染的特征

地区广影响范围大人口多组成复杂作用时间长：可达24小时

浓度低、情况复杂：进入环境中稀释,思想麻痹协同(synergism)种类多,产生复杂效应拮抗(antagonism)污染容易、治理难：6/22/2026304．环境污染对人体健康的影响因素

非必需元素均可引起异常反应，应最高限量即使少量就可能发生功能障碍①剂量有毒元素适量必需元素少量或多量会致病

②作用时间：有蓄积性

6/22/202631O3+NOx、CH协同(生)飘尘+SO2

CO+H2S③多因素联合Se阻止CH3HgCH3生成拮抗Zn阻止Pb、Cd摄入④个体敏感性6/22/202632

人体中含碘量：20~50mg人体每日需碘量成人：70~100g;

青少年：160~200g

儿童：50g；婴儿：20g

若缺碘：甲状腺肿

若多碘：高碘性地方性甲状腺肿

人体中每日每人需氟量为：1.0~1.5mg.

其中65%来自饮水.

<0.5mg/L(ppm)：龋齿病增加若饮水中含氟量

>1.0mg/L(ppm)：氟斑牙病增加

>4.0mg/L(ppm)：氟骨病(氟中毒)6/22/2026335．环境污染物在人体中的转归（图1-6）转归：各种环境污染物作用于人体,在人体中的迁移变化的途径,称之.迁移过程中的存在状态会发生变化.

6/22/202634呼吸道消化道1．侵入和吸收皮肤其他(如粘膜、伤口)I2----甲状腺;DDT----脂肪2．分布与蓄积(靶器官)CH3HgCH3----脑Pb----骨;Cd----肝肾肠粘膜氧化还原和水解3．毒物的生物转化

结合反应可以解毒可以增加毒性

肾4．毒物的排泄消化道呼吸道分泌物6/22/202635三、环境污染对人体健康的危害1．环境的健康效应(healtheffect)定义：各种因素作用于人体,引起人体健康状况发生相应的生理性、病理性的改变为之.环境病：是环境健康效应中的一种比较严重的病理性改变.6/22/202636

原生环境病（地方病）：由自然环境因素引起的环境病.

地方性甲状腺肿：人体中大约含碘20~50mg;

地方性克汀病（呆小病）：缺碘性呆小,聋哑,瘫痪.

地方性克山病（心脏病）：

地方性氟中毒（氟骨病）：关节疼痛,畸形,严重残废.

地方性大骨节病：病因不明,多在山区,半山区.

硬水与心血管疾病：6/22/202637碘缺乏甲状腺肿碘缺乏克汀病6/22/202638内蒙古赤峰市姜家营子敬老院的克汀病人和孤寡老人

老水泉村克汀病患者刘国恩

老水泉村甲状腺肿患者王玉莲

6/22/202639地方性氟骨病患者陕西定边氟斑牙患者6/22/202640大骨节病人大骨节病男女双人6/22/202641

次生环境病(公害病)：由环境污染引起的环境病.

水俣病：汞中毒(日本熊本县水俣湾)

骨痛病：痛痛病(日本富山县神通川流域的镉中毒)

油症儿：日本九州市PCB中毒

小头症：日本广岛爆炸中心原子弹辐射致畸

海豹儿：反应停化学药物(Thalidomide)

四日哮喘病：日本四日市

黑脚病：

现代饮食病：防腐剂、杀菌剂、漂白剂、抗氧化剂、甜味剂、调味剂、着色剂等6/22/202642公害病？

——日本水俣病事件6/22/202643公害病？

——日本痛痛病事件6/22/202644公害病？

——海豹儿6/22/202645

2．环境污染对人体健康的危害1）急性危害：突然发病2）慢性危害：

（1）大气污染：使城市慢性呼吸道患者增加,肺心病,肺癌发病率猛增（2）土壤和水体污染：（3）生物污染：微生物、寄生虫、昆虫等3）远期危害

致癌致畸致突变致敏6/22/202646

总之,当某毒物污染环境作用于人群时,并不是所有的人都同样的出现毒反应、发病或者死亡,而是出现一种“金字塔”式的分布.这主要是与个体对有害因素的敏感性不同有关,作为环境医学的一项重要任务,就是早发现亚临床期生理、生化的变化和保护敏感人群.6/22/202647人群对环境变化异常的反应示意图（图1-7）

6/22/2026481-4环境保护的重要性一、环境保护的概念

环境保护是利用环境科学的理论和方法，协调人类与环境的关系，解决各种问题，保护和改善环境的一切人类活动的总称。

6/22/202649二、人类环境保护史上的三个路标1．1972年斯德哥尔摩的联合国人类环境会议

1972年6月5日在瑞典召开。《只有一个地球》《人类环境宣言》1972年12月15日成立联合国环境规划署（UNEP），总部设在肯尼亚首都内罗毕。建议联合国大会将这次会议的开幕日定为“世界环境日”，同年10月，第二十七届联合国大会接受这一建议，每年发布该年主题，发表环境状况年度报告书。历年来世界环境日主题见光盘阅读材料6/22/202650联合国环境规划署标志（图1-8）6/22/202651

2．1992年里约热内卢的联合国环境与发展大会

1992年6月5日在巴西召开。提出“可持续发展”的概念——“里约精神”通过并签署了五个重要文件：《里约环境与发展宣言》《21世纪议程》《关于所有类型森林问题的不具法律约束的权威性原则声明》《气候变化框架公约》《生物多样性公约》6/22/2026523．2002年的约翰内斯堡可持续发展首脑会议

2002年8月26日在南非召开。环境退化速度放慢，但总体上全球环境恶化趋势仍没有得到扭转。6/22/202653三、中国环境保护的发展历程

1．中国环保事业的起步(1973~1978年)

1972年参加6月5日在斯德哥尔摩召开的人类环境会议.环境保护事业的奠基—第一次全国环境保护会议于1973年8月5~20日在北京召开,主要贡献有：

①承认有污染,“现在就抓,为时不晚”；

②审议通过32字方针：全面规划、合理布局，综合利用、化害为利，依靠群众、大家动手，保护环境、造福人民。

③《关于保护和改善环境的若干规定(试行)》；环保机构的设立,1974年5月,经国务院批准正式成立了国务院环境保护领导小组。6/22/202654

创业时期的环境保护工作主要作四个方面的工作：

全国重点区域的污染源调查、环境质量评价及污染防治途径的研究；

开展了以水、气污染治理和“三废”综合利用为重点的环保工作；

制定环境保护规划和计划；

逐步形成一些环境管理制度,制定了“三废”排放标准。(1973年11月17日,由国家计委、国家建委、卫生部联合颁布了中国第一个环境标准《工业“三废”排放试行标准》,共4章19条.6/22/202655

2．改革开放时期环保事业的发展(1979~1992年)

1983年12月31~1984年1月7日在北京召开了第二次全国环境保护会议,主要有以下4个方面：

环境保护基本国策的确立；

“三同步”、“三统一”战略方针的提出；“经济建设、城乡建设和环境建设同步规划、同步实施、同步发展，”实现“经济效益、社会效益与环境效益的统一”。

确定了符合国情的三大环境政策—“预防为主、防治结合、综合治理”；“谁污染、谁治理”；“强化环境管理”；

提出了到20世纪末的环保战略目标。

6/22/202656

1989年4月底至5月初在北京召开了第三次全国环境保护会议,主要贡献如下两点：

提出努力开拓有中国特色的环境保护道路.

总结确定了八项有中国特色的环境管理制度.可以总结为以下3个方面（见下页）：6/22/202657

贯彻“三同步”方针,促进经济与环境协调发展的制度.

主要包括环境影响评价及“三同时”制度.这两项制度结合起来形成防止新污染产生的两个有力的制约环节,保证经济建设与环境建设同步实施,达到同步协调发展的目标.“三同时”：防治污染项目必须与主体工程同时设计、施工、投产.

控制污染,以管促治的制度.主要包括排污收费、排污申报登记及排污许可证制度,污染集中控制,以及限期治理制度.

环境责任制与定量考核制度.老三项：环境影响评价制、“三同时”制度、排污收费制度；新五项：环境保护目标责任制度、城市环境综合整治定量考核制度、排污申报及排污许可证制度、污染集中控制制度、限期治理制度。6/22/202658

3．可持续发展时代的中国环境保护(1992~2004年)

世界已经进入可持续发展时代，要顺应潮流，组织编制《中国21世纪议程》；

1996年7月在北京召开了第四次全国环境保护会议,会议主要成果为：

提高了认识,提出了有力的政策措施；

提出两项重大举措：

一是要求2000年排放总量控制在国家批准的水平；

二是中国跨世纪绿色工程规划。6/22/202659

2002年1月8日在北京召开了第五次全国环境保护会议,会议提出三项环保工作目标：

①减轻环境污染，到2005年全国主要污染物的排放总量比2000年减少10%；

②两控区二氧化硫排放量减少20%，环境污染有所减轻；

③加强生态保护，坚持“预防为主、保护优先”的方针，正确处理资源开发与生态环境保护的关系，加大资源开发和重大建设项目的生态环境保护力度，遏止生态环境恶化的趋势。6/22/2026604．全面落实科学发展观，加快建设环境友好型、资源节约型社会时期的环境保护(2005~至今)

2005年10月8日在北京召开了党的十六届五中全会，首次提出要全面贯彻落实科学发展观，加快建设资源节约型、环境友好型社会。

2005年12月国务院发布了《关于落实科学发展观加强环境保护的决定》。

2006年4月17~18日在北京召开第六次全国环境保护大会。

提出“十一五”时期环境保护主要目标；当前和今后一个时期，需要着力做好四个方面工作；加强环境保护工作，要从8个方面采取有效措施。6/22/202661第六次全国环境保护大会隆重召开

全面落实科学发展观，加快建设环境友好型社会

据新华社北京4月18日电：第六次全国环境保护大会4月17日～18日在北京召开。中共中央政治局常委、国务院总理温家宝出席会议并发表重要讲话。他强调，保护环境关系到我国现代化建设的全局和长远发展，是造福当代、惠及子孙的事业。我们一定要充分认识我国环境形势的严峻性和复杂性，充分认识加强环境保护工作的重要性和紧迫性，把环境保护摆在更加重要的战略位置，以对国家、对民族、对子孙后代高度负责的精神，切实做好环境保护工作，推动经济社会全面协调可持续发展。中共中央政治局委员、国务院副总理曾培炎主持会议。6/22/202662“十一五”时期环境保护的主要目标是：

到2010年，在保持国民经济平稳较快增长的同时，使重点地区和城市的环境得到改善，生态环境恶化趋势基本遏制。单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低20%左右；主要污染物排放总量减少10%；森林覆盖率由18．2%提高到20%。环保工作总的指导思想是：以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导全面落实科学发展观，坚持保护环境的基本国策，深入实施可持续发展战略；坚持预防为主、综合治理，全面推进、重点突破，着力解决危害人民群众健康的突出环境问题；创新体制机制依靠科技进步，强化环境法治，发挥社会各方面的积极性。经过长期不懈的努力，使生态环境得到改善，资源利用效率显著提高，可持续发展能力不断增强，人与自然和谐相处，建设环境友好型社会。6/22/202663做好新形势下的环保工作，要加快实现3个转变：一是从重经济增长轻环境保护转变为环境保护与经济增长并重，在保护环境中求发展。二是从环境保护滞后于经济发展转变为环境保护和经济发展同步，努力做到不欠新账，多还旧账，改变先污染后治理、边治理边破坏的状况。三是从主要用行政办法保护环境转变为综合运用法律、经济、技术和必要的行政办法解决环境问题，自觉遵循经济规律和自然规律，提高环境保护工作水平。6/22/202664当前和今后一个时期，需要着力做好四个方面工作。

第一，加大污染治理力度，切实解决突出的环境问题。重点是加强水污染、大气污染、土壤污染防治。

第二，加强自然生态保护，努力扭转生态恶化趋势。一方面，控制不合理的资源开发活动；另一方面，坚持不懈地开展生态工程建设。

第三，加快经济结构调整，从源头上减少对环境的破坏大力推动产业结构优化升级，形成一个有利于资源节约和环境保护的产业体系。

第四，加快发展环境科技和环保产业，提高环境保护的能力。

6/22/202665加强环境保护工作，要加强领导，落实任务，从8个方面采取有效措施。

一是落实环境保护责任制。地方政府要对环境质量负总责，将环保目标纳入经济社会发展评价范围和干部政绩考核。从今年开始，每半年公布一次各地区和主要行业的能源消耗、污染排放情况。要建立环保工作问责制。

二是实行污染物排放总量控制制度。各地都要制定污染物排放总量控制计划，并层层分解，落实到基层和重点排污单位，不得突破。

三是加强对建设项目的环境影响评价。今后凡是不符合国家环保法律法规和标准的建设项目，不得审批或核准立项，不得批准用地，不得给予贷款。

四是制定区域开发和保护政策。根据不同地区资源环境承载能力，规范国土空间开发秩序。

五要加大环境执法力度。建立完备的环境执法监督体系，有法必依、执法必严、违法必究，严厉查处环境违法行为和案件。

六是用改革的办

法解决环境问题，注重运用市场机制促进环境保护，建立能够反映污染治理成本的排污价格和收费机制，完善生态补偿机制。

七是进一步增加环保投入。要把环境保护投入作为公共财政支出的重点，保证环保投入增长幅度高于经济增长速度。

八是不断加强环保监管能力建设。建立先进的环境监测预警体系，切实提高突发环境事件的处置能力，加强环保队伍建设。要大力开展环境宣传教育，增强全民环保意识，在全社会形成保护环境的良好氛围。6/22/202666

我国环境状况全国年排污量：废气10~15亿m3；废水400亿m3江河湖海污染严重.国家环保局重点治理：33211工程：

“三河”：淮河；海河；辽河“三湖”：滇池；太湖；巢湖(安徽)“两区”：酸雨控制区；SO2控制区“一市‘：首都北京市“一海”：渤海

6/22/202667

∮淮河水质：五十年代淘米洗菜；六十年代洗衣做饭；七十年代水质变坏；八十年代鱼虾绝代；九十年代拉稀生癌。

∮河南省沈丘县城附近的大王楼和海楼2个村庄曾经是肿瘤高发村。

∮

从1994~2004年的十年间，国家投资600亿用于淮河的治理，产生效果。

∮太湖治理工程从1991年开始投资33亿元，初见成效。《光明日报》2004-11-09（A4）

6/22/202668世界八大公害事件1)1930,12月比利时马斯河谷工业区由于二氧化硫及粉尘污染致使几千人患病,60人死亡;2)1946(1954)年美国洛杉叽城200(350)万辆汽车向空中排放约1千吨烃,造成光化学烟雾事件,使65岁以上老人死亡近400人;3)1948年10月美国多诺拉镇冶炼厂的烟雾使镇上居民4天内中毒6000人,死亡17人;4)1952,12,5-9,伦敦烟雾事件中,使4000人死亡;5)日本四日市因大量燃烧重油而引起大规模人群的哮喘事件;6)1955年日本富山县由于镉污染而引起闻名于世的骨疼病;7)1956年以来,日本水俣湾沿岸地区,由于汞污染所引起的神经性中毒病症(即水俣病,狂猫跳海);8)1968年在日本九州,由于多氯联苯(PCB)污染水和食品，而造成米糠油事件,使几千人中毒,16人死亡.6/22/202669其他世界著名污染事件1．意大利塞维索化学污染事故，1976年一家化工厂爆炸，剧毒化学品二恶英扩散，多人中毒。2．美国三里岛核电站泄漏事故，1979年3月反应堆元件受损泄漏，使周围50英里内约200万人口陷入危险之中。

3．墨西哥液化气爆炸事件，1984年11月，墨西哥城郊石油公司液化气站54座气储罐几乎全部爆炸起火，对周围环境造成严重危害，死亡上千人，50万居民逃难。

4．印度Bhopal毒气泄漏事件，1984年12月3日，剧毒气体异氰酸甲酯泄漏，20万人受害

5．前苏联基辅切尔诺贝利核电站泄露事件，1986年4月26日凌晨，4号反应堆爆炸起火，造成31人死亡，十几万人被迫撤离（北京上空也可以检测到放射性尘埃）。6．莱茵河污染事故，1986年11月，瑞士巴塞尔桑多兹化学公司仓库起火，大量有毒化学品随用水流进莱茵河，使靠近事故地段河流生物绝迹，100英里处鳗鱼和大多数鱼类死亡。使几十年来德国为治理莱茵河投资的210亿美元付诸东流。6/22/202670第二章生态学基本知识2-1概述一、生态学1．定义：是研究生物与其生存环境之间相互关系及其作用机理的科学

生物：动物200多万种,植物30多万种,微生物10多万种

自然环境

环境

社会环境

6/22/202671

2．种群种群是在特定的时间和一定的空间中生活和繁殖的同种个体所组成的群体。3．群落群落是指在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和为之。6/22/202672二、生态系统1．定义：在一定时空里,由生命系统（动物、植物和微生物）和环境系统组成的一个整体。注意四点：

是客观存在的实体；

由生物成分和非生物成分组成；

各成员间有机地组织在一起，具有统一的整体功能；

一个生态系统的划分有人为因素，可大可小。6/22/202673

图生态系统示意图（Ⅰ．非生物的物质Ⅱ.生产者Ⅲ.消费者Ⅳ.分解者）6/22/2026742．组成

6/22/202675生产者消费者土壤营养库分解者

物质循环能量流动6/22/202676说明：1）消费者之间可以构成食物链,其中各环节称作营养级,一般生产者为第一营养级,一级消费者为第二营养级……通常4~5级,各级间能量利用率约为10%.

一切生物均经光合作用储存能量;

缩短食物链可以提高能量利用率;

食物链长,说明生活富裕:亚洲：粮食人欧洲：粮食牲畜人

猪多肥多粮食多是颠倒的食物链.6/22/2026772)环境中污染物随食物链富集,危害人类.

与人类有关的两条食物链

陆地：土壤农作物畜禽人水体中：水体浮游植物浮游动物鱼类鸟类人

美国密执安湖中PCB(polychlorinatedbiphenyl)海水鱼类鸟类人ppm：0.01~0.0000010.01~101~1000.1~10

美国密执安湖中DDT水湖泥虾鱼鸟ppm：0.0000020.0140.0413~699(5107)倍数比：7000373~14616~33

北极爱斯基摩人137Cs过量:苔藓驯鹿人食用富集

无机汞有机汞,致使毒性增加.6/22/202678图温带草原生态系统的食物链示意图

6/22/2026793)生物圈是地球上最大的生态系统6/22/202680

3．生态系统的功能1）能量流动五大特征：

一切能量来源于太阳能；太阳光合作用储存能量；能量通过食物链进行传递：能量单向流动；能量流动过程中逐级递减（十分之一定律）。能量在流动过程中遵循热力学第一定律和热力学第二定律.6/22/202681

2）物质循环

主要有：C、H、N、O、S、P、Zn、Mn、Cu、Mo、Co、Ca、Mg、K、H2O等.重点是C、N、O、H2O.氮的循环：水的循环：6/22/202682氮的循环示意图：6/22/202683水的循环示意图：6/22/202684氮的循环：

固氮：生物固氮：豆科植物及其他高等植物根瘤菌工业固氮：合成氨岩浆固氮：火山爆发时的岩浆固氮大气固氮：雷雨闪电时通过电离作用合计91.8106万吨

利用：进入土壤中NH3NO2-(NO3-)氨基酸蛋白质动物食用动物新陈代谢(排泄)蛋白质分解NH3、尿素和尿酸排出：进入土壤动植物尸体土壤微生物分解为CO2、H2O、NH3一部分经硝化成NO2-(NO3-)被植物吸收一部分反硝化游离N2到大气中总之返回大气中的氮量为：85.0106万吨

固氮作用超过反硝化作用,每年多680万吨,出现富营养化现象.6/22/202685

3）信息联系

物理信息：化学信息：行为信息：营养信息：达尔文的营养信息链：

猫多田鼠土蜂三叶草多6/22/2026862-2生态平衡

一、生态平衡的概念

在一定条件下,生态系统中能量流动和物质循环表现为稳定的状态.

二、特点

动：动态平衡定：相对稳定（能量、物质、生物种类和数量）变：外界条件发生变化,可破坏现存的生态平衡.小：不超过循环规律大：平衡破坏6/22/202687三、生态平衡破坏的原因

自然原因(第一环境问题,天灾)自然异常变化原因如火山、地震、海啸、台风、水旱、流行病人为原因(第二环境问题,人祸)由两方面造成：对自然资源不合理利用,滥砍乱伐,滥捕动物.排放污染物,如重金属、农药、石油等

生物种类成分的改变危害环境因素的改变信息系统的破坏6/22/202688四、改善生态平衡的主要对策1．森林方面的对策2．草原方面的对策3．水域方面的对策4．农田方面的对策6/22/2026892-3生态学在环境保护中的应用一、环境质量的生物监测与评价二、环境污染的生物净化与治理三、病虫害的生态防治6/22/2026902-4生物多样性减少与保护一、生物多样性（biodiversity）概念及其含义

概念：就是地球上所有的动物、植物和微生物及其所构成的综合体。生态系统多样性含义物种多样性遗传基因的多样性二、生物多样性是人类生存的基础

直接利用价值间接利用价值潜在利用价值6/22/2026912-4生物多样性减少与保护三、生物多样性丧失的危害

生态环境退化加剧，物种面临威胁外来入侵物种危害严重生物安全管理亟待加强四、生物多样性的保护

加强法制建设，积极开展宣传教育工作；摸清现状；建立野生动植物保护基地；建立自然保护区就地保护；离体保护：种质库、基因库等。6/22/2026922006年完成营造林面积457万公顷，其中人工造林完成252万公顷。林业重点工程完成营造林面积297万公顷，占全年营造林面积的65%。全民义务植树18.9亿株。截至2006年底，全国共命名国家级生态示范区233个，自然保护区达到2395个，其中国家级自然保护区265个，自然保护区面积15154万公顷，占国土面积的15%。新增综合治理水土流失面积4.2万平方公里，新增实施水土流失地区封育保护面积6.2万平方公里。资料来源：国家统计局/图表制作:郭红

6/22/202693图：马雅农场生态系统示意图

6/22/202694

粮农作物

蛋鸡副鸡产粪品肉猪猪粪沼气沼气池渣电发电输肥水出

家庭生态农业模式示意图

6/22/202695补充：对生态系统的模拟远未成功对于生态系统的多样性、复杂性和稳定性的关系的研究，规模最大的是目前由美国哥伦比亚大学管理的人工模拟生态系统复杂性试验装置Biosphere2(生物圈二号)，其命名的内在含义指地球是生物圈一号。该装置设立的初衷是在一个密封的环境里引入3800多种生物，模拟构成地球上的多种有代表性的生态系统，希望藉此实现内部生态的自主循环。但是试验开始后不久，装置内的大气氧含量就急剧下降，以至于不得不多次与外界交换空气，一年以后，所引入的物种死亡了1/4，原定实验目标根本无法实现。6/22/202696Bio2实验室全貌6/22/2026976/22/202698Bio2的大气循环6/22/202699Bio2的水循环6/22/2026100实验得出的重要结论：人类当前的科学技术对地球生物圈大尺度生态过程的模拟和控制能力非常有限，用科学技术圈代替生物圈不可能实现。地球生物圈保持稳定所需要的生物多样性的最低要求目前还是未知数。人类对生物多样性的盲目破坏，将有可能从根本上破坏全球生态环境的存在基础，是极其危险的。6/22/2026101第三章资源与环境3-1世界与中国资源的现状及特点一、自然资源1．定义：指自然界中能被人类用于生产和生活的物质和能量的总称。2．分类

耗竭性资源非耗竭性资源6/22/2026102二、世界资源现状及特点

1．水资源短缺2．土地荒漠化3．森林资源破坏4．矿产资源匮乏5．物种资源灭绝三、中国资源现状及特点

1．资源总量大，人均占有量少2．资源种类多，类型齐全3．资源地域分布不均衡，增加开发利用难度4．资源质量不够理想，优质资源所占比重较小5．资源利用率低且浪费严重6/22/2026103

《光明日报》2006-10-26（12）6/22/2026104地球上的最后

——最后一片森林6/22/2026105地球上的最后

—最后一棵树6/22/2026106地球上的最后

——最后的家园6/22/2026107地球上的最后

—最后的晚餐6/22/2026108地球上的最后

——最后一滴水6/22/2026109地球上的最后

——最后的生命6/22/20261103-2资源开发与可持续发展一、水资源的开发利用二、矿产资源的开发利用三、海洋资源的开发利用四、土地资源的开发利用五、生物资源的开发利用6/22/20261113-3能源与环境一、能源的概念1．定义

指自然资源中存在的某种形式的能,利用它可以转换成人们生产和生活所需的电、光、机械、热等其他形式的能.2．人类利用能源的四个阶段

1860年前(第一次产业革命)：以薪柴为主1860~1920(蒸汽机1763年发明后广泛使用)1920~1960(采煤条件日趋恶化渐转石油、天然气)1960~至今(新能源是第四次产业革命的主要支柱)6/22/2026112能源利用的发展阶段（%）（表3-5）

薪柴煤石油天然气1860年前73.724.71860~192028.162.41920~196052.245.81960~至今35.262.46/22/20261133．能源分类

常规能源：煤、石油、天然气、水能、节能按照所处社会地位分新能源6/22/2026114

1度电=

能用吸尘器把房间打扫5遍；25瓦的灯泡能连续点亮40小时；家用冰箱能运行一天半；普通电风扇能连续运行15小时；一匹空调器能开1.5小时；能烧开8千克的水；电视机能开10小时；可以用电炒锅烧2个非常美味的菜肴；足够让电动自行车跑上80千米。《经济日报》2004-07-04（10）

6/22/20261154．能源品位评价1）E=mc2

能量是物质的属性,即作功的潜在本领.人类利用物质,同时也利用物质变化所产生的能量作有用功.

2）能源品位评价标准

用单位能量的熵值变化来衡量.在突然变化过程中,孤立体系熵有增无减.熵值越小的体系,自发趋势越大,能量品位越高.6/22/2026116☏☞上下,品位能量形式S/单位能量☏☞高品位自发向低品位进行例如自由落体万有引力0生成热能.(位能)☏☞原子核能品位最高,应开发利用.原子核能10-6热能(星球)108K10-3☏☞地表热能通常是地球上最低品位能,量大(地球)102K10-2

但无法利用.化学能(燃料)1~10辐射能(可见光)1~10☏☞日光能与化学能品位相当,应开发利用.(宇宙微波)104☏☞太阳能与环境热能品位相差不大,大多变成环境热能而不能加以利用.☏☞化石燃料变化学能,历史悠久,但品位不高.6/22/2026117

5．能源消耗需求量的计算1）标准煤是计算能源总量时所采用的综合换算指标即7000kcal/kg标准煤(29.271MJ/kg标准煤)煤：0.714石油：1.43天然气：1.33油页岩：0.431目前，全世界能源总消费量约为134亿吨标准煤，其中化石能源占85%以上。6/22/20261182）能源消耗需求量的计算（以2000年达到小康水平需能源量）可以有以下几种算法：（1）现代化社会要求：1.6吨/人,年1.6吨/人,年12.1亿人=19.36亿吨（2）按照各国每人每年能源消耗量与国民经济生产总值之间比例,若人均达到1000美圆/年：2.2吨/人,年2.2吨/人,年12.1亿人=26.6亿吨6/22/2026119（3）能源弹性系数(能源消耗增长系数)进行预测规律：

发达国家：<10.85

发展中国家：>1

工业化初期：>1,以后逐年降低

我国情况：1953~1958>11.31980~1990>11.21990~2000<10.856/22/2026120若按照1980年为6.5亿吨标准煤，20年翻两番计算，年国民生产增长率为：(1+x)20=4若按照1980年为6.5亿吨标准煤,20年翻两番计算：(1+x)20=4x=7.2%

1980~1990>11.2,1.2=a/7.2，a=8.64，(1+8.64%)10=y=2.29(1990年的倍数)2.296.5=14.89亿吨(实际为10.4亿吨)

1990~2000<10.85

0.85=b/7.2，b=6.12，(1+6.12%)10=z=1.81(2000年的倍数)1.8114.89=27亿吨(实际为15.5)若按照人均12.1亿人,则27/12.1=2.23吨/人,年6/22/2026121我国能源产量：80859095200020062020亿吨6.5810.414.4715.5524.625~33人均能源量：世界美国苏联西德