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环境工程基础西南交通大学环境科学与工程学院王绍笳
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当代中国环境问题的八大社会特征
随着社会转型的加剧进行,环境问题日益严重;
环境问题不仅表现为人(社会)与自然的矛盾,而且越来越表现为人与人之间的矛盾;
随着居民生活水平的提高,生活污染在环境问题中的分量加重;城市环境问题受到高度重视,并在局部有所缓解;
农村环境问题失控,呈日益蔓延和加重的趋势;
环境问题与贫困问题有形成恶性循环的趋势;
公众环境意识水平低下;
环境问题与其他社会问题交叉、重叠,解决的难度日益加大。
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主要内容
绪论
生态学基础
水体污染控制
大气污染控制
固体废物处理
噪声及其他公害的防治
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教学目的:
树立正确的环境观,掌握基本的环境保护思路。
作为一门多学科交叉的边缘性科学,
学习环境学科的基本概念、基本原理及环境污染控制的基本手段,与非环境类专业的紧密结合。
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第一章 绪论
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1.环境与环境问题
2.环境科学的研究内容与任务
3.环境工程的研究内容与任务
4.环境观
5.可持续发展
6.环境保护的发展历程
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1.环境与环境问题
1.1环境
环境就其词义而言,是指周围的事物。本书所涉及的是人类的环境,即以人或人类作为中心事物,其他生物和非生命物质被视为环境要素,
构成人类的生存环境。
人类的环境有别于其他生物的环境,它包括社会环境与自然环境两部分。
社会环境是指人类的社会制度等上层建筑条件,
包括社会的经济基础、城乡结构以及同各种社会制度相适应的政治、经济、法律、宗教、艺术、哲学的观念与机构等。
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自然环境是人类赖以生存和发展的各种自然因素的总和,即通常所称的自然界。
分类:
⑴ 按环境性质分为:自然环境、半自然环境(被人类破坏后的自然环境)、社会环境。
⑵ 按环境范围:宇宙环境(星际环境)、地球环境
(地理环境)、区域环境、微环境和内环境
⑶ 按环境要素:大气环境、水环境 (如海洋环境、湖泊环境等 )、土壤环境、生物环境 (如森林环境、草原环境等 )、地质环境
⑷ 环境功能:特定空间环境 (如航空、航天的密封舱环境等 )、车间环境 (劳动环境 )、生活区环境 (如后室环境、院落环境等 )、城市环境、区域环境 (如流域环境、行政区域环境等 )、全球环境和星际环境等。
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,中华人民共和国环境保护法,
明确指出:“本法所称环境是指 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。”
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1.2环境问题及其发展
1.2.1环境问题全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的现象,均概括称为环境问题。
由自然力引起的环境问题:第一类环境问题(地震、洪涝、干旱和滑坡等)。
由人类活动引起的环境问题:第二类环境问题(环境污染、生态破坏)。
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1976年 7月 28日,那一个黑色的可怕瞬间 …… 一场人类史上堪为最惨烈的地震灾难降临到中国人民的头上:转眼间唐山市区变成一片废墟,242419人 丧生
(包括天津等受灾区 ),36
万多人受重伤,70万多人受轻伤,15886户家庭解体,
7821个妻子失去丈夫,
8047个丈夫失去了妻子,
3817人成为截瘫患者,
25061人肢体残废,遗留下孤寡老人 3675位,孤儿
4204人,数十万和平居民转眼变成失去家园的难民,
全国人民被投入到巨大的悲痛之中。
唐山 大地震后被震弯的铁路
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印度尼西亚苏门答腊岛以北海域当地时间
2004年 12月2
6日上午8时发生里氏8,5
级强烈地震,
并引发海啸,
东南亚和南亚数个国家受波及,造成重大人员伤亡(最后报道遇难者超过 15万人。 印度尼西亚班达亚齐灾区满目疮痍
142005年 8月 28日,飓风,卡特里娜,向美国港口城市新奥尔良扑来,
市长雷 ·纳金当天下达强制令,全城所有人紧急撤离。
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次生环境问题
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1.2.2环境问题的发展
原始社会
农业社会
工业社会
当代
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产业革命后
1873,1880,1882,1891,1892年英国伦敦曾多发生可怕的有毒烟雾事件。
1930年 12月比利时马斯河谷工业区由于工厂排出有害气体,在逆温条件下造成了严重的大气污染事件,使几干人发病,60人死亡。
1934年 5月美国发生了一次席卷半个国家的特大尘暴,从西部干旱草原地区几个州的开垦土地上卷起大量尘土,以每小时 96— 160km的速度向东推进.最后消失在大西洋上。这次风暴刮走西部草原 3亿多吨土壤,是美国历史上一次重大灾难。
污染事件与人类对环境的影响
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二战后:
马斯河谷事件,1930年 12月 1~ 5日,比利时马斯河谷工业区工业区处于狭窄盆地中发生气温逆转,工厂排出的有害气体在近地层积累。 3天后,有人发病,症状为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有 60多人死亡。心脏病、肺病患者死亡率最高。
多诺拉事件,1948年 10月 26~ 31日,美国宾夕法尼亚州多诺拉镇。该镇处于河谷,10月最后一个星期大部地区受反气旋和逆温控制,加上 26~ 30日持续有雾,使大气污染物在近地层积累。二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素。发病者 5911 人,占全镇总人口 43%。症状是眼痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻;死亡 17人。
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洛杉矶光化学烟雾事件,20世纪 40年代初期,美国洛杉矶全市 50 多万辆汽车每天消耗汽油约 1600万升,向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。该市临海依山,处于 50千米长的盆地中,汽车排出的废气在日光作用下,形成以臭氧为主的光化学烟雾。
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伦敦烟雾事件,1952年 12月 5~ 8日,英国伦敦市。
5~ 8日,英国几乎全境为浓雾覆盖,4天中死亡人数较常年同期约多 4000人,45 岁以上的死亡最多,约为平时 3倍; 1岁以下死亡的,约为平时 2倍。事件发生的 1周中,因支气管炎死亡的人数是平时的 9.3倍。
四日市哮喘事件,1961年,日本四日市。 1955年以来,
该市石油冶炼和工业燃油产生的废气严重污染城市空气。重金属微粒与二氧化硫形成硫酸烟雾。 1961年,
哮喘病发作。 1967年,一些患者不堪忍受痛苦而自杀。
1972年,全市共确认哮喘病患者达 817 人,死亡 10多人。
米糠油事件,1968年 3月,日本北九洲市、爱知县一带生产米糠油时所用的脱臭热载体多氯联苯作,由于生产管理不善,混入米糠油中,人食用后中毒,患病者超过 1400人。至 7~ 8月份,患病者超过 5000人,其中 16人死亡,实际受害者约 13000 人。
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水俣病事件,1953~ 1956 年,日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体,使水俣湾和不知火海的鱼中毒,人食毒鱼后受害。 1972年,
日本环境厅公布:水俣湾和新县阿贺野川下游汞中毒者有 283 人,其中 60人死亡。
痛骨病事件,1955~ 1972年,日本富山县神通川流域锌、铅冶炼工厂等排放的含镉废水污染了神通川水体。两岸居民利用河水灌溉农田,
使稻米含镉,居民食含镉稻米和饮用含镉水而中毒。 1963~ 1979年 3月,共有患者 130人,其中死亡 81 人。
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1984
12月 3日,美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药厂因管理混乱,操作不当,致使地下储罐内剧毒的甲基异氰酸脂因压力升高而爆炸外泄 。 45吨毒气形成一股浓密的烟雾,以每小时 5000米的速度袭击了博帕尔市区 。 死亡近两万人,受害 20多万人,5万人失明,孕妇流产或产下死婴,
受害面积 40平方公里,数千头牲畜被毒死 。
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现代环境问题
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大气污染
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排入大气中的烟尘随风扩散
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枯树有害气体污染的恶果
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全球气候变暖
(温室效应)
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臭氧层破坏
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酸雨的危害
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受酸雨伤害的水稻
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生物多样性锐减
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对于任何一个物种都是地球的财富,更是我们人类的伙伴,切望避免,
当我们的后人需要了解藏羚羊时,却只剩下皮毛、标本和照片!
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欧美上层社会流行着沙图什
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价值连城的藏羚羊绒制品-沙图什是人们猎杀这种美丽生灵的原因。
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森林锐减
40人类将为滥砍乱伐付出沉重的代价
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人类将为滥砍乱伐付出沉重的代价
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水土流失
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45水土流失
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黄河河口地区的卫星影像影像反映的是沉积在黄河入海口处的泥沙
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土地沙漠化
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由于草原严重沙化,骆驼无草可食,营养不良,骆驼产下后无法站立,无法吃奶,最后死亡。
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内蒙古自治区阿拉善盟是我国沙尘暴的主要起源地之一,这是 2001年的一场强沙尘暴使得骆驼前行非常困难。
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垃圾及固体废弃物污染
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水资源污染
55面对唯一的河水被污染,老人无言以对。
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饮用水的污染,对以此为生的居民造成极大的伤害,
救救人们!
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饮用水的污染,对以此为生的居民造成极大的伤害,
救救孩子!
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其他污染
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城市交通噪声污染
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飞机噪声污染
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工厂噪声污染
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冶炼钢铁的高温环境
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造船厂的焊接眩光污染
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1.3 当前世界面临的主要环境问题当前人类所面临的主要问题是人口问题、资源问题、生态破坏问题和环境污染问题。它们之间相互关联、相互影响,成为当今世界环境科学所关注的主要问题。
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1.4 环境问题的特点
第一是长期性。
第二是关联性。
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图 1 从环境到人体二 噁 英的链传递
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2.环境科学研究内容与任务环境科学是研究人类环境质量及其控制的科学。从广义上说,它是对人类生活的自然环境进行综合研究的科学,是研究人类周围空气、土地、
水、能源、矿物资源和生物等所有环境因素及其与人类的关系以及环境质量和环境保护的科学。
属于自然科学方面的有环境地学、环境生物学、
环境化学、环境物理、环境医学、环境工程学;
属于社会科学方面的有环境管理学、环境经济学、
环境法学等。
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当前,环境科学的具体研究内容包括:
人类社会经济行为引起的环境污染和生态破坏,
环境系统在人类活动影响下的变化规律;
确定当前环境质量恶化的程度及其与人类社会经济活动的关系;
寻求人类社会经济与环境协调持续发展的途径和方法,以争取人类社会与自然界的和谐。
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环境科学的任务就是抓住人类与环境这一对矛盾的实质,研究其间的对立统一关系,充分认识两者之间的作用和反作用,
掌握其发展规律,以便能动地改造环境并积极调节其间物质和能量的交换,促使环境朝着有利于人类的方向演化。
▲首先:树立正确的环境观。
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3.环境工程的研究内容与任务环境工程的研究内容:
研究近代工业污染控制理论、技术和方法;
研究采用工程技术科学方法保护和合理利用自然资源;
研究人类因从事社会与经济活动而导致的对生态环境的破坏进行超前的预测和采取对策。
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环境工程研究领域包括:
水污染控制;
大气污染控制;
噪声污染控制;
工程环境污染控制;
固体废弃物处理;
环境影响评价;
环境规划与管理。
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4.环境观
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4.1 天命论环境观
统治地位的哲学思潮是唯心主义和宗教神学的天命论,把一切自然现象及其对人类生产与生活的影响归结为某种超自然力量的作用。殷虚卜辞中有,帝令其雨,,,帝令其风,,,帝令雨足年,
帝令雨女其足年,,把晴雨变化和年成好坏都归结为天帝的旨意。,诗经,云;,敬之敬之,天维显思。命不易哉 !毋曰高高在上;涉降厥土,日监在兹!
古希腊哲学家也有类似的观点,柏拉图认为地球上一切可以观察到的事物不过是理念的拙劣的摹象。泰勒斯则认为神用水创造出万物。这些神创造论者认为自然界是上帝创造的,主观唯心论者则认为自然界是人类精神的产物,都否认自然界固有的客观规律和人类对自然界的影响。
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4.2 地理环境决定论
环境决定论把自然环境看作社会发展的决定因素
拉采尔,(1)地球表面居民的分布和集团; (2)
作为人类迁移结果的这些分布对自然环境的依赖性,(3)自然环境对个人和社会所产生的影响,例如气候对民族特性的影响。他在该书中把人说成是环境的产物.认为人和生物一样,
其活动、发展和分布均受环境的严格限制,环境,以盲目的残酷性统治着人类的命运,。
环境决定论是生产力比较低下,科学不甚发达的条件下的环境观或自然观,反映了人类对大自然的畏惧和顺从的态度.和天命论的自然观是一脉相承的。
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4.3 征服论的环境观
18世纪的工业革命带来了这样的契机,以蒸汽机为代表的机械革命大大解放了生产力,人类进一步征服了海洋,开采了更多的矿产,砍伐森林、耕垦草原、拦河筑坝、移山填海 …… 人类似乎真正征服了自然,成了自然的主人。俄国的米丘林提倡,我们不能等待大自然的恩赐,向大自然索取是我们的任务,。我国则有过,人有多大的胆,地有多高的产,的口号,更把征服论发挥到极致,陷入唯意志论的境地。其他国家在其经济发展史上几乎也都经过征服论盛行的阶段,不顾自然规律,掠夺式开发自然资源,忽视环境保护,从而引起环境恶化,人类最终自食恶果。
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4.4协调论的环境观新的环境观则认为人类是自然的儿子而不是主人,人类只有保持同自然界 (环境 )
的平衡与协调才能生存与发展。,人,与
,天,的关系不再是谁战胜谁,而应是
,人天共存,或,人地归一,。
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5.可持续发展
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5.1可持续发展战略的由来
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20世纪 50年代末,美国海洋生物学家蕾切尔,
卡逊( Rachel.Karson)在潜心研究美国使用杀虫剂所产生的种种危害之后,于 1962年发表了环境保护科普著作《寂静的春天》。
(一),寂静的春天,—— 对人类行为和观念的早期反思
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《寂静的春天》通过对污染物富集、迁移、转化的描写,阐明了人类同大气、海洋、河流、土壤、动植物之间的密切关系,初步揭示了污染对生态系统的影响。
她告诉人们:,地球上生命的历史一直是生物与其周围环境相互作用的历史,只有人类出现后,生命才具有了改造其周围大自然的异常能力。在人对环境的所有袭击中,最令人震惊的,是空气、土地、
河流以及大海受到各种致命化学物质的污染。这种污染是难以清除的,因为它不仅进入了生命耐以生存的世界,而且进入了生物组织内。,
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(二)《增长的极限,—— 引起全世界反响的,严肃思考,
1968年,来自世界各国的几十位科学家、教育学家和经济学家等学者成立了一个非正式的国际协会 —— 罗马俱乐部受俱乐部的委托,以麻省理工学院 D.梅多斯
( Dennis.L.Meadows) 为首的研究小组,针对长期流行于西方的高增长理论进行了深刻反思,
并于 1972年提交了俱乐部成立以来的第一份研究报告 ——,增长的极限》。
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《增长的极限》报告认为:由于世界人口增长、
粮食生产、工业发展、资源消耗和环境污染这五项基本因素的运行方式是指数增长而非线性增长,全球的增长将会因为粮食短缺和环境破坏于下世纪某个时段内达到极限。
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(三)联合国人类环境会议 —— 人类对环境问题的正式挑战
1972年,联合国人类环境会议在斯德哥尔摩召开,来自世界 113个国家和地区的代表汇聚一堂,共同讨论环境对人类的影响问题。
大会通过的《人类环境宣言》宣布了 37个共同观点和 26项共同原则。
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《人类环境宣言》向全球呼吁:现在已经到达历史上这样一个时刻,我们在决定世界各地的行动时,必须更加审慎地考虑它们对环境产生的后果。由于无知或不关心,我们可能给生活和幸福所依靠的地球环境造成巨大的无法挽回的损失。因此,保护和改善人类环境是关系到全世界各国人民的幸福和经济发展的重要问题,
是世界各国人民的迫切希望和各国政府的责任,
也是人类的紧迫目标。各国政府和人民必须为着全体人民和自身后代的利益而作出共同的努力。
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(四)《我们共同的未来,—— 环境与发展思想的重要飞跃
1983年 3月,成立了以挪威首相布伦特兰夫人任主席的世界环境与发展委员会
( WCED)。
1987年,向联合国大会提交了研究报告
《我们共同的未来》
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(五)联合国环境与发展大会 —— 环境与发展的里程碑联合国环境与发展大会于 1992年 6月在巴西的里约热内卢召开。共有 183个国家的代表团和 70个国际组织的代表出席了会议,102位国家元首或政府首脑到会讲话。
会议通过了《里约环境与发展宣言》(又名地球宪章》)和,21世纪议程》两个纲领性文件。
各国政府代表还签署了联合国《气候变化框架公约》
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5.2 可持续发展的定义朴素的可持续发展观念古来有之,但现代意义上的可持续发展概念则是挪威首相布伦特兰夫人在《我们共同的未来》报告中首次提出的。所谓可持续发展是指:,既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展,。这一定义得到广泛的接受,并在
1992年联合国环境与发展大会上取得共识。
包括两个重要概念:一是人类要发展,要满足人类的发展需求;二是不能损害自然界支持当代人和后代人的生存能力。
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我国学者对这一定义作了如下的补充:可持续发展是,不断提高人群生活质量和环境承载能力的、满足当代人需求又不损害子孙后代满足其需求能力的、满足一个地区或一个国家人群需求又不损害别的地区或国家人群满足其需求能力的发展,。
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从应用的角度来理解可持续发展的概念,则应结合应用领域的可持续发展定义,如:
生态角度:保护和加强环境系统的生产和更新能力
社会角度:改进人类的生活质量,同时不要超出支持发展的生态系统的负荷能力
经济角度:在保护自然资源的质量和其所提供服务的前提下,使经济发展的净效益增加到最大限度
科技角度:转向更清洁、更有效的技术 -尽可能接近,零排放,或,密闭式,工艺 — 尽可能减少能源和自然资源的消耗
伦理角度:不应当损害后代人维持和改善其生活标准的能力。
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鼓励经济增长提倡资源的永续利用和保持良好的生态环境谋求社会的全面进步
5.3 可持续发展战略的基本思想
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5.4 可持续发展的基本原则(内涵)
( 1)公平性原则
( 2)持续性原则
( 3)共同性原则
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6.环境保护的发展历程
1.限制阶段
2.,三废,治理阶段
3,综合防治阶段
4.规划管理阶段