,中国环境概论, 课程教学大纲
? 主讲教师:李虹 博士, 副教授
? 上课时间:星期二第 9-11节
? 上课地点:一教 202
? 联系方式,Tel,86000818
E-mail:hj07155@sina.com
? 教学目的:通过本课程的教学, 使学生理解和掌握下列内容:
1,熟悉生态环境结构和组成, 了解人类与环境的辩证关系;
2,掌握大气污染物的主要种类, 危害及迁移转化规律;
3,掌握水体污染物的主要种类, 危害及迁移转化规律;
4,掌握土壤污染物的主要种类, 危害及迁移转化规律;
5,了解城市环境问题及城市生态系统的特点;
6,了解主要的全球性环境问题产生的机理及危害;
7,明确理解处理好人口, 资源, 环境问题的重要意义, 理解
我国严格执行三大国策的紧迫性和重要性;
8,掌握环境管理, 环境评价的主要方法 。
教学要求,
1,认真完成作业及学期论文
2,积极参与课堂讨论
考核方法,
1,平时成绩 40分, 其中论文 20分, 课堂讨论, 作业, 出勤 20分;
2,期末笔试成绩 60分;
教材与主要参考书,
1,刘培桐主编, 环境学概论 ( 第二版 ), 高等教育出版社,
1995
2,窦贻俭, 李春华编著, 环境科学原理, 南京大学出版社,
1998
3,曲格平著, 中国的环境与发展, 中国环境科学出版社, 1992
4,李振基等编著, 生态学, 科学出版社, 2000
教学安排,
? 请专家做专题报告 2-3次
? 课堂讨论 1-2次
? 第一章 绪 论
? § 1,环境的概念及分类
? § 2,环境的组成和结构
? § 3,环境问题及其危害
? § 4,环境科学的研究对象
? 第二章 大气环境
? § 1,大气的结构和组成
? § 2,大气污染
? § 3,大气污染源及主要污染物
? § 4,大气中污染物的扩散
? § 5,中国大气污染综合防治与管理
? 第三章 水体环境
? § 1,水体环境概述
? § 2,富营养化
? § 3,水环境污染控制及管理
? 第四章 土壤环境
? § 1,土壤的组成和性质
? § 2,土壤环境污染
? § 3,重金属对土壤的污染
? § 4,化学农药对土壤的污染
? 第五章 固体废物
? § 1,固体废物的概念
? § 2,固体废物的来源及分类
? § 3,固体废物的环境影响
? § 4,固体废物常规处理与处置
? § 5,固体废物管理
? 第六章 全球性环境问题
? § 1,全球性气候变化
? § 2,臭氧层的破坏
? § 3,酸雨危害加剧
? § 4,生物多样性减少
? § 5,持久性有机污染物的污染
? § 6,土地荒漠化
? § 7,水资源危机
? § 8,森林植被破坏
? § 9,海洋资源破坏和污染
? 第七章 人口, 资源, 环境与可持续发展
? § 1,人口与环境
? § 2,资源与环境
? § 3,可持续发展与环境
? 第八章 环境管理与实践
? § 1,环境管理
? § 2,环境法
? 第九章 环境评价
? § 1,环境评价基本概念
? § 2,我国的环境影响评价制度
? § 3,环境影响评价制度管理程序
第一章 绪 论
? § 1、环境的概念及分类
? § 2、环境的组成和结构
? § 3、环境问题及其危害
? § 4、环境科学的研究对象
空气污染使人发胖
? 法国国家农业和食品工业高等学院的科研人员近日发现,
空气污染也会使人类发胖。
? 实验中,研究人员把实验老鼠放置在一个空气污染程度如
同距离高速公路 100米的模拟环境内。 15天后,研究人员
发现,在饮食不变的条件下,老鼠的体重比正常老鼠体重
有大幅增加,比例如同一个成年人体重上升 2千克。
? 研究人员发现,某些形式的空气污染,如由汽车发动机制
造的燃料不充分燃烧所形成的污染物,会通过呼吸进入人
体内,引起脂肪细胞的 β键凝聚,从而堵塞脂肪细胞的脂
肪酸出路,使得脂肪细胞加速复制,导致人发胖。
? 研究人员表示,β键分子产生凝聚还是人类哮喘等疾病增
加的原因。
目前困扰中国环境的十大问题
1,大气污染问题
? 2000年我国二氧化硫排放量为 1995万吨,居
世界第一位。
? 据专家测算,要满足全国天气的环境容量要求,
二氧化硫排放量要在现有基础上至少削减
40%。此外,2000年中国烟尘排放量为
1165万吨,工业粉尘的排放量为 1092万吨。
大气污染是中国目前第一大环境问题。
2,水环境污染问题
? 中国七大水系的污染程度依次是:辽河、海河、
淮河、黄河、松花江、珠江、长江,
? 其中 42%的水质超过 3类标准(不能做饮用水
源),全国有 36%的城市河段为劣 5类水质,
丧失使用功能。
? 大型淡水湖泊(水库)和城市湖泊水质普遍较
差,75%以上的湖泊富营养化加剧,主要由
氮、磷污染引起。
3,垃圾处理问题
? 中国全国工业固体废物年产生量达 8.2亿
吨,综合利用率约 46%。
? 全国城市生活垃圾年产生量为 1.4亿吨,
达到无害化处理要求的不到 10%。
? 塑料包装物和农膜导致的白色污染已蔓
延全国各地。
? 目前,中国国土上的荒漠化土地已占国土陆地
总面积的 27.3%,而且,荒漠化面积还以每
年 2460平方公里的速度增长。
? 中国每年遭受的强沙尘暴天气由 50年代的 5次
增加到了 90年代的 23次。
? 土地沙化造成了内蒙古一些地区的居民被迫迁
移他乡。
4,土地荒漠化和沙灾问题
5,水土流失问题
? 中国全国每年流失的土壤总量达 50多亿
吨,每年流失的土壤养分为 4000万吨标
准化肥(相当于全国一年的化肥使用
量)。
? 自 1949年以来,中国水土流失毁掉的耕
地总量达 4000万亩,这对中国的农业是
极大损失。
? 20世纪 50年代中国年均受旱灾的农田为 1.2亿
亩,90年代上升为 3.8亿亩。
? 1972年黄河发生第一次断流,1985年后年年
断流,1997年断流天数达 227天。有关专家
经调查推测:未来 15年内中国将持续干旱。
? 而长江流域的水灾发生频率却明显增加,500
多年来,长江流域共发生的大洪水为 53次,但
近 50年来,每三年就出现一次大涝,1998年
的大洪水造成了巨大的经济损失。
6,旱灾和水灾问题
? 中国是生物多样性破坏较严重的国家,高等植
物中濒危或接近濒危的物种达 4000-5000种,
约占中国拥有的物种总数的 15%-20%,高
于世界 10%-15%的平均水平。
? 在联合国, 国际濒危物种贸易公约, 列出的
640种世界濒危物种中,中国有 156种,约占
总数的 1/4。
? 中国滥捕乱杀野生动物和大量捕食野生动物的
现象仍然十分严重,屡禁不止。
7,生物多样性破坏问题
? 中国加入 WTO将面临两方面新的环境问题。一方
面是国际上的, 绿色贸易壁垒, 。由于中国目前
的环境标准普遍低于发达国家的标准,中国的食
品、机电、纺织、皮革、陶瓷、烟草、玩具、鞋
业等行业的产品将在出口贸易中受到限制。
? 另一方面,由于国际市场对中国的矿产、石材、
药用植物、农产品、畜牧产品的大量需求,可能
会加重中国的生态、环境和自然资源的破坏。
? 同时,中国可能成为国外污染密集型企业转移的
地点和大量的国外工业废物 "来料加工 "的地点,
这将极大地加重中国的环境问题。
8,WTO与环境问题
? 三峡工程是中国目前正在实施的巨大的
水利工程。该工程定于 2003年开始发电。
三峡建成后对地质环境、水资源环境、
生态环境(涉及库区两岸和整个上游地
区)的影响,以及如何有效防治库区污
染是目前摆在三峡建设者面前的大课题。
三峡工程已成为世界瞩目的环境问题。
9,三峡库区的环境问题
? 随着中国经济的发展,难降解的持久性有机物
污染开始显现。国际上今年签署了, 关于持久
性有机污染物的斯德哥尔摩公约,,其中确定
的首批禁止使用的 12种持久性有机污染物在中
国的环境介质中多有检出,中国是公约的签字
国。
? 这类有机污染物具有转移到下一代体内,并在
多年后显现其危害的特点,也被称为 "环境激
素 "或 "环境荷尔蒙 ",危害严重。目前这类有
机污染物广泛存在于工农业和城市建设等使用
的化学品之中。
10,持久性有机物污染问题
§ 1、环境的概念及分类
? 一、环境的基本词义
? 二、环境科学中的环境
? 三、环境的类型划分
一、环境的基本词义
? 在英语中,
?,环境( environment), 通常是指,作用于
一个对象(常假定为一个有生命的生物)的所
有外部影响与力量的总和。
? 在汉语中,
? 1、古代汉语:, 环境, 一词较早见于, 元史 ·余阙
传,,“环境筑堡寨,选精甲外捍,而耕稼于中, 。
这里所谓的, 环境, 是指,,环绕所辖的区域, ;
? 2、现代汉语:, 环境, 一词除保留原来的涵义外,还泛
指, 所处的情况和条件, 。
? 汉语中的, 环境, 具有两个基本词义,
? 一是指围绕某一事物周围的空间区域。这种用法在现代
已不多见;
? 二是泛指与某一事物相联系的各种情况和条件。这种用
法比较常见,且与英语中的, 环境, 在含义上大体相当。
二、环境科学中的环境
? 在环境科学中,所谓, 环境,,实质上是, 人
类环境 (human environment)”的简称。也就是
说,它是以人或人类社会为中心事物的。
? 其次,由于环境科学是从人类社会生存和发展
的角度来研究和界定环境的,因此,
? 环境科学中的, 环境, 应当是指,影响人类社
会生存和发展的各种因素的总和。
? 影响人类生存和发展的因素是众多的。这些
因素大体上可以分为两类,
? 一是各种 自然因素,包括阳光、空气、矿藏、
森林和水等;
? 二是各种 人文因素,包括但不限于社会制度、
政策和法律等。
? 环境科学中的, 环境, 只包括 各种影响人类社
会生存和发展的自然因素 。
? 这是因为, 环境科学是由于环境问题的产生和
发展而促成的,尽管环境问题的产生和发展与
人类社会经济活动直接相关, 并且环境问题的
解决需要借助于政策和法律手段,
? 但 环境问题本身是指自然因素的不良变化 。
? 环境科学的研究对象, 环境, 应当是指,影响
人类社会生存和发展的各种 自然因素 的总和 。
? 并非所有的自然因素都是环境科学的研究对象。
(太阳或阳光等 )
? 更确切地讲,环境科学中的, 环境, 是指,影
响人类社会生存和发展 且人类活动能够使之发
生改变的 各种自然因素的总和 。
? 根据人类对自然因素的认识程度和干预深度,可以将
自然因素划分为以下六个层次,
? 第一,未认识的自然;
? 第二,人迹未到,但有所认识的自然,如某些星体;
? 第三,人迹所到的自然;
? 第四,经过人类加工,面貌改观的自然,如农田、牧
场等;
? 第五,自然界没有,人类根据自然规律创造的自然,
如汽车、飞机等;
? 第六,人体自然。
? 注,环境科学中的, 环境, 主要涉及属于第三, 第四个层次的自然因
素,
? 此外, 也包含部分属于第二个层次的自然因素 。
自然因素的分类
目前, 环境科学中的, 环境,, 从 空间上 看:它上至
大气圈中的平流层, 下至岩石圈的上部, 高差大体
在 30至 40千米之间 。 其中包括大气圈, 水圈, 土壤
圈, 生物圈和岩石圈等五个圈层 。
? 而 生物圈 ( biosphere) 无疑是人类环境中最重要,
最核心的部分, 它下至海平面以下 10千米左右, 上
至海平面以上 9千米左右, 是生命存在和活动的范
围 。
? 总之, 环境科学目前所研究的, 环境, 只涉及地球
环境, 是地球环境的大部分, 而非全部 。
三、环境的类型划分
? (一)自然环境;人工环境
? (二)大气环境;水环境;土壤环境;
声学环境;生物环境;地质环境
? (三)生活环境;生态环境
? (四)聚落环境;地理环境;地质环境
(一)自然环境;人工环境
? 这是依据环境要素受到人类活动 影响和干扰的程度 所做的
划分。
? 自然环境 ( natural environment):是由那些没有受到
人类活动影响和干扰的自然因素(如原始森林)和那些虽
然受到人类活动的影响和干扰、但面貌并未改观、仍主要
按照自然规律运动和变化的自然因素所构成。
? 比如,大气的成分因人为排放大气污染物而发生了改变,
但它的基本特征并未发生根本的变化。所以,通常仍将大
气作为自然环境的组成部分。
? 类似地,自然环境的构成还包括 水、植物、动物、土壤、
岩石等 。
? 人工环境 ( built environment),则是由人类在自
然环境的基础上通过有意识, 有目的的活动所创造出
来的, 如农田, 村落, 城市, 公园, 道路以及人工防
护林等 。
? 人工环境的演变虽然仍在一定程度上受到自然规律的
制约, 但起决定或支配作用的, 往往是人的意愿 。
? 例如, 城市道路是人造的 。 根据需要, 人们可以在任
何时候废弃现有的道路, 建设新的道路 。
生
态
系
统
图
农
林
互
利
图 德国生态城市弗莱堡
(二)大气环境;水环境;土壤环境;
声学环境;生物环境;地质环境
? 这是根据环境要素的 同质性 对环境所做的归纳分类。
? 大气环境 ( atmospheric environment)即是指大气;
? 水环境 ( aquatic environment)则是由地球上分布的
各种水及水体所构成,其中主要包括地下水和地面水;
? 土壤环境 ( soil environment)则是由地表具有肥力、
能生长植物的疏松表层即土壤层所组成,其中包含矿物
质、动植物残体腐解产生的有机物以及水分、空气等;
? 声学环境 ( acoustic environment)则是由在大气中
传播的各种能够为人或生物所感受到的声音所构成;
? 生物环境 ( biological environment)由人以外的所
有野生生物包括野生植物和野生动物所构成;
? 地质环境 ( geological environment)由岩石及其风
化物 ——浮土组成。
(三)生活环境;生态环境
? 生活环境 ( living environment):顾名思义,
是由那些与人们生活密切相关的各种自然环境
因素和人工环境因素构成的总体。
? 在日常生活中,人们常用大气环境质量、水环
境质量以及园林绿化状况等指标来衡量生活环
境质量,有时还包括城市基础设施状况等更广
泛的内容;
? 生态环境 ( eco-environment):通常是指生命有机
体周围与生物的生存和繁衍息息相关的各种自然因
素的总和。
? 严格地讲,生活环境与生态环境并非截然分割的,
两者实际上存在交汇。
? 生活环境中的许多因素往往同时也是生态环境的构
成要素,而生态环境的组成要素又常常是生活环境
不可或缺的部分。
? 但在习惯上,人们有时将环境科学中的, 环境, 划
分为生活环境和生态环境。
(四)聚落环境;地理环境;地质环境
? 聚落环境 ( settlement environment):是指人类群居生
活的场所,是与人类的生活和工作关系最密切、最直接的
环境。
? 根据规模、性质和功能,可以将聚落环境进一步划分为,
? 院落环境 ( courtyard environment)
? 村落环境 ( village environment)
? 城市环境 ( urban environment)
? 聚落环境是一个综合体,其中既包含自然环境因素,也包
含人工环境因素。后者在聚落环境中所占比重往往与前者
不相上下,甚至超过前者。
? 地理环境 ( geographical environment):是指围绕
人类的各种自然因素和现象的总体。其中包括两个部
分:自然地理环境和人文地理环境。
? 自然地理环境,主要由大气、水、土壤、岩石、生物
等自然要素有机结合而成,它处在地表四个圈层 ——
大气圈,水圈,岩石圈,生物圈 ——的接触带,上至
大气圈的对流层顶,下起岩石圈的表层,包括整个土
壤圈在内,与生物圈的范围基本相当。
? 人文地理环境,是指人类的社会、文化
和生产活动的地域组合,其中主要包括
生产力、生产关系和上层建筑等三个部
分,此外还包括某些介于自然、社会间
的现象以及某些特殊的社会现象(如语
言)等。
§ 2、环境的组成和结构
? 人类的生存环境是庞大而复杂的大系统,
它是由自然环境、工程环境和社会环境
组成的。
一、自然环境的组成和结构
? 自然环境是人类发生和发展的物质基础,它是由
生物和无机环境组成。
? 1、生物的分类与营养级的划分
? 大气、水体和土地以各种不同的组合和偶合方式
组成多种多样的生物无机环境,孕育着多种多样
的生物。
? 生物包括植物、动物和微生物。它们总是结合成
一定的生物群落而存在着,通常它们是由几个营
养级和能量级组成的。
? 第一营养级,绿色植物以及一些有色素的原生动物
和一些光能与化能细菌是自养型生物,是所谓生产
者,为第一营养级和能量级。
? 它们利用太阳能和化学能,把由环境中摄取的简单
无机物合成复杂的有机物,借以储藏物质和能量。
它们在光合作用中吸收二氧化碳,释放出氧。
? 第二营养级,动物是现成有机物质的消费者,在呼
吸过程中吸人氧呼出二氧化碳,其中食草类动物属
第二营养级,是第一性消费者;
? 第三、四营养级,食肉类动物属第三、四营养级,
是第二、第三性消费者;
? 微生物是有机质的分解者, 它们把动, 植物遗
体和排泄物又转化为简单的无机物,
? 与此同时利用其一部分物质和能量形成自己的
身体, 完成自己的代谢作用, 维持其生活和繁
衍过程 。
? 异养型生物,动物和微生物都是靠现成的有机
质维持生活的, 靠自养型生物供养的, 统称为
异养型生物 。
? 在不同条件下, 生物群落的组成成分是不同的, 营养
级的数目和营养结构的复杂程度也是不同的 (所谓营养
结构即营养级的组合 )。
?
? 在一般的情况下, 最简单的营养结构包括两个营养级,
较复杂的营养结构包括五六个营养级, 超过 6级以上的
复杂营养结构是不多见的 。 而在任何一个营养结构中,
一般总少不了第一营养级自养型生物, 特别是绿色植
物 。
? 这是因为一切生命活动的能量最终都主要来源于太阳
辐射能, 而太阳辐射能只有通过光合作用转化为化学
能之后, 才能为其他各营养级的生物所利用 。
第一性生产率与净第一性生产率
? 绿色植物通过光合作用合成有机质的速率叫做 第一性
生产率 [g/ (m2·a)],除去植物在呼吸和代谢过程中所
消耗的一部分外,剩余的有机质叫做 净第一性生产率 。
? 食草动物所能获得到的只是净第一性生产率的一部分,
而它所能消化和同化的又只有其中的一部分。所以,
第二营养级即食草动物的生产率势必大大小于第一性
生产率。
? 以上各级也依次递减,这样就沿着营养级序列向上形
成所谓的 生产率金字塔 。
“十分之一, 法则与生物量金字塔
? 通过调查研究, 生态学家们发现, 下面营养级
储存的能量只有 10%左右能够被上一个营养级
所利用, 其余大部分能量被消耗在该营养级的
呼吸作用上, 并以热量的形式释放到大气中 。
? 这种规律在生态学上被称为 10%定律或 1/10律,
有时也称为 能量金字塔 ( pyramid of energy)
生产者
初级消费者
次级消费者
N次
1000
100
10
1
图 生态系统中的能量金字塔
食物链
? 食物链,各种生物之间通过捕食和被捕食关系联结起来,
形成具有链状结构的捕食关系,被称为食物链 (food
chains)。
? 例如,青草 ?野兔 ?狐狸构成一条食物链
? 在现实世界中,生物之间存在的捕食关系要比想象中的复
杂得多。
? 处于各营养级的生物有机体是种类繁多的,因而食物链也
是很多的,链的长短也是不一的。
? 而且由于专食性和狭食性动物比较少, 杂食性和广食性动
物相当多, 所以自然界很少是单独存在的食物链 。
? 比如, 野兔不仅被狐狸捕食, 还可能被其它动物
或人捕食 。
? 因此, 食物链之间存在交叉的现象在自然界中十
分普遍,
? 从而使得自然界看似一个由众多食物链编织而成
的无形的网 。
? 这种复杂的捕食关系, 通常称为 食物网 ( food
webs) 。
图 一个陆地生态系统的部分食物网
二、工程环境的组成和结构
? 工程环境,是人类在利用和改造自然环境中创
造出来的人工环境 。
? 现在地球上没有受到人类活动影响的自然环境
可以说是极为罕见的, 绝大部分的原野已被加
工改造成了农田, 牧场, 林场, 旅游休养地,
并适应人类的需要而日益加速地兴建工厂, 矿
山, 各种建筑, 以及交通, 通讯设备等 。
? 现代人类活动的内容和结构是异常丰富而复杂的,
但最基本的, 最主要的是生产和消费活动, 也就是
人类与自然环境间以及人与人间的物质, 能量和信
息的交换过程 。
? 这一活动的全部过程 ——从 资源由自然环境中提出
来到以, 三废, 的形式再排向自然环境,
? 一般可分为:提取, 加工, 调配, 消费和排放五个
分过程或五个阶段, 且每个分过程又都可以再细分
下去 。
例如,
? 提取过程 可再细分为采集业, 狩猎业, 农业, 牧业,
采掘工业, 冶炼工业等, 以及各种自然源 (如太阳能,
风能, 水能, 地热, 核能等 ),以及各种位能和潜能的
利用工业等;
? 加工过程 可再细分为机械加工, 化学加工等;
? 调配过程 可再分为运输, 储存, 管理等;
? 消费过程 可再分为生产消费, 非生产消费等;
? 排放过程 可再分为直接排放和各种处理后排放等 。
? 工程环境 包括:农业工程环境, 工业工
程环境以及能源工程环境, 交通通讯工
程环境, 信息工程环境等,
? 它们是人类在利用和改造自然环境中创
造出来的, 但反过来它们又成了影响自
然环境和人类活动的重要因素和约束条
件 。
三、社会环境的组成和结构
? 社会环境,是由政治、经济和文化等要素构成的。
? 经济是基础,政治是经济的集中表现,文化则是
政治和经济的反映。
? 社会环境是人类活动的产物,但反过来它又成为
人类活动的制约条件,也是影响人类与自然环境
关系的决定性因素。
? 自然环境, 工程环境与社会环境共同组成各级
人类生存环境单元, 如聚落环境, 区域环境,
直至全球性环境 。 也就是说, 人类的生存环境
是一个极其庞大而复杂的 多级大谱系 。
? 由人类这个中心系统与其生存环境可共同构成
人类生态系统 。
? 运用系统分析和系统综合的方法, 对此系统进
行研究便是环境科学的重要研究课题和基本任
务 。
§ 3、环境问题及其危害
? 环境是指影响人类或人类社会生存和发
展且人类能够使之发生改变的各种自然
因素的总体。
? 环境总是处在不断的运动和变化之中。
随着人类的诞生,特别是随着科学技术
的飞速发展,环境面貌的改变更加明显,
最终导致环境问题的发生和发展。
? 古代文明 阶段,由于人类的生产活动能力极低,对自
然化环境的干预微乎其微,不存在人为环境问题。
? 农业文明 阶段,自然人文主义占主导,普遍存在对大
自然的崇拜和依赖,在该时期,人类初具改造自然的
能力,主要造成的是生态破坏,对人类社会有局部的、
零散的影响,但无根本危害。
? 工业文明 时期,人类拥有了足以大规模改造自然的能
力,同时人类将自己异化于大自然,以自己为主体,
对自然界的一切事物进行强权统治和随意操纵,最终
使自然界走向退化和毁灭,而这也反过来导致了人类
自身的生存危机 。
不同时期环境问题的性质
历史
时期
性质
对人类
社会的影响
人类的认识程度
原始
时期
几乎
不存在
无 无
农业
文明
生态破坏
局部的、零散的
有影响但无根本危害
工业
文明
环境污染
生态破坏
全球的、整体的
根本危及人类社会
的生存和发展
? 环境问题的第一次高潮出现在 20世纪
50~60年代。震惊世界的公害事件接连
不断,见八大公害事件。
? 环境问题的第二次高潮在 20世纪 80年代
初,有三类:全球性的大气污染、大面
积生态破坏以及突发性的严重污染事件
(见六大污染事故)。
八大公害事件
事件 主要污染物 时间 地点
中毒情况 中毒症状 致害原因 公害形成原因
比利时马
斯河谷烟
雾
烟尘及 SO2
1930年
12月 1-
5日
比利时
马斯河
谷工业
区
几千人呼
吸道发病,
约 60人死
亡
胸疼、咳
嗽、流泪、
咽痛、呼
吸困难、
恶心、呕
吐
硫氧化物-
SO2和 SO3烟
雾的混合物,
加上空气中
的金属氧化
颗粒,加剧
对人体的刺
激作用
( 1)工厂集
中、排烟尘量
大
( 2)天气反
常、逆温天气
时间长、雾较
大
美国多诺
拉烟雾
烟尘及 SO2 1948年
10月
26-31
日
美国宾
夕法尼
亚洲多
诺拉镇
4天内有
43%
(约
6000人)
病,17人
死亡
眼痛、喉
痛、流鼻
涕、干咳、
头痛、肢
体酸乏、
呕吐、腹
泻
SO2,SO3金
属元素及硫
酸盐类气溶
胶对呼吸道
的影响
( 1)工厂过
多
( 2)河谷盆
地内适遇雾天
和长时间逆温
天气
伦敦烟雾 烟尘及 SO2 1952年
12月 5-
8日
英国伦
敦市
5天内
4000人
死亡,后
又连续发
生 3次
胸闷、咳
嗽、喉痛、
呕吐
SO2在金属
颗粒物催化
作用下生成
SO3及硫酸
和硫酸盐气
溶胶吸入肺
部
( 1)煤烟中
SO2、粉尘量
大
( 2)适遇逆
温和大雾天气
事件 主要污染物 时间 地点
中毒情况 中毒症状 致害原因 公害形成原因
美国
洛杉
机光
化学
烟雾
光化学烟雾 20世
纪 40
年代
美国洛
杉矶
刺激眼、喉、
鼻,引起眼病、
喉头炎、头痛
NOx及碳
氢化合物
在阳光
(紫外线)
作用下产
生的二次
污染物
―― 光化
学烟雾
( 1)汽车排气,
使一千多吨碳氢
化合物排入大气
( 2)适合的地理
位置、阳光充足、
三面环山、静风
等不利的气象条
件适合时
日本
水俣
病
甲基汞 1949
年
日本熊
本县水
俣镇
第一次发
现怪病,
有人身亡,
至 1972
年有 180
人患病,
死亡 50
人
口齿不清、步
态不稳、面部
疾呆,进而耳
聋眼瞎,全身
麻木、最后精
神失常
甲基汞中
毒,人通
过食用受
甲基汞毒
害的鱼类
而患病
生产氯乙烯和醋
酸乙烯时采用氯
化汞和硫酸汞催
化剂,使含东门
以身试法不排入
海湾形成甲基汞
对鱼、贝类的污
染
日本
富山
骨痛
病
镉 19世
纪 80
年代
日本富
山县平
原神通
川
患者超过
280人,
34人
开始关节痛、
后神经痛和全
身骨痛,最后
骨骼软化萎缩,
自然骨折,直
到饮食不进,
在疼痛中死去
吃含镉污
染的大米,
饮用含镉
污染的水
炼锌厂排放含镉
废水进入河流污
染农田和饮水
事件 主要污染物 时间 地点
中毒情况 中毒症状 致害原因 公害形成原因
日本
四日
市哮
喘
SO2、煤尘
重金属粉尘
1955
年
日本
四日
市
患者 500
多人,其
中有 10多
人在气喘
病中死亡
支气管炎、
支气管哮
喘、肺气
肿
有毒重金
属微粒及
二氧化硫
吸入肺部
工厂排出 SO2和
粉尘的数量大,
并含有钴、锰、
钛等重金属粉尘
日本
米糠
油
多氯联苯 1968
年
日本
九州
爱知
县
患病
5000多
人,死亡
16人,实
际 受害
者超过 1
万人
眼皮肿、
滨出汁、
全身起红
疙瘩、重
者呕吐恶
心、肝功
能下降肌
肉痛、咳
嗽不止,
甚至死亡
误食含多
氯联苯的
米糠油所
致
生产米糠油中用
多氯联苯作载热
体,因管理不善,
使毒物混进米糠
油中
世界著名的六大污染事故
事件
时间
地点
危害
原因
意大利塞维
索化学污染
1976年
7月
意大利塞维
索一家化工
厂
许多人中毒。事隔多年后,当
地居民的畸形儿出生率大为增
加。
化工厂爆炸,剧毒化
学品二恶英扩散
美国三里岛
核电站泄漏
1979年
3月
美国宾夕法
尼亚州
周围 80km200万人口极度不安,
直接损失 10多亿美元
核电站反应戴盆望天
严重失水
墨西哥液化
气爆炸
1984年
11月
墨西哥
4200人受伤,400人死亡,300
栋房屋被毁,10万人被疏散
石油公司一个油库爆
炸
印度博帕尔
毒气泄漏
1984年
12月
印度中央帮
博帕尔市
1408人死亡,2人严重中毒,15
万人接受治疗,20万人逃离家
园
45t异氰酸甲酯泄漏
前苏联切尔
诺贝利核电
站
1986年
4月
前苏联乌克
兰
31人死亡,203人受伤,13万人
疏散,直接损失 30亿美元
4号反应堆机房爆炸
德国莱茵河
污染
1986年
11月
美国
事故区生物绝迹,160km内鱼类
死亡,480km内的水不能饮用
化学公司仓库起火,
30t硫、磷和汞剧毒物
入河
最直接的原因:技术工艺
进一步的原因:结构布局
更进一步原因:决策管理
根本的原因,发展方式
最根本的原因:思想观念
这也是人类对原因的探索在时间先后上的
序列 。
环境问题产生的原因
? 生产技术工艺落后,资源、能源利用率
低;
? 污染治理技术落后,不能及时并以节约
成本的方式解决污染问题。
? 例子,技术装备落后,环境污染严重。我国多数冶金
企业技术装备水平低,技术工艺落后,许多中小企业
仍然采用落后工艺,浪费资源、污染环境。国家限期
淘汰的 6万安培以下及环保不能达标的铝冶炼中自焙阳
极电解槽、炼铜厂中的反射炉、鼓风炉等落后工艺仍
在使用。
技术工艺层次上的问题
? 产业结构以重工业、加工工业为主;
? 产业结构中资源消耗型行业占主导;
? 能源结构不合理,多以煤为主;
? 工业布局不合理,如原料与加工地相隔太远,
或重污染工业分布在保护区、水源地、敏感
区等;
? 城市布局不合理,如工业区与居住区混杂等。
结构布局上的问题
? 为了减少中国经济对国际市场石油产品的依赖,缓
解燃煤引起的环境污染,国家发改委有关部门透露,
中国将投资 150亿人民币来引进美国技术,建设煤
炭液化企业。据悉,内蒙、陕西、山西、云南都在
准备投建煤炭液化项目。
?, 煤制油, 是在上世纪 30年代就研制出来的老技
术。一般只是在无油情况下的一种选择,美国、欧
洲、日本等地一直没有启动过这样的项目。周洛华
认为,将, 煤制油, 作为一种政府战略来推行似乎
存在不少的问题。, 煤制油, 的成本相对于原油进
口仍比较高。而且这种定价取决于煤炭价格,一旦
煤炭价格上涨,,煤制油, 的成本也会随之上升。
? ?生产过程中的管理落后导致的跑、冒、滴、漏
等资源能源浪费;
?行政管理中的部门分割导致的效率低下、浪费;
?制定决策时未考虑对环境的影响;
?决策缺乏科学性。
决策管理上的问题
1997年,我国颁布了, 农药管理条例,, 1999年颁布
了, 农药管理条例实施办法,,后来又进行了修订,
我国农药生产经营管理进入了法治化轨道。但在具
体的生产经营管理中,还存在着生产领域管理严格、
销售领域管理松散,对大企业管理严格、对中小企
业管理难以顾及,对产品质量比较重视、对 环境保
护较为淡漠等现象 。如对农药生产企业的污水排放,
只有比例标准,而没有总量控制,某些企业为了达
标,就加水稀释后再排放,不但污染物没有减少,
还浪费了水资源。农药产品的质量标准中,只考虑
药效问题,而对一些有害杂质含量没有明确限制,
导致某些企业片面追求药效而忽视了可能产生的副
作用。
发展方式上的问题
? 过度追求经济总量的增长;
? 以物质消费作为衡量幸福的指标;
? 以牺牲环境为代价换取粗放式经济增长;
? 过度追求规模化和集约化;
? 强烈依赖不可再生资源,特别是能源;
? 线型的物质利用方式。
(指人类利用资源的方式是直线型的,从开采 --
加工 --使用 --废弃,没有从废弃开始的物质循环)
? 循环经济最基本的精神就是清洁生产。现在发达国家对循环
经济非常重视,美国是循环经济的先行者,欧洲的步伐也在
加快,德国最早制定了一些法律、法规。在亚洲日本的循环
经济发展迅速,2000年制定了, 促进循环型社会形成基本
法, 。
? 循环经济强调三个行动原则即 3R原则:减量化( Reduce)、
再利用( Reuse)、再循环( Recycle)。所谓减量就是把资
源的开采量,使用尽量减少。资源开采后尽量地使用、再使
用 …… 增加使用频率,拉长使用时间。最后一点是循环,当
使用得不能再使用的时候,想尽办法把它变成再生资源,循
环到社会中去。这是, 深层循环, 生产模式。
? 可持续发展的理念就是把经济发展与环境的因素结合
成一体化来考虑,包括从计划、产品设计、生产、消
费等各个方面。
? 我国环保产业自上世纪 7O年代起步,经过 30年的发展,
目前已经成为拥有环保产品生产、资源综合利用、环
境保护服务、洁净产品生产、生态产业等领域的一个
综合性产业,据 2000年调查统计;全行业从业单位 18,
144个,从业人员 317.6万人,收入总额 l,689.l亿元,
占当年国内生产总值的 1.9%.这两年又有发展,年收入
已经超过 2,000亿元。
思想观念上的问题
?人类中心主义的价值观,视自然为自由取用之
物;
?机械论的自然观;
?片面追求经济增长的发展观
?追求物欲无限满足的消费观;
?视自然为无价值之物的经济学观念;
?对其它物种漠视的伦理道德观;
?对科技的过度崇拜甚至迷信。
? 据统计,大部分城市每年丢弃的月饼盒有数百
万个,除部分被废品回收市场回收外,约 70%
的月饼盒被当作生活垃圾处理掉。
? 月饼盒的过度包装浪费了宝贵的木材、纸张和
金属材料,而过度包装更为废物处理增加了难
度,若把月饼盒回收循环再造,既可善用资源,
又可减少环境污染。
l地球的有限性与人类生产的无限性的矛盾 --
环境问题产生的物质根源
1 地球的有限性,
?自然资源有限
?地球生态系统维持自身平衡的能力有限
?地球所能供养的人口数量有限 。
“以利润作为生产的根本出发点决定了社会生产
具有无限扩大的趋势而被异化了的社会生活方
式又迎合了生产无限扩大的趋势;被滥用了的
科学技术的进步又加速了这种趋势的发展;市
场调节不仅不能制约这种趋势的发展,反而在
价值规律的作用下鼓励着它的发展。”
以利润为目的的现行的工业生产方式却使生产和消费具有无限扩大的趋势
一、环境问题及其分类
? 从广义上讲,环境问题是 指环境具有的某种价值因
自然或人为方面的原因而出现衰减或丧失的现象。
? 例如,盛开的鲜花虽然不能被食用,但它能够给人
以愉悦, 如果有人故意或无意将其毁灭,那么,鲜
花具有的价值也就随之灭失。
? 然而,将诸如此类的现象都视为环境问题,固然无
可指责,却不免显得过于宽泛。
? 对于环境问题, 目前还没有一个权威的或法定的界
定。
? 一般认为,环境科学中所谓的环境问题是指,人
为因素引起的环境变化,这种变化不利于人类或
人类社会的生存和发展。
? 学术界通常将环境问题划分为两大类,
? 环境污染
? 生态破坏
? 但有的学者将资源和能源短缺问题作为第三类环
境问题。
(一) 环境污染
? 美国科学院在 1966年出版的一份报告中对环
境 污染 作出的定义是,
?, (环境)污染是空气、水、土的物理、化学
或生物学特征的一种不良变化,这种变化可能
不利于人的生命,或其它良好物种的生命,工
业的工序,生活条件和文化遗产;可能或将浪
费、恶化我们的自然资源。,
? 值得注意的是,该定义并没有明确环境污染的原因
是人为的。
? 与此形成鲜明对照的是,1974年 11月 14日经济合
作与发展组织( OECD)理事会通过的一项关于跨
界污染原则的建议中对 污染 的定义,
?, 污染,是人类直接或间接将物质或能量引入环境
而造成的有害后果,(它)可能危害人类健康、损
害生物资源和生态系统、减损环境的优美、妨碍环
境的其它正当用途。
在理解该定义时应 注意 到,
? 第一, 污染只能来自 人类活动 。 但对于那些由自
然灾害和人类活动共同作用引起的各种问题, 比
如, 因地震引起核设施损坏而导致放射性物质扩
散, 似乎不应当排除在外;
? 第二, 污染是由于 人类 直接或间接将物质或能量
引入环境中引起的 。 也就是说, 无论是直接向环
境中排放物质或能量, 还是通过诸如管道等路径
使物质或能量进入环境, 只要与人类活动有关,
都属于环境污染范畴;
? 第三, 引起污染的既可以是物质, 不论它是液态,
固态, 还是气态;也可以是各种形式的能量, 如噪
声, 震动, 热, 辐射等;
? 第四, 环境污染引起有害后果包括各种形式, 其中
首要的是对人体健康的损害, 此外还包括对生态系
统, 景观的破坏, 以及对资源利用的不利影响等 。
? 第五, 该定义中提到, 可能危害,, 意指环境污染
既包括那些已经引起的损害, 也包括存在危害的风
险 。
? 环境污染包括多种形式, 主要有:大气污染, 水污
染, 土壤污染, 噪声污染, 热污染, 放射性污染等 。
图 长江之污
图 随处可见的垃圾污染
图 绿藻泛滥的滇池
(二)生态破坏
? 早在旧石器时代晚期,由于弓箭的广泛使用,使人
类狩猎的能力大大提高,以致在一些地区甚至超过
了某些动物的繁殖能力,导致许多大型动物如猛犸
象、披毛犀等的灭绝。
? 进入农业革命时期以后,生态破坏问题明显呈加剧
趋势,尤其是在亚洲和非洲地区。
? 例如,约在公元前四千年,两河流域(幼发拉底河
和底格里斯河)的农业已经到达相当发达的程度。
肥沃的土地,先进的灌溉系统,为巴比伦文化的孕
育提供了良好的条件。
? 在农业发展过程中,两河上游的森林被
大量砍伐,由此造成气候失调、水土流
失、土地沙化等问题,使这片曾经孕育
了光辉灿烂的古巴比伦文化的肥美原野
逐渐变成了不毛之地,古巴比伦文明由
此走向衰落。
? 一般认为,生态破坏包括,森林砍伐,
植被减少,水土流失,土地退化(沙漠
化和盐碱化),物种灭绝或者更广泛地
说生物多样性减少等。
? 第一, 这些现象往往导致生态系统的组成的剧烈改变 。 例如,
森林砍伐就使得森林生态系统的组成发生改变 。
? 第二, 由于生态系统组成发生剧烈改变, 使得生态系统平衡受
到影响, 导致生态系统的功能紊乱, 比如, 生产力严重下降甚
至完全丧失 。
? 由此可见, 生态破坏 是指, 由于人类活动改变了生态系统的组
成或结构, 导致或有可能生态系统无法发挥正常功能 ( 如生产
力严重下降 ) 的现象 。
? 需要说明的是, 在各种各样生态破坏现象中, 植被破坏包括森
林减少, 草场退化等现象在内的问题是罪魁祸首, 水土流失,
沙漠化, 盐碱化, 物种消失等往往是植被破坏必然引起的后果 。
? 当水土流失严重, 甚至出现沙漠化和盐碱化时, 又会影响到植
被的存在 。
图 被毁灭的林区 图 土地盐碱化使植物枯死
图 植被破坏引起的水土流失
(三)资源和能源短缺
? 自然资源是指自然界形成的、并被人类加以利用的各
种物质和能量。
? 自然资源按其可耗竭性可以分为,
? 不可耗竭资源,如太阳能;
? 可耗竭资源,如矿产资源。
? 在可耗竭资源中,又包括 不可更新资源 和 可更新资源 。
? 严格地讲, 即使是 矿产资源, 也是在不
断更新的, 只不过更新速率极其缓慢 。
? 比如, 矿产资源往往要经过几千万年,
甚至上亿年的地质作用才能够形成 。 因
此, 区分可更新资源和不可更新资源最
关键的因素是时间尺度 。
? 目前, 在世界范围内, 普遍存在着水资源短缺, 耕地减
少, 矿产资源供不应求以及能源紧张等各种资源和能源
问题 。
? 例如, 在我国北方地区, 90%以上的城市面临缺水问题;
部分城市严重缺水, 居民生活用水都出现困难;
? 在 耕地方面, 我国人均耕地本来就少, 只有世界平均水
平的四分之一 。
? 加上近年来城市化不断蔓延, 大量占用耕地, 而人口依
然处在增长阶段, 因此, 耕地面临的人口压力日益加大;
? 。
? 在 矿产资源和能源供应方面, 目前的情况也不
容乐观 。 据估计, 我国 45种主要矿产的探明储
量已有相当部分不能满足经济发展的需要 。
? 到 2010年, 估计只有 24种主要矿产可以保证需
求, 而到 2020年估计只有 6种 。
? 特别是绝对需求量大的石油, 铁, 铜, 铝, 硫,
磷等重要矿产, 缺口很大 。 因此, 矿产资源供
需矛盾将日益突出 。
二,环境问题的危害
? 环境问题对人类社会生存和发展的影响是多方
面的 。
? 就环境污染问题而言, 它的影响大体包括,
? 损害人体健康, 影响农作物的产量和质量, 影
响渔业生产的产量和质量, 制约工业的发展,
加速生态环境的退化和破坏, 造成财产和其他
方面的经济损失等 。
? 生态破坏的危害更加深远, 以沙漠化为例, 它
的危害包括,
? 造成土地生产潜力衰退, 直接造成土地生产力
下降, 造成草场质量下降, 引起环境污染等 。
? 而诸如气候变化等全球环境问题, 其影响后果
甚至更加严重, 威胁到整个地球生态系统, 进
而关系到人类的存亡 。
表 全球环境变化可能引起的对人类健康的不利影响
环境变化
表现形式
对健康不利影响的类型 ( 直接, 间接 ) 和时间 ( 早,
晚 )
直接, 早
直接, 晚
间接, 早
间接, 晚
温室效应
增强
全球变暖
及其他气
候变化
与热浪有
关的疾病
与死亡
传病媒介
传染病扩
张
暖海域中
( 可食 )
鱼的生存
能力改变
海平面上
升
自然灾害:
龙卷风,
洪水, 山
崩, 大火
洪水泛滥
→ 社会混
乱各个环
境受损,
耕地损失
农业受损
导致食物
短缺
沼泽地的
破坏导致
鱼储量下
降
洪水与巨
浪突发的
危险增加
水边设施,
道路受破
坏而导致
的影响
平流层 臭
氧枯竭
地表紫 外
线辐射 的
增加
晒伤, 结
膜炎, 免
疫系统 抑
制 → 受感
染的危 险
增加
皮肤癌,
视力受损:
白内障,
翼状胬肉
食用谷 物
及海洋 微
生物 ( 水
中食物 链
的基础 )
的生长 被
破坏
酸雾 ( 来
自硫化 矿
物燃料 的
燃烧 )
酸雨
对呼吸 系
统的影响
对水域 的
破坏 ( 鱼
量减少 ),
谷物生 长
破坏
森林生 长
破坏 → 生
态生产 力
下降
耕地退化:
集约型 农
业, 过度
放牧
侵蚀, 贫
瘠, 营养
丧失, 盐
碱化, 沙
化
农业生 产
力下降
农村地 区
减少 → 向
城市边 缘
迁移
暴露在 农
药和肥 料
中
水坝及 河
流淤塞 的
影响
地下蓄 水
层减少
饮用水 和
公共卫 生
用水短缺
农业生 产
力下降
生物多样
性丧失
栖息地被
破坏
森林砍伐
→ 区域文
化衰退
潜在的可
食物种的
丧失
药用物资
及其他有
助于健康
物资的丧
失
森林砍伐
→ 温室效
应增强
基因多样
性丧失,
生态系统
衰退
作物和牲
畜更易受
害, 生态
生产能力
下降
人口过剩
的其他影
响 ( 尤其
是在贫穷
国家 )
拥挤的城
市贫民区
激增 ( 移
民和高生
育率所导
致 )
传染病,
营养不良,
无家可归,
反社会行
为
社会混乱,
环境污染
的影响,
慢性毒素
区域生态
系统超载
的影响
图 臭氧层破坏对人体健康的影响
图 干旱带来的水荒
§ 4、环境科学的研究对象 及任务
? 一,环境科学的研究对象
? 二,环境科学的研究任务
一,环境科学的研究对象
? 人类具有双重属性,
? 人类的 生物属性 决定了人类必然是自然中的一
员, 必然要和自然界的其他事物发生关系;
? 人类的 社会属性 是人类不同于其他生物的属性,
决定了人类的行为和活动具有社会的特性 。
? 这两个属性共同影响, 制约着人类的行为, 因
此, 人类与环境之间的关系是复杂的 。
? 环境科学以, 人类-环境, 这一矛盾体为其特
定的研究对象, 研究人类-环境之间的对立统
一关系 。
? 其目的在于探讨人类社会持续发展对环境的影
响及环境质量的变化规律,
? 从而通过调整人类自身的行为来保护和改善环
境, 为社会, 经济, 环境的可持续发展提供科
学依据 。
环境科学的研究对象
二,环境科学的研究任务
? 从 宏观上 来说是研究人类-环境的发展规
律, 调控人类与环境间的相互作用关系,
探索两者可持续运行的途径和方法;
? 从 微观上 来说, 是研究环境中的物质在环
境中的迁移转化规律及它们与人类的关系 。
环境科学的主要任务
? 第一, 探讨人类社会持续发展对环境的影响及
其环境质量的变化规律,了解全球环境变化的
历史、演化机理、环境结构及基本特性等,从
而为改善环境和创造新环境提供科学依据。
? 第二,揭示人类活动同自然环境之间的关系,
探索环境变化对人类生存和地球环境安全的影
响。
? 第三,帮助人类树立正确的社会发展观,研究
和探讨环境污染控制技术和管理手段,对不同
时空尺度下环境问题的解决途径进行系统优化,
推进可持续发展战略的实施。
图 给受伤的地球治伤 图 把完好的地球交给孩子
? 主讲教师:李虹 博士, 副教授
? 上课时间:星期二第 9-11节
? 上课地点:一教 202
? 联系方式,Tel,86000818
E-mail:hj07155@sina.com
? 教学目的:通过本课程的教学, 使学生理解和掌握下列内容:
1,熟悉生态环境结构和组成, 了解人类与环境的辩证关系;
2,掌握大气污染物的主要种类, 危害及迁移转化规律;
3,掌握水体污染物的主要种类, 危害及迁移转化规律;
4,掌握土壤污染物的主要种类, 危害及迁移转化规律;
5,了解城市环境问题及城市生态系统的特点;
6,了解主要的全球性环境问题产生的机理及危害;
7,明确理解处理好人口, 资源, 环境问题的重要意义, 理解
我国严格执行三大国策的紧迫性和重要性;
8,掌握环境管理, 环境评价的主要方法 。
教学要求,
1,认真完成作业及学期论文
2,积极参与课堂讨论
考核方法,
1,平时成绩 40分, 其中论文 20分, 课堂讨论, 作业, 出勤 20分;
2,期末笔试成绩 60分;
教材与主要参考书,
1,刘培桐主编, 环境学概论 ( 第二版 ), 高等教育出版社,
1995
2,窦贻俭, 李春华编著, 环境科学原理, 南京大学出版社,
1998
3,曲格平著, 中国的环境与发展, 中国环境科学出版社, 1992
4,李振基等编著, 生态学, 科学出版社, 2000
教学安排,
? 请专家做专题报告 2-3次
? 课堂讨论 1-2次
? 第一章 绪 论
? § 1,环境的概念及分类
? § 2,环境的组成和结构
? § 3,环境问题及其危害
? § 4,环境科学的研究对象
? 第二章 大气环境
? § 1,大气的结构和组成
? § 2,大气污染
? § 3,大气污染源及主要污染物
? § 4,大气中污染物的扩散
? § 5,中国大气污染综合防治与管理
? 第三章 水体环境
? § 1,水体环境概述
? § 2,富营养化
? § 3,水环境污染控制及管理
? 第四章 土壤环境
? § 1,土壤的组成和性质
? § 2,土壤环境污染
? § 3,重金属对土壤的污染
? § 4,化学农药对土壤的污染
? 第五章 固体废物
? § 1,固体废物的概念
? § 2,固体废物的来源及分类
? § 3,固体废物的环境影响
? § 4,固体废物常规处理与处置
? § 5,固体废物管理
? 第六章 全球性环境问题
? § 1,全球性气候变化
? § 2,臭氧层的破坏
? § 3,酸雨危害加剧
? § 4,生物多样性减少
? § 5,持久性有机污染物的污染
? § 6,土地荒漠化
? § 7,水资源危机
? § 8,森林植被破坏
? § 9,海洋资源破坏和污染
? 第七章 人口, 资源, 环境与可持续发展
? § 1,人口与环境
? § 2,资源与环境
? § 3,可持续发展与环境
? 第八章 环境管理与实践
? § 1,环境管理
? § 2,环境法
? 第九章 环境评价
? § 1,环境评价基本概念
? § 2,我国的环境影响评价制度
? § 3,环境影响评价制度管理程序
第一章 绪 论
? § 1、环境的概念及分类
? § 2、环境的组成和结构
? § 3、环境问题及其危害
? § 4、环境科学的研究对象
空气污染使人发胖
? 法国国家农业和食品工业高等学院的科研人员近日发现,
空气污染也会使人类发胖。
? 实验中,研究人员把实验老鼠放置在一个空气污染程度如
同距离高速公路 100米的模拟环境内。 15天后,研究人员
发现,在饮食不变的条件下,老鼠的体重比正常老鼠体重
有大幅增加,比例如同一个成年人体重上升 2千克。
? 研究人员发现,某些形式的空气污染,如由汽车发动机制
造的燃料不充分燃烧所形成的污染物,会通过呼吸进入人
体内,引起脂肪细胞的 β键凝聚,从而堵塞脂肪细胞的脂
肪酸出路,使得脂肪细胞加速复制,导致人发胖。
? 研究人员表示,β键分子产生凝聚还是人类哮喘等疾病增
加的原因。
目前困扰中国环境的十大问题
1,大气污染问题
? 2000年我国二氧化硫排放量为 1995万吨,居
世界第一位。
? 据专家测算,要满足全国天气的环境容量要求,
二氧化硫排放量要在现有基础上至少削减
40%。此外,2000年中国烟尘排放量为
1165万吨,工业粉尘的排放量为 1092万吨。
大气污染是中国目前第一大环境问题。
2,水环境污染问题
? 中国七大水系的污染程度依次是:辽河、海河、
淮河、黄河、松花江、珠江、长江,
? 其中 42%的水质超过 3类标准(不能做饮用水
源),全国有 36%的城市河段为劣 5类水质,
丧失使用功能。
? 大型淡水湖泊(水库)和城市湖泊水质普遍较
差,75%以上的湖泊富营养化加剧,主要由
氮、磷污染引起。
3,垃圾处理问题
? 中国全国工业固体废物年产生量达 8.2亿
吨,综合利用率约 46%。
? 全国城市生活垃圾年产生量为 1.4亿吨,
达到无害化处理要求的不到 10%。
? 塑料包装物和农膜导致的白色污染已蔓
延全国各地。
? 目前,中国国土上的荒漠化土地已占国土陆地
总面积的 27.3%,而且,荒漠化面积还以每
年 2460平方公里的速度增长。
? 中国每年遭受的强沙尘暴天气由 50年代的 5次
增加到了 90年代的 23次。
? 土地沙化造成了内蒙古一些地区的居民被迫迁
移他乡。
4,土地荒漠化和沙灾问题
5,水土流失问题
? 中国全国每年流失的土壤总量达 50多亿
吨,每年流失的土壤养分为 4000万吨标
准化肥(相当于全国一年的化肥使用
量)。
? 自 1949年以来,中国水土流失毁掉的耕
地总量达 4000万亩,这对中国的农业是
极大损失。
? 20世纪 50年代中国年均受旱灾的农田为 1.2亿
亩,90年代上升为 3.8亿亩。
? 1972年黄河发生第一次断流,1985年后年年
断流,1997年断流天数达 227天。有关专家
经调查推测:未来 15年内中国将持续干旱。
? 而长江流域的水灾发生频率却明显增加,500
多年来,长江流域共发生的大洪水为 53次,但
近 50年来,每三年就出现一次大涝,1998年
的大洪水造成了巨大的经济损失。
6,旱灾和水灾问题
? 中国是生物多样性破坏较严重的国家,高等植
物中濒危或接近濒危的物种达 4000-5000种,
约占中国拥有的物种总数的 15%-20%,高
于世界 10%-15%的平均水平。
? 在联合国, 国际濒危物种贸易公约, 列出的
640种世界濒危物种中,中国有 156种,约占
总数的 1/4。
? 中国滥捕乱杀野生动物和大量捕食野生动物的
现象仍然十分严重,屡禁不止。
7,生物多样性破坏问题
? 中国加入 WTO将面临两方面新的环境问题。一方
面是国际上的, 绿色贸易壁垒, 。由于中国目前
的环境标准普遍低于发达国家的标准,中国的食
品、机电、纺织、皮革、陶瓷、烟草、玩具、鞋
业等行业的产品将在出口贸易中受到限制。
? 另一方面,由于国际市场对中国的矿产、石材、
药用植物、农产品、畜牧产品的大量需求,可能
会加重中国的生态、环境和自然资源的破坏。
? 同时,中国可能成为国外污染密集型企业转移的
地点和大量的国外工业废物 "来料加工 "的地点,
这将极大地加重中国的环境问题。
8,WTO与环境问题
? 三峡工程是中国目前正在实施的巨大的
水利工程。该工程定于 2003年开始发电。
三峡建成后对地质环境、水资源环境、
生态环境(涉及库区两岸和整个上游地
区)的影响,以及如何有效防治库区污
染是目前摆在三峡建设者面前的大课题。
三峡工程已成为世界瞩目的环境问题。
9,三峡库区的环境问题
? 随着中国经济的发展,难降解的持久性有机物
污染开始显现。国际上今年签署了, 关于持久
性有机污染物的斯德哥尔摩公约,,其中确定
的首批禁止使用的 12种持久性有机污染物在中
国的环境介质中多有检出,中国是公约的签字
国。
? 这类有机污染物具有转移到下一代体内,并在
多年后显现其危害的特点,也被称为 "环境激
素 "或 "环境荷尔蒙 ",危害严重。目前这类有
机污染物广泛存在于工农业和城市建设等使用
的化学品之中。
10,持久性有机物污染问题
§ 1、环境的概念及分类
? 一、环境的基本词义
? 二、环境科学中的环境
? 三、环境的类型划分
一、环境的基本词义
? 在英语中,
?,环境( environment), 通常是指,作用于
一个对象(常假定为一个有生命的生物)的所
有外部影响与力量的总和。
? 在汉语中,
? 1、古代汉语:, 环境, 一词较早见于, 元史 ·余阙
传,,“环境筑堡寨,选精甲外捍,而耕稼于中, 。
这里所谓的, 环境, 是指,,环绕所辖的区域, ;
? 2、现代汉语:, 环境, 一词除保留原来的涵义外,还泛
指, 所处的情况和条件, 。
? 汉语中的, 环境, 具有两个基本词义,
? 一是指围绕某一事物周围的空间区域。这种用法在现代
已不多见;
? 二是泛指与某一事物相联系的各种情况和条件。这种用
法比较常见,且与英语中的, 环境, 在含义上大体相当。
二、环境科学中的环境
? 在环境科学中,所谓, 环境,,实质上是, 人
类环境 (human environment)”的简称。也就是
说,它是以人或人类社会为中心事物的。
? 其次,由于环境科学是从人类社会生存和发展
的角度来研究和界定环境的,因此,
? 环境科学中的, 环境, 应当是指,影响人类社
会生存和发展的各种因素的总和。
? 影响人类生存和发展的因素是众多的。这些
因素大体上可以分为两类,
? 一是各种 自然因素,包括阳光、空气、矿藏、
森林和水等;
? 二是各种 人文因素,包括但不限于社会制度、
政策和法律等。
? 环境科学中的, 环境, 只包括 各种影响人类社
会生存和发展的自然因素 。
? 这是因为, 环境科学是由于环境问题的产生和
发展而促成的,尽管环境问题的产生和发展与
人类社会经济活动直接相关, 并且环境问题的
解决需要借助于政策和法律手段,
? 但 环境问题本身是指自然因素的不良变化 。
? 环境科学的研究对象, 环境, 应当是指,影响
人类社会生存和发展的各种 自然因素 的总和 。
? 并非所有的自然因素都是环境科学的研究对象。
(太阳或阳光等 )
? 更确切地讲,环境科学中的, 环境, 是指,影
响人类社会生存和发展 且人类活动能够使之发
生改变的 各种自然因素的总和 。
? 根据人类对自然因素的认识程度和干预深度,可以将
自然因素划分为以下六个层次,
? 第一,未认识的自然;
? 第二,人迹未到,但有所认识的自然,如某些星体;
? 第三,人迹所到的自然;
? 第四,经过人类加工,面貌改观的自然,如农田、牧
场等;
? 第五,自然界没有,人类根据自然规律创造的自然,
如汽车、飞机等;
? 第六,人体自然。
? 注,环境科学中的, 环境, 主要涉及属于第三, 第四个层次的自然因
素,
? 此外, 也包含部分属于第二个层次的自然因素 。
自然因素的分类
目前, 环境科学中的, 环境,, 从 空间上 看:它上至
大气圈中的平流层, 下至岩石圈的上部, 高差大体
在 30至 40千米之间 。 其中包括大气圈, 水圈, 土壤
圈, 生物圈和岩石圈等五个圈层 。
? 而 生物圈 ( biosphere) 无疑是人类环境中最重要,
最核心的部分, 它下至海平面以下 10千米左右, 上
至海平面以上 9千米左右, 是生命存在和活动的范
围 。
? 总之, 环境科学目前所研究的, 环境, 只涉及地球
环境, 是地球环境的大部分, 而非全部 。
三、环境的类型划分
? (一)自然环境;人工环境
? (二)大气环境;水环境;土壤环境;
声学环境;生物环境;地质环境
? (三)生活环境;生态环境
? (四)聚落环境;地理环境;地质环境
(一)自然环境;人工环境
? 这是依据环境要素受到人类活动 影响和干扰的程度 所做的
划分。
? 自然环境 ( natural environment):是由那些没有受到
人类活动影响和干扰的自然因素(如原始森林)和那些虽
然受到人类活动的影响和干扰、但面貌并未改观、仍主要
按照自然规律运动和变化的自然因素所构成。
? 比如,大气的成分因人为排放大气污染物而发生了改变,
但它的基本特征并未发生根本的变化。所以,通常仍将大
气作为自然环境的组成部分。
? 类似地,自然环境的构成还包括 水、植物、动物、土壤、
岩石等 。
? 人工环境 ( built environment),则是由人类在自
然环境的基础上通过有意识, 有目的的活动所创造出
来的, 如农田, 村落, 城市, 公园, 道路以及人工防
护林等 。
? 人工环境的演变虽然仍在一定程度上受到自然规律的
制约, 但起决定或支配作用的, 往往是人的意愿 。
? 例如, 城市道路是人造的 。 根据需要, 人们可以在任
何时候废弃现有的道路, 建设新的道路 。
生
态
系
统
图
农
林
互
利
图 德国生态城市弗莱堡
(二)大气环境;水环境;土壤环境;
声学环境;生物环境;地质环境
? 这是根据环境要素的 同质性 对环境所做的归纳分类。
? 大气环境 ( atmospheric environment)即是指大气;
? 水环境 ( aquatic environment)则是由地球上分布的
各种水及水体所构成,其中主要包括地下水和地面水;
? 土壤环境 ( soil environment)则是由地表具有肥力、
能生长植物的疏松表层即土壤层所组成,其中包含矿物
质、动植物残体腐解产生的有机物以及水分、空气等;
? 声学环境 ( acoustic environment)则是由在大气中
传播的各种能够为人或生物所感受到的声音所构成;
? 生物环境 ( biological environment)由人以外的所
有野生生物包括野生植物和野生动物所构成;
? 地质环境 ( geological environment)由岩石及其风
化物 ——浮土组成。
(三)生活环境;生态环境
? 生活环境 ( living environment):顾名思义,
是由那些与人们生活密切相关的各种自然环境
因素和人工环境因素构成的总体。
? 在日常生活中,人们常用大气环境质量、水环
境质量以及园林绿化状况等指标来衡量生活环
境质量,有时还包括城市基础设施状况等更广
泛的内容;
? 生态环境 ( eco-environment):通常是指生命有机
体周围与生物的生存和繁衍息息相关的各种自然因
素的总和。
? 严格地讲,生活环境与生态环境并非截然分割的,
两者实际上存在交汇。
? 生活环境中的许多因素往往同时也是生态环境的构
成要素,而生态环境的组成要素又常常是生活环境
不可或缺的部分。
? 但在习惯上,人们有时将环境科学中的, 环境, 划
分为生活环境和生态环境。
(四)聚落环境;地理环境;地质环境
? 聚落环境 ( settlement environment):是指人类群居生
活的场所,是与人类的生活和工作关系最密切、最直接的
环境。
? 根据规模、性质和功能,可以将聚落环境进一步划分为,
? 院落环境 ( courtyard environment)
? 村落环境 ( village environment)
? 城市环境 ( urban environment)
? 聚落环境是一个综合体,其中既包含自然环境因素,也包
含人工环境因素。后者在聚落环境中所占比重往往与前者
不相上下,甚至超过前者。
? 地理环境 ( geographical environment):是指围绕
人类的各种自然因素和现象的总体。其中包括两个部
分:自然地理环境和人文地理环境。
? 自然地理环境,主要由大气、水、土壤、岩石、生物
等自然要素有机结合而成,它处在地表四个圈层 ——
大气圈,水圈,岩石圈,生物圈 ——的接触带,上至
大气圈的对流层顶,下起岩石圈的表层,包括整个土
壤圈在内,与生物圈的范围基本相当。
? 人文地理环境,是指人类的社会、文化
和生产活动的地域组合,其中主要包括
生产力、生产关系和上层建筑等三个部
分,此外还包括某些介于自然、社会间
的现象以及某些特殊的社会现象(如语
言)等。
§ 2、环境的组成和结构
? 人类的生存环境是庞大而复杂的大系统,
它是由自然环境、工程环境和社会环境
组成的。
一、自然环境的组成和结构
? 自然环境是人类发生和发展的物质基础,它是由
生物和无机环境组成。
? 1、生物的分类与营养级的划分
? 大气、水体和土地以各种不同的组合和偶合方式
组成多种多样的生物无机环境,孕育着多种多样
的生物。
? 生物包括植物、动物和微生物。它们总是结合成
一定的生物群落而存在着,通常它们是由几个营
养级和能量级组成的。
? 第一营养级,绿色植物以及一些有色素的原生动物
和一些光能与化能细菌是自养型生物,是所谓生产
者,为第一营养级和能量级。
? 它们利用太阳能和化学能,把由环境中摄取的简单
无机物合成复杂的有机物,借以储藏物质和能量。
它们在光合作用中吸收二氧化碳,释放出氧。
? 第二营养级,动物是现成有机物质的消费者,在呼
吸过程中吸人氧呼出二氧化碳,其中食草类动物属
第二营养级,是第一性消费者;
? 第三、四营养级,食肉类动物属第三、四营养级,
是第二、第三性消费者;
? 微生物是有机质的分解者, 它们把动, 植物遗
体和排泄物又转化为简单的无机物,
? 与此同时利用其一部分物质和能量形成自己的
身体, 完成自己的代谢作用, 维持其生活和繁
衍过程 。
? 异养型生物,动物和微生物都是靠现成的有机
质维持生活的, 靠自养型生物供养的, 统称为
异养型生物 。
? 在不同条件下, 生物群落的组成成分是不同的, 营养
级的数目和营养结构的复杂程度也是不同的 (所谓营养
结构即营养级的组合 )。
?
? 在一般的情况下, 最简单的营养结构包括两个营养级,
较复杂的营养结构包括五六个营养级, 超过 6级以上的
复杂营养结构是不多见的 。 而在任何一个营养结构中,
一般总少不了第一营养级自养型生物, 特别是绿色植
物 。
? 这是因为一切生命活动的能量最终都主要来源于太阳
辐射能, 而太阳辐射能只有通过光合作用转化为化学
能之后, 才能为其他各营养级的生物所利用 。
第一性生产率与净第一性生产率
? 绿色植物通过光合作用合成有机质的速率叫做 第一性
生产率 [g/ (m2·a)],除去植物在呼吸和代谢过程中所
消耗的一部分外,剩余的有机质叫做 净第一性生产率 。
? 食草动物所能获得到的只是净第一性生产率的一部分,
而它所能消化和同化的又只有其中的一部分。所以,
第二营养级即食草动物的生产率势必大大小于第一性
生产率。
? 以上各级也依次递减,这样就沿着营养级序列向上形
成所谓的 生产率金字塔 。
“十分之一, 法则与生物量金字塔
? 通过调查研究, 生态学家们发现, 下面营养级
储存的能量只有 10%左右能够被上一个营养级
所利用, 其余大部分能量被消耗在该营养级的
呼吸作用上, 并以热量的形式释放到大气中 。
? 这种规律在生态学上被称为 10%定律或 1/10律,
有时也称为 能量金字塔 ( pyramid of energy)
生产者
初级消费者
次级消费者
N次
1000
100
10
1
图 生态系统中的能量金字塔
食物链
? 食物链,各种生物之间通过捕食和被捕食关系联结起来,
形成具有链状结构的捕食关系,被称为食物链 (food
chains)。
? 例如,青草 ?野兔 ?狐狸构成一条食物链
? 在现实世界中,生物之间存在的捕食关系要比想象中的复
杂得多。
? 处于各营养级的生物有机体是种类繁多的,因而食物链也
是很多的,链的长短也是不一的。
? 而且由于专食性和狭食性动物比较少, 杂食性和广食性动
物相当多, 所以自然界很少是单独存在的食物链 。
? 比如, 野兔不仅被狐狸捕食, 还可能被其它动物
或人捕食 。
? 因此, 食物链之间存在交叉的现象在自然界中十
分普遍,
? 从而使得自然界看似一个由众多食物链编织而成
的无形的网 。
? 这种复杂的捕食关系, 通常称为 食物网 ( food
webs) 。
图 一个陆地生态系统的部分食物网
二、工程环境的组成和结构
? 工程环境,是人类在利用和改造自然环境中创
造出来的人工环境 。
? 现在地球上没有受到人类活动影响的自然环境
可以说是极为罕见的, 绝大部分的原野已被加
工改造成了农田, 牧场, 林场, 旅游休养地,
并适应人类的需要而日益加速地兴建工厂, 矿
山, 各种建筑, 以及交通, 通讯设备等 。
? 现代人类活动的内容和结构是异常丰富而复杂的,
但最基本的, 最主要的是生产和消费活动, 也就是
人类与自然环境间以及人与人间的物质, 能量和信
息的交换过程 。
? 这一活动的全部过程 ——从 资源由自然环境中提出
来到以, 三废, 的形式再排向自然环境,
? 一般可分为:提取, 加工, 调配, 消费和排放五个
分过程或五个阶段, 且每个分过程又都可以再细分
下去 。
例如,
? 提取过程 可再细分为采集业, 狩猎业, 农业, 牧业,
采掘工业, 冶炼工业等, 以及各种自然源 (如太阳能,
风能, 水能, 地热, 核能等 ),以及各种位能和潜能的
利用工业等;
? 加工过程 可再细分为机械加工, 化学加工等;
? 调配过程 可再分为运输, 储存, 管理等;
? 消费过程 可再分为生产消费, 非生产消费等;
? 排放过程 可再分为直接排放和各种处理后排放等 。
? 工程环境 包括:农业工程环境, 工业工
程环境以及能源工程环境, 交通通讯工
程环境, 信息工程环境等,
? 它们是人类在利用和改造自然环境中创
造出来的, 但反过来它们又成了影响自
然环境和人类活动的重要因素和约束条
件 。
三、社会环境的组成和结构
? 社会环境,是由政治、经济和文化等要素构成的。
? 经济是基础,政治是经济的集中表现,文化则是
政治和经济的反映。
? 社会环境是人类活动的产物,但反过来它又成为
人类活动的制约条件,也是影响人类与自然环境
关系的决定性因素。
? 自然环境, 工程环境与社会环境共同组成各级
人类生存环境单元, 如聚落环境, 区域环境,
直至全球性环境 。 也就是说, 人类的生存环境
是一个极其庞大而复杂的 多级大谱系 。
? 由人类这个中心系统与其生存环境可共同构成
人类生态系统 。
? 运用系统分析和系统综合的方法, 对此系统进
行研究便是环境科学的重要研究课题和基本任
务 。
§ 3、环境问题及其危害
? 环境是指影响人类或人类社会生存和发
展且人类能够使之发生改变的各种自然
因素的总体。
? 环境总是处在不断的运动和变化之中。
随着人类的诞生,特别是随着科学技术
的飞速发展,环境面貌的改变更加明显,
最终导致环境问题的发生和发展。
? 古代文明 阶段,由于人类的生产活动能力极低,对自
然化环境的干预微乎其微,不存在人为环境问题。
? 农业文明 阶段,自然人文主义占主导,普遍存在对大
自然的崇拜和依赖,在该时期,人类初具改造自然的
能力,主要造成的是生态破坏,对人类社会有局部的、
零散的影响,但无根本危害。
? 工业文明 时期,人类拥有了足以大规模改造自然的能
力,同时人类将自己异化于大自然,以自己为主体,
对自然界的一切事物进行强权统治和随意操纵,最终
使自然界走向退化和毁灭,而这也反过来导致了人类
自身的生存危机 。
不同时期环境问题的性质
历史
时期
性质
对人类
社会的影响
人类的认识程度
原始
时期
几乎
不存在
无 无
农业
文明
生态破坏
局部的、零散的
有影响但无根本危害
工业
文明
环境污染
生态破坏
全球的、整体的
根本危及人类社会
的生存和发展
? 环境问题的第一次高潮出现在 20世纪
50~60年代。震惊世界的公害事件接连
不断,见八大公害事件。
? 环境问题的第二次高潮在 20世纪 80年代
初,有三类:全球性的大气污染、大面
积生态破坏以及突发性的严重污染事件
(见六大污染事故)。
八大公害事件
事件 主要污染物 时间 地点
中毒情况 中毒症状 致害原因 公害形成原因
比利时马
斯河谷烟
雾
烟尘及 SO2
1930年
12月 1-
5日
比利时
马斯河
谷工业
区
几千人呼
吸道发病,
约 60人死
亡
胸疼、咳
嗽、流泪、
咽痛、呼
吸困难、
恶心、呕
吐
硫氧化物-
SO2和 SO3烟
雾的混合物,
加上空气中
的金属氧化
颗粒,加剧
对人体的刺
激作用
( 1)工厂集
中、排烟尘量
大
( 2)天气反
常、逆温天气
时间长、雾较
大
美国多诺
拉烟雾
烟尘及 SO2 1948年
10月
26-31
日
美国宾
夕法尼
亚洲多
诺拉镇
4天内有
43%
(约
6000人)
病,17人
死亡
眼痛、喉
痛、流鼻
涕、干咳、
头痛、肢
体酸乏、
呕吐、腹
泻
SO2,SO3金
属元素及硫
酸盐类气溶
胶对呼吸道
的影响
( 1)工厂过
多
( 2)河谷盆
地内适遇雾天
和长时间逆温
天气
伦敦烟雾 烟尘及 SO2 1952年
12月 5-
8日
英国伦
敦市
5天内
4000人
死亡,后
又连续发
生 3次
胸闷、咳
嗽、喉痛、
呕吐
SO2在金属
颗粒物催化
作用下生成
SO3及硫酸
和硫酸盐气
溶胶吸入肺
部
( 1)煤烟中
SO2、粉尘量
大
( 2)适遇逆
温和大雾天气
事件 主要污染物 时间 地点
中毒情况 中毒症状 致害原因 公害形成原因
美国
洛杉
机光
化学
烟雾
光化学烟雾 20世
纪 40
年代
美国洛
杉矶
刺激眼、喉、
鼻,引起眼病、
喉头炎、头痛
NOx及碳
氢化合物
在阳光
(紫外线)
作用下产
生的二次
污染物
―― 光化
学烟雾
( 1)汽车排气,
使一千多吨碳氢
化合物排入大气
( 2)适合的地理
位置、阳光充足、
三面环山、静风
等不利的气象条
件适合时
日本
水俣
病
甲基汞 1949
年
日本熊
本县水
俣镇
第一次发
现怪病,
有人身亡,
至 1972
年有 180
人患病,
死亡 50
人
口齿不清、步
态不稳、面部
疾呆,进而耳
聋眼瞎,全身
麻木、最后精
神失常
甲基汞中
毒,人通
过食用受
甲基汞毒
害的鱼类
而患病
生产氯乙烯和醋
酸乙烯时采用氯
化汞和硫酸汞催
化剂,使含东门
以身试法不排入
海湾形成甲基汞
对鱼、贝类的污
染
日本
富山
骨痛
病
镉 19世
纪 80
年代
日本富
山县平
原神通
川
患者超过
280人,
34人
开始关节痛、
后神经痛和全
身骨痛,最后
骨骼软化萎缩,
自然骨折,直
到饮食不进,
在疼痛中死去
吃含镉污
染的大米,
饮用含镉
污染的水
炼锌厂排放含镉
废水进入河流污
染农田和饮水
事件 主要污染物 时间 地点
中毒情况 中毒症状 致害原因 公害形成原因
日本
四日
市哮
喘
SO2、煤尘
重金属粉尘
1955
年
日本
四日
市
患者 500
多人,其
中有 10多
人在气喘
病中死亡
支气管炎、
支气管哮
喘、肺气
肿
有毒重金
属微粒及
二氧化硫
吸入肺部
工厂排出 SO2和
粉尘的数量大,
并含有钴、锰、
钛等重金属粉尘
日本
米糠
油
多氯联苯 1968
年
日本
九州
爱知
县
患病
5000多
人,死亡
16人,实
际 受害
者超过 1
万人
眼皮肿、
滨出汁、
全身起红
疙瘩、重
者呕吐恶
心、肝功
能下降肌
肉痛、咳
嗽不止,
甚至死亡
误食含多
氯联苯的
米糠油所
致
生产米糠油中用
多氯联苯作载热
体,因管理不善,
使毒物混进米糠
油中
世界著名的六大污染事故
事件
时间
地点
危害
原因
意大利塞维
索化学污染
1976年
7月
意大利塞维
索一家化工
厂
许多人中毒。事隔多年后,当
地居民的畸形儿出生率大为增
加。
化工厂爆炸,剧毒化
学品二恶英扩散
美国三里岛
核电站泄漏
1979年
3月
美国宾夕法
尼亚州
周围 80km200万人口极度不安,
直接损失 10多亿美元
核电站反应戴盆望天
严重失水
墨西哥液化
气爆炸
1984年
11月
墨西哥
4200人受伤,400人死亡,300
栋房屋被毁,10万人被疏散
石油公司一个油库爆
炸
印度博帕尔
毒气泄漏
1984年
12月
印度中央帮
博帕尔市
1408人死亡,2人严重中毒,15
万人接受治疗,20万人逃离家
园
45t异氰酸甲酯泄漏
前苏联切尔
诺贝利核电
站
1986年
4月
前苏联乌克
兰
31人死亡,203人受伤,13万人
疏散,直接损失 30亿美元
4号反应堆机房爆炸
德国莱茵河
污染
1986年
11月
美国
事故区生物绝迹,160km内鱼类
死亡,480km内的水不能饮用
化学公司仓库起火,
30t硫、磷和汞剧毒物
入河
最直接的原因:技术工艺
进一步的原因:结构布局
更进一步原因:决策管理
根本的原因,发展方式
最根本的原因:思想观念
这也是人类对原因的探索在时间先后上的
序列 。
环境问题产生的原因
? 生产技术工艺落后,资源、能源利用率
低;
? 污染治理技术落后,不能及时并以节约
成本的方式解决污染问题。
? 例子,技术装备落后,环境污染严重。我国多数冶金
企业技术装备水平低,技术工艺落后,许多中小企业
仍然采用落后工艺,浪费资源、污染环境。国家限期
淘汰的 6万安培以下及环保不能达标的铝冶炼中自焙阳
极电解槽、炼铜厂中的反射炉、鼓风炉等落后工艺仍
在使用。
技术工艺层次上的问题
? 产业结构以重工业、加工工业为主;
? 产业结构中资源消耗型行业占主导;
? 能源结构不合理,多以煤为主;
? 工业布局不合理,如原料与加工地相隔太远,
或重污染工业分布在保护区、水源地、敏感
区等;
? 城市布局不合理,如工业区与居住区混杂等。
结构布局上的问题
? 为了减少中国经济对国际市场石油产品的依赖,缓
解燃煤引起的环境污染,国家发改委有关部门透露,
中国将投资 150亿人民币来引进美国技术,建设煤
炭液化企业。据悉,内蒙、陕西、山西、云南都在
准备投建煤炭液化项目。
?, 煤制油, 是在上世纪 30年代就研制出来的老技
术。一般只是在无油情况下的一种选择,美国、欧
洲、日本等地一直没有启动过这样的项目。周洛华
认为,将, 煤制油, 作为一种政府战略来推行似乎
存在不少的问题。, 煤制油, 的成本相对于原油进
口仍比较高。而且这种定价取决于煤炭价格,一旦
煤炭价格上涨,,煤制油, 的成本也会随之上升。
? ?生产过程中的管理落后导致的跑、冒、滴、漏
等资源能源浪费;
?行政管理中的部门分割导致的效率低下、浪费;
?制定决策时未考虑对环境的影响;
?决策缺乏科学性。
决策管理上的问题
1997年,我国颁布了, 农药管理条例,, 1999年颁布
了, 农药管理条例实施办法,,后来又进行了修订,
我国农药生产经营管理进入了法治化轨道。但在具
体的生产经营管理中,还存在着生产领域管理严格、
销售领域管理松散,对大企业管理严格、对中小企
业管理难以顾及,对产品质量比较重视、对 环境保
护较为淡漠等现象 。如对农药生产企业的污水排放,
只有比例标准,而没有总量控制,某些企业为了达
标,就加水稀释后再排放,不但污染物没有减少,
还浪费了水资源。农药产品的质量标准中,只考虑
药效问题,而对一些有害杂质含量没有明确限制,
导致某些企业片面追求药效而忽视了可能产生的副
作用。
发展方式上的问题
? 过度追求经济总量的增长;
? 以物质消费作为衡量幸福的指标;
? 以牺牲环境为代价换取粗放式经济增长;
? 过度追求规模化和集约化;
? 强烈依赖不可再生资源,特别是能源;
? 线型的物质利用方式。
(指人类利用资源的方式是直线型的,从开采 --
加工 --使用 --废弃,没有从废弃开始的物质循环)
? 循环经济最基本的精神就是清洁生产。现在发达国家对循环
经济非常重视,美国是循环经济的先行者,欧洲的步伐也在
加快,德国最早制定了一些法律、法规。在亚洲日本的循环
经济发展迅速,2000年制定了, 促进循环型社会形成基本
法, 。
? 循环经济强调三个行动原则即 3R原则:减量化( Reduce)、
再利用( Reuse)、再循环( Recycle)。所谓减量就是把资
源的开采量,使用尽量减少。资源开采后尽量地使用、再使
用 …… 增加使用频率,拉长使用时间。最后一点是循环,当
使用得不能再使用的时候,想尽办法把它变成再生资源,循
环到社会中去。这是, 深层循环, 生产模式。
? 可持续发展的理念就是把经济发展与环境的因素结合
成一体化来考虑,包括从计划、产品设计、生产、消
费等各个方面。
? 我国环保产业自上世纪 7O年代起步,经过 30年的发展,
目前已经成为拥有环保产品生产、资源综合利用、环
境保护服务、洁净产品生产、生态产业等领域的一个
综合性产业,据 2000年调查统计;全行业从业单位 18,
144个,从业人员 317.6万人,收入总额 l,689.l亿元,
占当年国内生产总值的 1.9%.这两年又有发展,年收入
已经超过 2,000亿元。
思想观念上的问题
?人类中心主义的价值观,视自然为自由取用之
物;
?机械论的自然观;
?片面追求经济增长的发展观
?追求物欲无限满足的消费观;
?视自然为无价值之物的经济学观念;
?对其它物种漠视的伦理道德观;
?对科技的过度崇拜甚至迷信。
? 据统计,大部分城市每年丢弃的月饼盒有数百
万个,除部分被废品回收市场回收外,约 70%
的月饼盒被当作生活垃圾处理掉。
? 月饼盒的过度包装浪费了宝贵的木材、纸张和
金属材料,而过度包装更为废物处理增加了难
度,若把月饼盒回收循环再造,既可善用资源,
又可减少环境污染。
l地球的有限性与人类生产的无限性的矛盾 --
环境问题产生的物质根源
1 地球的有限性,
?自然资源有限
?地球生态系统维持自身平衡的能力有限
?地球所能供养的人口数量有限 。
“以利润作为生产的根本出发点决定了社会生产
具有无限扩大的趋势而被异化了的社会生活方
式又迎合了生产无限扩大的趋势;被滥用了的
科学技术的进步又加速了这种趋势的发展;市
场调节不仅不能制约这种趋势的发展,反而在
价值规律的作用下鼓励着它的发展。”
以利润为目的的现行的工业生产方式却使生产和消费具有无限扩大的趋势
一、环境问题及其分类
? 从广义上讲,环境问题是 指环境具有的某种价值因
自然或人为方面的原因而出现衰减或丧失的现象。
? 例如,盛开的鲜花虽然不能被食用,但它能够给人
以愉悦, 如果有人故意或无意将其毁灭,那么,鲜
花具有的价值也就随之灭失。
? 然而,将诸如此类的现象都视为环境问题,固然无
可指责,却不免显得过于宽泛。
? 对于环境问题, 目前还没有一个权威的或法定的界
定。
? 一般认为,环境科学中所谓的环境问题是指,人
为因素引起的环境变化,这种变化不利于人类或
人类社会的生存和发展。
? 学术界通常将环境问题划分为两大类,
? 环境污染
? 生态破坏
? 但有的学者将资源和能源短缺问题作为第三类环
境问题。
(一) 环境污染
? 美国科学院在 1966年出版的一份报告中对环
境 污染 作出的定义是,
?, (环境)污染是空气、水、土的物理、化学
或生物学特征的一种不良变化,这种变化可能
不利于人的生命,或其它良好物种的生命,工
业的工序,生活条件和文化遗产;可能或将浪
费、恶化我们的自然资源。,
? 值得注意的是,该定义并没有明确环境污染的原因
是人为的。
? 与此形成鲜明对照的是,1974年 11月 14日经济合
作与发展组织( OECD)理事会通过的一项关于跨
界污染原则的建议中对 污染 的定义,
?, 污染,是人类直接或间接将物质或能量引入环境
而造成的有害后果,(它)可能危害人类健康、损
害生物资源和生态系统、减损环境的优美、妨碍环
境的其它正当用途。
在理解该定义时应 注意 到,
? 第一, 污染只能来自 人类活动 。 但对于那些由自
然灾害和人类活动共同作用引起的各种问题, 比
如, 因地震引起核设施损坏而导致放射性物质扩
散, 似乎不应当排除在外;
? 第二, 污染是由于 人类 直接或间接将物质或能量
引入环境中引起的 。 也就是说, 无论是直接向环
境中排放物质或能量, 还是通过诸如管道等路径
使物质或能量进入环境, 只要与人类活动有关,
都属于环境污染范畴;
? 第三, 引起污染的既可以是物质, 不论它是液态,
固态, 还是气态;也可以是各种形式的能量, 如噪
声, 震动, 热, 辐射等;
? 第四, 环境污染引起有害后果包括各种形式, 其中
首要的是对人体健康的损害, 此外还包括对生态系
统, 景观的破坏, 以及对资源利用的不利影响等 。
? 第五, 该定义中提到, 可能危害,, 意指环境污染
既包括那些已经引起的损害, 也包括存在危害的风
险 。
? 环境污染包括多种形式, 主要有:大气污染, 水污
染, 土壤污染, 噪声污染, 热污染, 放射性污染等 。
图 长江之污
图 随处可见的垃圾污染
图 绿藻泛滥的滇池
(二)生态破坏
? 早在旧石器时代晚期,由于弓箭的广泛使用,使人
类狩猎的能力大大提高,以致在一些地区甚至超过
了某些动物的繁殖能力,导致许多大型动物如猛犸
象、披毛犀等的灭绝。
? 进入农业革命时期以后,生态破坏问题明显呈加剧
趋势,尤其是在亚洲和非洲地区。
? 例如,约在公元前四千年,两河流域(幼发拉底河
和底格里斯河)的农业已经到达相当发达的程度。
肥沃的土地,先进的灌溉系统,为巴比伦文化的孕
育提供了良好的条件。
? 在农业发展过程中,两河上游的森林被
大量砍伐,由此造成气候失调、水土流
失、土地沙化等问题,使这片曾经孕育
了光辉灿烂的古巴比伦文化的肥美原野
逐渐变成了不毛之地,古巴比伦文明由
此走向衰落。
? 一般认为,生态破坏包括,森林砍伐,
植被减少,水土流失,土地退化(沙漠
化和盐碱化),物种灭绝或者更广泛地
说生物多样性减少等。
? 第一, 这些现象往往导致生态系统的组成的剧烈改变 。 例如,
森林砍伐就使得森林生态系统的组成发生改变 。
? 第二, 由于生态系统组成发生剧烈改变, 使得生态系统平衡受
到影响, 导致生态系统的功能紊乱, 比如, 生产力严重下降甚
至完全丧失 。
? 由此可见, 生态破坏 是指, 由于人类活动改变了生态系统的组
成或结构, 导致或有可能生态系统无法发挥正常功能 ( 如生产
力严重下降 ) 的现象 。
? 需要说明的是, 在各种各样生态破坏现象中, 植被破坏包括森
林减少, 草场退化等现象在内的问题是罪魁祸首, 水土流失,
沙漠化, 盐碱化, 物种消失等往往是植被破坏必然引起的后果 。
? 当水土流失严重, 甚至出现沙漠化和盐碱化时, 又会影响到植
被的存在 。
图 被毁灭的林区 图 土地盐碱化使植物枯死
图 植被破坏引起的水土流失
(三)资源和能源短缺
? 自然资源是指自然界形成的、并被人类加以利用的各
种物质和能量。
? 自然资源按其可耗竭性可以分为,
? 不可耗竭资源,如太阳能;
? 可耗竭资源,如矿产资源。
? 在可耗竭资源中,又包括 不可更新资源 和 可更新资源 。
? 严格地讲, 即使是 矿产资源, 也是在不
断更新的, 只不过更新速率极其缓慢 。
? 比如, 矿产资源往往要经过几千万年,
甚至上亿年的地质作用才能够形成 。 因
此, 区分可更新资源和不可更新资源最
关键的因素是时间尺度 。
? 目前, 在世界范围内, 普遍存在着水资源短缺, 耕地减
少, 矿产资源供不应求以及能源紧张等各种资源和能源
问题 。
? 例如, 在我国北方地区, 90%以上的城市面临缺水问题;
部分城市严重缺水, 居民生活用水都出现困难;
? 在 耕地方面, 我国人均耕地本来就少, 只有世界平均水
平的四分之一 。
? 加上近年来城市化不断蔓延, 大量占用耕地, 而人口依
然处在增长阶段, 因此, 耕地面临的人口压力日益加大;
? 。
? 在 矿产资源和能源供应方面, 目前的情况也不
容乐观 。 据估计, 我国 45种主要矿产的探明储
量已有相当部分不能满足经济发展的需要 。
? 到 2010年, 估计只有 24种主要矿产可以保证需
求, 而到 2020年估计只有 6种 。
? 特别是绝对需求量大的石油, 铁, 铜, 铝, 硫,
磷等重要矿产, 缺口很大 。 因此, 矿产资源供
需矛盾将日益突出 。
二,环境问题的危害
? 环境问题对人类社会生存和发展的影响是多方
面的 。
? 就环境污染问题而言, 它的影响大体包括,
? 损害人体健康, 影响农作物的产量和质量, 影
响渔业生产的产量和质量, 制约工业的发展,
加速生态环境的退化和破坏, 造成财产和其他
方面的经济损失等 。
? 生态破坏的危害更加深远, 以沙漠化为例, 它
的危害包括,
? 造成土地生产潜力衰退, 直接造成土地生产力
下降, 造成草场质量下降, 引起环境污染等 。
? 而诸如气候变化等全球环境问题, 其影响后果
甚至更加严重, 威胁到整个地球生态系统, 进
而关系到人类的存亡 。
表 全球环境变化可能引起的对人类健康的不利影响
环境变化
表现形式
对健康不利影响的类型 ( 直接, 间接 ) 和时间 ( 早,
晚 )
直接, 早
直接, 晚
间接, 早
间接, 晚
温室效应
增强
全球变暖
及其他气
候变化
与热浪有
关的疾病
与死亡
传病媒介
传染病扩
张
暖海域中
( 可食 )
鱼的生存
能力改变
海平面上
升
自然灾害:
龙卷风,
洪水, 山
崩, 大火
洪水泛滥
→ 社会混
乱各个环
境受损,
耕地损失
农业受损
导致食物
短缺
沼泽地的
破坏导致
鱼储量下
降
洪水与巨
浪突发的
危险增加
水边设施,
道路受破
坏而导致
的影响
平流层 臭
氧枯竭
地表紫 外
线辐射 的
增加
晒伤, 结
膜炎, 免
疫系统 抑
制 → 受感
染的危 险
增加
皮肤癌,
视力受损:
白内障,
翼状胬肉
食用谷 物
及海洋 微
生物 ( 水
中食物 链
的基础 )
的生长 被
破坏
酸雾 ( 来
自硫化 矿
物燃料 的
燃烧 )
酸雨
对呼吸 系
统的影响
对水域 的
破坏 ( 鱼
量减少 ),
谷物生 长
破坏
森林生 长
破坏 → 生
态生产 力
下降
耕地退化:
集约型 农
业, 过度
放牧
侵蚀, 贫
瘠, 营养
丧失, 盐
碱化, 沙
化
农业生 产
力下降
农村地 区
减少 → 向
城市边 缘
迁移
暴露在 农
药和肥 料
中
水坝及 河
流淤塞 的
影响
地下蓄 水
层减少
饮用水 和
公共卫 生
用水短缺
农业生 产
力下降
生物多样
性丧失
栖息地被
破坏
森林砍伐
→ 区域文
化衰退
潜在的可
食物种的
丧失
药用物资
及其他有
助于健康
物资的丧
失
森林砍伐
→ 温室效
应增强
基因多样
性丧失,
生态系统
衰退
作物和牲
畜更易受
害, 生态
生产能力
下降
人口过剩
的其他影
响 ( 尤其
是在贫穷
国家 )
拥挤的城
市贫民区
激增 ( 移
民和高生
育率所导
致 )
传染病,
营养不良,
无家可归,
反社会行
为
社会混乱,
环境污染
的影响,
慢性毒素
区域生态
系统超载
的影响
图 臭氧层破坏对人体健康的影响
图 干旱带来的水荒
§ 4、环境科学的研究对象 及任务
? 一,环境科学的研究对象
? 二,环境科学的研究任务
一,环境科学的研究对象
? 人类具有双重属性,
? 人类的 生物属性 决定了人类必然是自然中的一
员, 必然要和自然界的其他事物发生关系;
? 人类的 社会属性 是人类不同于其他生物的属性,
决定了人类的行为和活动具有社会的特性 。
? 这两个属性共同影响, 制约着人类的行为, 因
此, 人类与环境之间的关系是复杂的 。
? 环境科学以, 人类-环境, 这一矛盾体为其特
定的研究对象, 研究人类-环境之间的对立统
一关系 。
? 其目的在于探讨人类社会持续发展对环境的影
响及环境质量的变化规律,
? 从而通过调整人类自身的行为来保护和改善环
境, 为社会, 经济, 环境的可持续发展提供科
学依据 。
环境科学的研究对象
二,环境科学的研究任务
? 从 宏观上 来说是研究人类-环境的发展规
律, 调控人类与环境间的相互作用关系,
探索两者可持续运行的途径和方法;
? 从 微观上 来说, 是研究环境中的物质在环
境中的迁移转化规律及它们与人类的关系 。
环境科学的主要任务
? 第一, 探讨人类社会持续发展对环境的影响及
其环境质量的变化规律,了解全球环境变化的
历史、演化机理、环境结构及基本特性等,从
而为改善环境和创造新环境提供科学依据。
? 第二,揭示人类活动同自然环境之间的关系,
探索环境变化对人类生存和地球环境安全的影
响。
? 第三,帮助人类树立正确的社会发展观,研究
和探讨环境污染控制技术和管理手段,对不同
时空尺度下环境问题的解决途径进行系统优化,
推进可持续发展战略的实施。
图 给受伤的地球治伤 图 把完好的地球交给孩子