包裝印刷印染清潔生產(chǎn)管理課程教案(doc 98頁(yè)).doc

1、印染清潔生產(chǎn)課程教案前言人生的四要素是“衣、食、住、行”，其中“衣”是放在第一位的，紡織品一直伴隨人的一生，一刻也不能缺少，世界上沒(méi)有一類(lèi)商品能有紡織品與人的接觸如此緊密。即從人出生的第一刻開(kāi)始（用毛巾包裹起來(lái)），到日常的穿衣、洗臉洗澡用的毛巾，睡覺(jué)用的床單、枕巾、毛毯或被子等，還有窗簾、桌布、地毯等家用紡織品，直到人死后還要用毛巾擦身，然后穿上“壽衣”、襪子和鞋子，躺在墊被上，蓋上被子，睡在枕頭上，然后再去安葬。因此，只要有人類(lèi)存在，紡織工業(yè)將是永恒的。印染產(chǎn)業(yè)歷來(lái)是我國(guó)出口創(chuàng)匯的支柱產(chǎn)業(yè)，同時(shí)又是耗能、用水和排污較大的工業(yè)部門(mén)之一；既是資金、技術(shù)密集型行業(yè)，也是高耗能、高污染行業(yè)，又是體現(xiàn)

2、紡織產(chǎn)品質(zhì)量、檔次、水平、深加工、精加工和提高紡織產(chǎn)品附加值關(guān)鍵行業(yè)之一，是紡織產(chǎn)業(yè)鏈中增加花色品種、提高產(chǎn)品檔次和附加價(jià)值、提高紡織產(chǎn)品的性能和功能、影響紡織產(chǎn)品的安全和健康性能、影響生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，是紡織工業(yè)發(fā)展和技術(shù)水平的綜合體現(xiàn)，是對(duì)未來(lái)中國(guó)紡織行業(yè)可持續(xù)發(fā)展影響最大的產(chǎn)業(yè)之一。印染工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程和廢棄物對(duì)自然環(huán)境造成的污染又將導(dǎo)致資源的日趨枯竭及自然環(huán)境的日益惡化，從而威脅人類(lèi)和自然界其他生命的生存。這種資源消耗猛增、資源利用效率過(guò)低、生態(tài)環(huán)境破壞日益嚴(yán)重所造成的問(wèn)題，使人和自然的矛盾從來(lái)沒(méi)有像今天這樣突出。我國(guó)已經(jīng)沒(méi)有足夠的資源來(lái)支撐落后的、高能耗的生產(chǎn)方式；也沒(méi)有充足的環(huán)境容

3、量來(lái)承載高污染的生產(chǎn)方式和過(guò)度浪費(fèi)的消費(fèi)方式。為此，我們的政府和人民正在尋求各種方式，最大限度地控制不可再生資源的消耗，減少生產(chǎn)過(guò)程的廢棄物排放。清潔生產(chǎn)、綠色加工、節(jié)能減排、降低消耗、保護(hù)環(huán)境將成為今后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的主要目標(biāo)，也成為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。2007年全國(guó)規(guī)模以上印染布產(chǎn)量達(dá)到了490.18億米，紡織印染工業(yè)的持續(xù)發(fā)展固然令人欣喜，但龐大的生產(chǎn)能力給資源和環(huán)境帶來(lái)的壓力也是沉重的。目前我國(guó)紡織印染工業(yè)能耗：每萬(wàn)米布耗煤3噸，耗電450度，耗水300400噸，印染企業(yè)水、電、汽的能源耗費(fèi)大約占印染布總成本的4060%左右。從多種資料數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)印染加工過(guò)程單位產(chǎn)品耗能為發(fā)達(dá)國(guó)家

4、的35倍，耗水為發(fā)達(dá)國(guó)家的23倍。僅以2007年印染布產(chǎn)量計(jì)算耗水量來(lái)看，按百米耗水3.0噸計(jì)算，全國(guó)紡織印染工業(yè)就要耗水14.7億噸，如果再加上纖維染色、紗線(xiàn)染色、針織布印染、毛紡染色等，耗水量遠(yuǎn)不止這個(gè)數(shù)。據(jù)2007年全國(guó)第一次污染源產(chǎn)排污系數(shù)調(diào)查結(jié)果顯示，印染廢水年排放量可達(dá)2330億噸。紡織工業(yè)污水排量占總工業(yè)廢水的35%，其中印染行業(yè)廢水又占紡織工業(yè)廢水排放量的80%，且平均回用率不足7%。據(jù)國(guó)家環(huán)?？偩?004年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，印染廢水排放總量位于全國(guó)各工業(yè)部門(mén)排放總量的第5位，而其廢水中污染物排放總量（以COD計(jì)）則位于各工業(yè)部門(mén)第6位。作為一個(gè)印染企業(yè)未必是永恒的，在目前嚴(yán)峻形勢(shì)

5、下，只有對(duì)自己的企業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中所處的地位有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)；只有從同類(lèi)產(chǎn)品中開(kāi)發(fā)出新的內(nèi)容或創(chuàng)出新的功能和用途，提高企業(yè)創(chuàng)新能力，增加產(chǎn)品的附加值，企業(yè)才能贏利，企業(yè)才能生存下去；只有采用節(jié)約水、電、汽能源以及其他資源的新技術(shù)、新工藝、新材料、新助劑、新設(shè)備，將能耗降下來(lái)，減少印染廢水排放量，保護(hù)我們賴(lài)以生存的環(huán)境，才是印染企業(yè)刻不容緩要解決的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。中國(guó)紡織工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)杜鈺洲多次強(qiáng)調(diào)，科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新是促進(jìn)價(jià)值創(chuàng)新、降低成本、節(jié)能減排、落實(shí)企業(yè)社會(huì)責(zé)任、實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的直接推動(dòng)力，反過(guò)來(lái)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新又是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)高效益高質(zhì)量的必然要求。因此，印染行業(yè)的清潔生產(chǎn)、節(jié)

6、能、降耗、減排技術(shù)有著巨大的市場(chǎng)潛力，是印染行業(yè)永恒的課題。由于“三廢”的大量排放、礦藏的低水平過(guò)度開(kāi)采、能源和資源的巨大浪費(fèi)和低水平利用等，造成了洪水、旱災(zāi)、雷雨、冰雹、暴雪冰凍、寒潮、地震、海嘯、颶風(fēng)、颱風(fēng)、龍卷風(fēng)、沙塵暴、河道斷流、水庫(kù)干涸、山體滑坡、泥石流、河床上升、土地荒漠化和鹽堿化、酸雨、濃霧、等惡劣的自然災(zāi)害形式集中呈現(xiàn)，因溫室氣體的大量排放而產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，使全球氣候急劇變暖，造成大量冰山融化、海平面上升。由于礦藏的過(guò)度開(kāi)采，使得我國(guó)的石油資源最多只能開(kāi)采到2063年（僅可開(kāi)采50年，保守估計(jì)），煤礦最多只能開(kāi)采150年左右。這些現(xiàn)象對(duì)人類(lèi)的生存環(huán)境造成了巨大威脅，這樣下去，在

7、不久的將來(lái)人類(lèi)可能會(huì)自行毀滅地球。如此種種是大自然對(duì)人類(lèi)破壞生態(tài)環(huán)境、貪婪和無(wú)休止地巧取豪奪、肆無(wú)忌憚地傾排廢物的警告和懲罰，是大自然向我們敲響的警鐘，因此我們必須居安思危、警鐘長(zhǎng)鳴，要有強(qiáng)烈的危機(jī)感、使命感和責(zé)任感，盡早采取有效的措施，還我們一個(gè)健康的地球。丹麥哥本哈根城里的一個(gè)大型圖片展“在它們消失之前應(yīng)記住的100個(gè)地方”非常引人注目。圖片展向人們展示了由于氣候變化及人類(lèi)對(duì)環(huán)境的影響，以及地球上100個(gè)在未來(lái)可能消失的地方，告誡人們氣候變化將會(huì)如何改變?nèi)祟?lèi)的生存環(huán)境。所以，全世界投向哥本哈根的目光里，承載著對(duì)人類(lèi)生命與文明的搖籃地球母親的健康的深情關(guān)切與沉重憂(yōu)慮：一份由各國(guó)科學(xué)家共同完成

8、的氣候變化報(bào)告顯示，發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)化以來(lái)排放了大量溫室氣體，由此導(dǎo)致的全球變暖正在造成海平面上升、極端天氣事件增加等一系列不良后果；科學(xué)家還告訴人們，2000年至2009年為自1850年有準(zhǔn)確氣象記錄以來(lái)最熱的10年。全球平均氣溫已經(jīng)在過(guò)去的100年里上升了1華氏度，自20世紀(jì)70年代中期以來(lái)每10年平均上升0.15攝氏度以上。盡管這看起來(lái)只是一個(gè)小變化，但也已足夠危害到生態(tài)系統(tǒng)。而在未來(lái)100年里，氣溫還可能上升210華氏度。自2000年以來(lái)，大氣中二氧化碳濃度由工業(yè)革命前的280ppm(百萬(wàn)分比濃度)左右，上升到如今的380ppm后，便像一匹脫韁的野馬，再也無(wú)法讓其回頭。而當(dāng)二氧化碳濃度升至

9、550ppm時(shí)，相對(duì)應(yīng)的兩攝氏度升溫，將給人類(lèi)帶來(lái)無(wú)法逆轉(zhuǎn)的失去家園、極端天氣頻繁、缺水、饑荒、疾病等諸多災(zāi)難。氣候?qū)＜揖?，地球面臨氣溫繼續(xù)上升帶來(lái)的諸多惡果，包括更多動(dòng)植物滅絕、沿海城市被淹沒(méi)、更多極端天氣以及瘟疫等。聯(lián)合國(guó)國(guó)際移民組織8日發(fā)布一份報(bào)告說(shuō)，氣候變化正在迫使一些國(guó)家居民離開(kāi)家園，遷徙到國(guó)內(nèi)其他地區(qū)或鄰國(guó)。報(bào)告說(shuō)：“因氣候變化和環(huán)境惡化而導(dǎo)致人類(lèi)大規(guī)模遷徙不僅是不可避免，而且是一件正在發(fā)生的事情?！眻?bào)告估計(jì)，氣候變化眼下已致使全球大約2400萬(wàn)人背井離鄉(xiāng)。這樣下去還有一些動(dòng)植物物種將因此滅絕。今天，在全球變暖的大背景下，特別是20世紀(jì)80年代以來(lái)，全球極端天氣和氣候事件不斷加劇

10、，形成的災(zāi)害給人們的生活造成了嚴(yán)重影響和巨大損失。據(jù)估測(cè)，1991年到2000年的十年里，全球每年受到氣象水文災(zāi)害影響的平均人數(shù)為2.11億，是因戰(zhàn)爭(zhēng)沖突受到影響人數(shù)的7倍。而根據(jù)最近的統(tǒng)計(jì)，全球因氣候變化以及相關(guān)的極端氣候事件所造成的經(jīng)濟(jì)損失在過(guò)去40年上升了10倍看，冰雹突襲城市，空前颶風(fēng)席卷海島，熱帶地區(qū)罕見(jiàn)飄雪，大陸腹地刮起史無(wú)前例的龍卷風(fēng)這些征兆，不正與近來(lái)在全球上映的災(zāi)難題材影片2012和后天里所描繪的場(chǎng)景如出一轍？聽(tīng)，全世界的環(huán)保主義者呼吁：“地球正危在旦夕?！边@絕非危言聳聽(tīng)。正因如此，近段時(shí)間以來(lái)，“節(jié)能降耗、減排增效”、“清潔生產(chǎn)”、“綠色加工”、“生態(tài)紡織品”、“生態(tài)系統(tǒng)”

11、、“生態(tài)環(huán)境”、“生態(tài)平衡”、“環(huán)境保護(hù)”、“環(huán)境友好”、“可持續(xù)發(fā)展”、“資源綜合利用”、“開(kāi)源節(jié)流”、“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”、“低碳經(jīng)濟(jì)”等是講得最多的名詞，國(guó)內(nèi)外的政府機(jī)構(gòu)連續(xù)出臺(tái)了許多有關(guān)這方面的法律法規(guī)和政策。它們之間的關(guān)系是：節(jié)能減排是清潔生產(chǎn)的核心，清潔生產(chǎn)是可持續(xù)發(fā)展的必由之路和重大舉措，是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的前提和本質(zhì)，是集約型增長(zhǎng)方式的主要模式。所以哥本哈根聯(lián)合國(guó)氣候大會(huì)被稱(chēng)為“人類(lèi)拯救地球的最后一次機(jī)會(huì)”，成為全球遏制氣候變化努力的“轉(zhuǎn)折點(diǎn)”，并將為全球“開(kāi)啟一個(gè)綠色增長(zhǎng)的新時(shí)代”。其受重視程度由此可見(jiàn)一斑。圖瓦盧，50年后將沉入海底的國(guó)家以前印染企業(yè)的減排主要是靠印染廢水處理，企業(yè)普遍認(rèn)為

12、這是只會(huì)增加成本，減低效益的工序，因此積極性不高，許多地方的企業(yè)廢水排放不達(dá)標(biāo)，甚至經(jīng)常偷排或根本不配套污水處理設(shè)施（如增城的新塘），而在印染加工的每一道工序采用節(jié)能降耗減排技術(shù)則可大大地降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，因此企業(yè)的積極性和主動(dòng)性很高，變以前的”末端治理”為“源頭抓起、全程控制”，變“要我做”為“我要做”，這就為我們環(huán)保專(zhuān)業(yè)的就業(yè)拓寬了渠道。這也是我們決定在環(huán)保專(zhuān)業(yè)增加這門(mén)課程的主要目的。以后還要在染整技術(shù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)這門(mén)課，成熟后本人再編寫(xiě)相關(guān)的教材，按照胡院長(zhǎng)的意見(jiàn)，專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)節(jié)能減排專(zhuān)業(yè)。從我們2009年10月在企業(yè)進(jìn)行課程改革的調(diào)研可以說(shuō)明我們的決策是完全正確的。我們學(xué)院

13、從2008年開(kāi)始就開(kāi)展了廣東省重大科技專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目廣東省紡織服裝行業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線(xiàn)圖的研究工作，本人主要負(fù)責(zé)紡織印染企業(yè)清潔生產(chǎn)、印染產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)壁壘三方面的工作，其中紡織印染企業(yè)清潔生產(chǎn)是其中的重要內(nèi)容，而紡織印染企業(yè)清潔生產(chǎn)主要是指印染行業(yè)的節(jié)能降耗減排。因此我們要更新觀念，變末端治理為主為預(yù)防和過(guò)程控制為主，努力學(xué)好這門(mén)課程。因上學(xué)期大家學(xué)過(guò)染整概論課程，本課程的部分內(nèi)容在染整概論課程中曾經(jīng)接觸過(guò)，只是未從“清潔生產(chǎn)”和“節(jié)能、節(jié)水、降耗、減排”的角度去介紹，因此，講過(guò)的這部分內(nèi)容，將不再進(jìn)行詳細(xì)地講解，只是從“節(jié)能、節(jié)水、降耗、減排”的角度去分析和介紹。但是要系統(tǒng)性地另外增加一部分內(nèi)容，這部

14、分內(nèi)容的資料將發(fā)至你們的公共郵箱，這部分內(nèi)容同樣屬于考試內(nèi)容，請(qǐng)大家引起高度的重視。紡織服裝行業(yè)節(jié)能減排領(lǐng)域技術(shù)路線(xiàn)圖紡織品染整領(lǐng)域技術(shù)路線(xiàn)圖從圖2中可以看出，其中也含有許多印染清潔生產(chǎn)的技術(shù)。緒 論第一節(jié) 環(huán)境一、環(huán)境的概念所謂環(huán)境總是相對(duì)于某項(xiàng)中心事物而言的，對(duì)我們來(lái)講，中心事物是人，環(huán)境就是以人類(lèi)為主體的外部世界的總稱(chēng)。是指人類(lèi)賴(lài)以生存與發(fā)展的全部條件的總和。中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法明確指出：“本法所稱(chēng)環(huán)境，是指影響人類(lèi)生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過(guò)人工改造的自然因素的總體，包括大氣、水、海洋、土地，礦藏、森林、草原，野生動(dòng)物、自然遺跡，自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、城市和鄉(xiāng)村等”。由此可見(jiàn)，環(huán)

15、境保護(hù)法所指的環(huán)境，是人類(lèi)生存的環(huán)境，是作用于人類(lèi)并影響人類(lèi)生存和發(fā)展的外界事物。二、環(huán)境的類(lèi)型 根據(jù)對(duì)人類(lèi)生存與發(fā)展的制約大小及關(guān)系的遠(yuǎn)近不同，可將環(huán)境分為：宇宙環(huán)境、地球環(huán)境(自然地理環(huán)境)和社會(huì)環(huán)境（聚落環(huán)境）等不同的規(guī)模和層次。 宇宙環(huán)境是人類(lèi)環(huán)境的極限，也是人類(lèi)能夠繼續(xù)發(fā)展的最宏觀的制約條件。 圖1-1 宇宙環(huán)境圖地球環(huán)境（自然地理環(huán)境）是人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境要素的總和。包括空氣、陽(yáng)光、水、土壤、礦物、巖石和生物等。這些要素在時(shí)空上呈現(xiàn)出圈層結(jié)構(gòu)，即大氣圈、水圈、土壤圈、巖石圈和生物圈。這是與人類(lèi)生存關(guān)系最為密切的環(huán)境，也構(gòu)成了人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的宏觀制約條件。 人類(lèi)是地球的產(chǎn)物，是地球生態(tài)

16、系統(tǒng)的重要組成部分，人類(lèi)無(wú)法離開(kāi)地球而生存，也無(wú)法脫離其生態(tài)系統(tǒng)（自然生態(tài)環(huán)境）。社會(huì)環(huán)境是人類(lèi)社會(huì)制度等上層建筑條件，包括社會(huì)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、聚落結(jié)構(gòu)以及同各種社會(huì)制度相適應(yīng)的政治、經(jīng)濟(jì)、法律、宗教、藝術(shù)、哲學(xué)的觀念和機(jī)構(gòu)等。這些要素組成了另一個(gè)圈層，叫人類(lèi)智慧圈。 三、環(huán)境的特性 1、整體性人類(lèi)是自然的一部分，是地球的產(chǎn)物。因而，人與自然環(huán)境是一個(gè)有機(jī)整體，地球的任一部分或任一系統(tǒng)，都是人類(lèi)環(huán)境的組成部分，各部分之間存在著相互依存和互相制約的關(guān)系。所以環(huán)境的影響是整體的，無(wú)國(guó)界的。圖1-2 人與自然環(huán)境的特性圖1991年，我國(guó)登山隊(duì)在征服珠峰的過(guò)程中，遇到了暴風(fēng)雪，這對(duì)登山隊(duì)員們來(lái)說(shuō)已習(xí)以為常

17、。但在老隊(duì)員茨仁羅布取下護(hù)目鏡想休息一下時(shí)，一個(gè)意外的發(fā)現(xiàn)令他忍不住驚叫起來(lái)：“看，黑雪！”大家聽(tīng)到叫喊，取下護(hù)目鏡，看到空中飄下的片片雪花果然是黑色的，而且空氣中還有一種刺鼻的臭味。不一會(huì)兒，四周是黑呼呼的一片，隊(duì)長(zhǎng)把這一情況報(bào)告給大本營(yíng)，大本營(yíng)也很吃驚，由于怕黑雪吸熱快，而進(jìn)一步形成雪崩，因而這次登山行動(dòng)只好取消。經(jīng)分析化驗(yàn)，黑雪中含有大量微細(xì)的碳顆粒、瀝青顆粒，同時(shí)還有二氧化硫和三氧化硫的溶解物，所以有刺鼻的酸味。那么是什么原因引起黑雪的呢？原來(lái)，它與遠(yuǎn)在中東的一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)有關(guān)。在1990年8月的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，科威特的幾百口油井起火燃燒而造成極大的污染。2、有限性到目前為止，地球還是人類(lèi)唯一的

18、家園，其時(shí)空是有限的，環(huán)境容量也是有限的。所以，人類(lèi)生存的環(huán)境是脆弱而易受到破壞。科學(xué)家們將人類(lèi)休養(yǎng)生息的地球稱(chēng)為“生物圈一號(hào)”，為了試驗(yàn)人類(lèi)離開(kāi)地球能否生存，美國(guó)從1984年起花費(fèi)了近2億美元，在亞利桑那州建造了一個(gè)幾乎完全密閉的“生物圈二號(hào)”實(shí)驗(yàn)基地。1993年1月，8名科學(xué)家進(jìn)入“生物圈二號(hào)”。按照計(jì)劃，他們將在里面呆上兩年，如不發(fā)生嚴(yán)重意外，實(shí)驗(yàn)結(jié)束前是不能出來(lái)的。兩年中除了提供第一批包括種子在內(nèi)的物品外，其余的一切都需要他們自己解決。能源，取自太陽(yáng)能；氧氣，由他們種植的植物制造；糧食，靠他們自己在里面種地獲得；肉類(lèi)和蛋白質(zhì)，取自他們養(yǎng)的雞、鴨、豬、羊。甚至包括里面的氣溫和氣候，也是由

19、他們來(lái)設(shè)法控制，并盡可能模擬地球氣候?？傊?，他們必須設(shè)法保證這個(gè)小小的生態(tài)系統(tǒng)的平衡。一年多后，土壤中的碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，部分二氧化碳與建筑“生物圈二號(hào)”所用的混凝土中的鈣發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈣，導(dǎo)致“生物圈二號(hào)”的氧氣含量從21%下降到14%。加之由于沒(méi)有調(diào)節(jié)好內(nèi)部氣候，致使糧食歉收，科學(xué)家們不得不吃種子勉強(qiáng)度日，結(jié)果是，提前撤出實(shí)驗(yàn)室。更令人意外的是，“生物圈二號(hào)”運(yùn)行三年后，其中的一氧化碳含量猛增到79%，足以使人體合成微生素B12的能力減弱，從面危害大腦健康。 1996年1月1日，哥倫比亞大學(xué)接管了“生物圈二號(hào)”。同年9月，由數(shù)名科學(xué)家組成的委員會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，他們認(rèn)為，在現(xiàn)有

20、的技術(shù)條件下，人類(lèi)還無(wú)法模擬出一個(gè)類(lèi)似地球一樣的、可供人類(lèi)生存的生態(tài)環(huán)境。3、不可逆性環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的復(fù)雜系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)外之間存在著物質(zhì)的循環(huán)、能量的流動(dòng)和信息的交流。環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)不可逆系統(tǒng)。它一旦遭到破壞，根據(jù)物質(zhì)循環(huán)規(guī)律，可以實(shí)現(xiàn)局部的恢復(fù)，但不能徹底回到原來(lái)的狀態(tài)。4、潛在性 除了個(gè)別情況（如：驟發(fā)性自然災(zāi)害和人為污染）可直觀其后果外，一般情況下環(huán)境的變化對(duì)人類(lèi)的影響需要較長(zhǎng)時(shí)間才能顯示出來(lái)。1953-1956年，日本熊本縣水俁鎮(zhèn)一家氮肥公司排放的廢水中含有汞，這些廢水排入海灣后經(jīng)過(guò)某些生物的轉(zhuǎn)化，形成甲基汞。這些汞在海水、底泥和魚(yú)類(lèi)中富集，又經(jīng)過(guò)食物鏈?zhǔn)谷酥卸?。?dāng)時(shí)，最先發(fā)病的是愛(ài)

21、吃魚(yú)的貓。中毒后的貓發(fā)瘋痙攣，紛紛跳海自殺。沒(méi)有幾年，水俁地區(qū)連貓的蹤影都不見(jiàn)了。1956年，出現(xiàn)了與貓的癥狀相似的病人。因?yàn)殚_(kāi)始病因不清，所以用當(dāng)?shù)氐孛?991年，日本環(huán)境廳公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。圖1-3汞引起的胎兒性水俁病患者圖5、持續(xù)反應(yīng)性環(huán)境對(duì)人類(lèi)的影響是可以持續(xù)的，不僅對(duì)當(dāng)代人，而且對(duì)子孫后代有著深遠(yuǎn)地影響。如黃土高原的生態(tài)狀況可以理解為我們祖先欠下的生態(tài)債，而這個(gè)債則要我們子孫后代償還。位于陜西省榆林北六縣的毛烏素沙地，歷史上曾是水草豐美的地區(qū)。在榆林靖邊縣北，緊瀕無(wú)定河北岸的白城子，有大夏國(guó)赫連勃勃建立的統(tǒng)萬(wàn)城。據(jù)說(shuō)：“赫連勃勃北游契吳，嘆曰：美

22、哉！臨廣澤而帶清流。吾行地多矣，自馬領(lǐng)以北，大河以南，未之有也！”這里所說(shuō)的契吳，乃是山名，就在今白城子北七十里。馬領(lǐng)為坂名，其地在今甘肅慶陽(yáng)縣和環(huán)縣之間。大河指今內(nèi)蒙古河套的黃河。在黃河和馬領(lǐng)坂之間再?zèng)]有比契吳山下這塊地方更好的了。這里既有廣澤，又有清流，景色確實(shí)十分秀麗宜人。現(xiàn)在白城子附近一片黃沙，極目遠(yuǎn)望，不見(jiàn)邊際。圖1-4 林北六縣的毛烏素沙地圖6、放大性根據(jù)系統(tǒng)科學(xué)的原理，系統(tǒng)對(duì)初始條件有極端敏感性。某一局部環(huán)境狀況的較小變化，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的協(xié)同放大后，可能會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成較大的影響。 圖1-5 系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的影響圖第二節(jié) 環(huán)境問(wèn)題一、環(huán)境問(wèn)題及類(lèi)型 環(huán)境問(wèn)題是指全球環(huán)境或區(qū)域環(huán)境中出現(xiàn)的

23、不利于人類(lèi)生存和發(fā)展的各種現(xiàn)象。環(huán)境問(wèn)題是目前世界人類(lèi)面臨的幾個(gè)主要問(wèn)題之一，其類(lèi)型多樣,但大致可分為兩類(lèi)：原生環(huán)境問(wèn)題和次生環(huán)境問(wèn)題。由自然力引起的為原生環(huán)境問(wèn)題，也稱(chēng)第一環(huán)境問(wèn)題，由于人類(lèi)的生產(chǎn)和生活活動(dòng)引起生態(tài)系統(tǒng)破壞和環(huán)境污染，反過(guò)來(lái)又危及人類(lèi)自身生存和發(fā)展的現(xiàn)象，為次生環(huán)境問(wèn)題，也叫第二環(huán)境問(wèn)題。 （一）自然災(zāi)害問(wèn)題（原生環(huán)境問(wèn)題） 是由自然界本身運(yùn)動(dòng)引起的，人們無(wú)法避免的客觀事實(shí)。但是人為的作用可以加速或延緩災(zāi)害的發(fā)生，加大或減輕災(zāi)害的影響和損失。自然災(zāi)害種類(lèi)繁多，其分類(lèi)如下。 1、按其成因分有： （1）地質(zhì)災(zāi)害，包括地震、崩塌、滑坡、泥石流、水土流失、地面塌陷、地裂縫、土地沙漠化

24、、火山爆發(fā)等； （2）災(zāi)害性天氣，如臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)、颮風(fēng)、龍卷風(fēng)、雷擊、冰雹、暴雨、旱災(zāi)等； （3）水文災(zāi)害，如洪澇災(zāi)害等； （4）生物災(zāi)害，如病、蟲(chóng)、草、鼠害等。 2、按其表現(xiàn)方式可分為： （1）、驟發(fā)性自然災(zāi)害，如地震、火山暴發(fā)、龍卷風(fēng)、颶風(fēng)、颮風(fēng)等。驟發(fā)性災(zāi)害的特點(diǎn)是：猛烈地突然發(fā)生、持續(xù)的時(shí)間很短、災(zāi)害影響和危害巨大，災(zāi)區(qū)地理位置容易確認(rèn)。 （2）、長(zhǎng)期性自然災(zāi)害，其特點(diǎn)是：緩慢發(fā)生、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、潛在危害大。如沙漠化、水土流失等。 各種自然災(zāi)害既可能單獨(dú)發(fā)生，也可能與其他災(zāi)害連鎖反應(yīng)，形成群發(fā)性災(zāi)害，其影響和危害更為慘重。在所有的自然災(zāi)害中，水災(zāi)造成的損失最大，約占 40%，發(fā)生在1998

25、年7-8月份長(zhǎng)江及松花江流域百年不遇的洪澇災(zāi)害就是最有說(shuō)服力的證明；其次是熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)，占20%， 地震和旱災(zāi)各占15%；其他災(zāi)害占10%。（二）環(huán)境污染和生態(tài)破壞問(wèn)題（次生環(huán)境問(wèn)題）環(huán)境污染和生態(tài)破壞是伴隨著人類(lèi)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展活動(dòng)而產(chǎn)生的，特別是與城市化、工業(yè)化和農(nóng)業(yè)集約化有著十分密切的關(guān)系。 環(huán)境污染是指人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生并排入環(huán)境的污染物或污染因素超過(guò)了環(huán)境容量和環(huán)境自?xún)裟芰?，使環(huán)境的組成或狀態(tài)發(fā)生了改變，環(huán)境質(zhì)量惡化影響和破壞了人類(lèi)正常的生產(chǎn)和生活。如大氣、水體和土壤等的污染均屬此類(lèi)。 生態(tài)破壞是指人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用自然環(huán)境和自然資源的活動(dòng)超過(guò)了環(huán)境的自我調(diào)節(jié)能力，使環(huán)境質(zhì)量惡化或自然資源枯竭，

26、影響和破壞了生物正常的發(fā)展和演化以及可更新自然資源的持續(xù)利用。如水土流失、土地沙漠化、鹽漬化及生物多樣性的銳減等。 二、環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生與發(fā)展 環(huán)境問(wèn)題的出現(xiàn)，是人與環(huán)境關(guān)系不相協(xié)調(diào)的結(jié)果。它是人與環(huán)境在一定的時(shí)空中相互作用的具體體現(xiàn)，也是隨著人類(lèi)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而發(fā)展的。如果按人類(lèi)環(huán)境明顯變化的時(shí)間為劃分依據(jù)，我們可將人與環(huán)境的關(guān)系分為三個(gè)階段。 （一）生態(tài)環(huán)境的早期破壞階段 此階段從人類(lèi)出現(xiàn)開(kāi)始直到產(chǎn)業(yè)革命，是一個(gè)漫長(zhǎng)的時(shí)期。在該階段，人類(lèi)經(jīng)歷了從以采集狩獵為生的游牧生活到以耕種和養(yǎng)殖為生的定居生活的轉(zhuǎn)變。隨著人類(lèi)活動(dòng)的加劇，雖然也出現(xiàn)了森林驟減，水源得不到涵養(yǎng)，造成水旱災(zāi)害頻繁，水土流失嚴(yán)

27、重，溝壑縱橫，土地日益貧瘠，給后代造成了不可彌補(bǔ)的損失等問(wèn)題。但總的說(shuō)來(lái)，這一階段的人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響還是局部的，沒(méi)有達(dá)到影響整個(gè)生物圈的程度。 （二）近代城市環(huán)境問(wèn)題階段 此階段從工業(yè)革命開(kāi)始到八十年代發(fā)現(xiàn)南極上空的臭氧洞為止。工業(yè)革命（從農(nóng)業(yè)占優(yōu)勢(shì)的經(jīng)濟(jì)向工業(yè)占優(yōu)勢(shì)的經(jīng)濟(jì)的迅速過(guò)渡稱(chēng)為工業(yè)革命）是世界史的一個(gè)新時(shí)期的起點(diǎn)，此后的環(huán)境問(wèn)題也開(kāi)始出現(xiàn)新的特點(diǎn)并日益復(fù)雜化和全球化。這一階段的環(huán)境問(wèn)題跟工業(yè)和城市同步發(fā)展。先是由于人口和工業(yè)密集，燃煤量和燃油量劇增，發(fā)達(dá)國(guó)家的城市飽受空氣污染之苦，后來(lái)這些國(guó)家的城市周?chē)殖霈F(xiàn)日益嚴(yán)重的水污染和垃圾污染，工業(yè)三廢、汽車(chē)尾氣更是加劇了這些污染公害的程

28、度。 在后來(lái)的二十世紀(jì)六、七十年代，發(fā)達(dá)國(guó)家普遍花大力氣對(duì)這些城市環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行治理，并把污染嚴(yán)重的工業(yè)搬到發(fā)展中國(guó)家，較好地解決了國(guó)內(nèi)的環(huán)境污染問(wèn)題。隨著發(fā)達(dá)國(guó)家環(huán)境狀況的改善，發(fā)展中國(guó)家卻開(kāi)始步發(fā)達(dá)國(guó)家的后塵，重走工業(yè)化和城市化的老路，城市環(huán)境問(wèn)題有過(guò)之而無(wú)不及，同時(shí)伴隨著嚴(yán)重的生態(tài)破壞。本階段是以8大公害事件為代表的。 表1-1 8大公害事件表馬斯河谷事件1930年12月1日到5日，比利時(shí)馬斯河谷工業(yè)區(qū)上空出現(xiàn)了很強(qiáng)的逆溫層，致使13個(gè)大煙囪排出的煙塵無(wú)法擴(kuò)散，大量有害氣體積累在近地大氣層，對(duì)人體造成嚴(yán)重傷害。一周內(nèi)有60多人喪生，許多牲畜死亡。 洛杉磯光化學(xué)煙霧事件1943年夏季，洛杉磯

29、市250萬(wàn)輛汽車(chē)燃燒的1100噸汽油所產(chǎn)生的碳?xì)浠衔锏葰怏w，在太陽(yáng)紫外線(xiàn)照射下引起化學(xué)反應(yīng)，形成了淺藍(lán)色煙霧，使該市大多市民患了眼紅、頭疼。1955年和1970年洛杉磯又兩度發(fā)生該類(lèi)事件，分別有400多人死亡和全市四分之三的人患病。 多諾拉煙霧事件1948年10月下旬，美國(guó)的賓夕法尼亞州多諾拉城大霧彌漫，受反氣旋和逆溫控制，工廠排出的有害氣體擴(kuò)散不出去，全城14000人中有6000人眼痛、喉嚨痛、頭痛胸悶、嘔吐、腹瀉。17人死亡。 倫敦?zé)熿F事件自1952年以來(lái)，倫敦發(fā)生過(guò)12次大的煙霧事件。1952年12月那一次，倫敦大霧，燃煤排放的粉塵和二氧化硫無(wú)法散去。迫使所有飛機(jī)停飛，汽車(chē)白天開(kāi)燈行駛

30、，行人走路困難。煙霧事件使呼吸道疾病患者猛增，5天內(nèi)有4000多人死亡，兩個(gè)月內(nèi)又有8000多人死去。 水俁病事件19531956年，日本熊本縣水俁鎮(zhèn)一家氮肥公司排放的含汞廢水，使汞在海水、底泥和魚(yú)類(lèi)中富集，又經(jīng)過(guò)食物鏈?zhǔn)谷酥卸尽?991年，日本環(huán)境廳公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。 骨痛病事件19551972年，日本富山縣的一些鉛鋅礦在采礦和冶煉中排放廢水，廢水在河流中積累了重金屬“鎘”。人長(zhǎng)期飲用這樣的河水，食用澆灌含鎘河水生產(chǎn)的稻谷，出現(xiàn)了骨骼嚴(yán)重畸形、劇痛，身長(zhǎng)縮短，骨脆易折等病癥。 四日哮喘病事件1961年，日本四日市由于石油冶煉和工業(yè)燃油產(chǎn)生的廢氣，嚴(yán)重污染大氣，

31、引起居民呼吸道疾病聚增，尤其是哮喘病的發(fā)病率大大提高，形成了一種突出的環(huán)境問(wèn)題。 米糠油事件1968年，在日本北九州一帶，由于雞和人吃了含有多氯聯(lián)苯的米糠油，先是幾十萬(wàn)只雞吃了有毒飼料后死亡。繼而有13000多人開(kāi)始眼皮發(fā)腫，手掌出汗，全身起紅疙瘩，接著肝功能下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止。 （三）當(dāng)代環(huán)境問(wèn)題階段 從1984年英國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)、1985年美國(guó)科學(xué)家證實(shí)南極上空出現(xiàn)的“臭氧洞”開(kāi)始，人類(lèi)環(huán)境問(wèn)題發(fā)展到當(dāng)代環(huán)境問(wèn)題階段。這一階段在全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了不利于人類(lèi)生存和發(fā)展的大氣污染、酸雨、臭氧層破壞和全球變暖等全球性大氣環(huán)境問(wèn)題上。 與此同時(shí)，發(fā)展中國(guó)家的城市環(huán)境問(wèn)題和生態(tài)破壞、一些國(guó)家的

32、貧困化愈演愈烈，水資源短缺在全球范圍內(nèi)普遍發(fā)生，其他資源（包括能源）也相繼出現(xiàn)將要耗竭的信號(hào)。這一切表明，生物圈這一生命支持系統(tǒng)對(duì)人類(lèi)社會(huì)的支撐已接近它的極限。這還表明環(huán)境問(wèn)題的復(fù)雜性和長(zhǎng)遠(yuǎn)性。 大氣污染 大氣污染主要是由于城市化、工業(yè)化、交通現(xiàn)代化，尤其是煤炭、石油等礦物能源的大量消耗，空氣中一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、甲烷、顆粒物、鉛、砷、汞、鎘、氟等有害物質(zhì)大量增加而造成的。因此，控制大氣污染的任務(wù)也相當(dāng)繁重。正是全球大氣污染的加劇，導(dǎo)致了全球氣候變暖、臭氧層破壞和酸雨危害的頻繁發(fā)生。 全球氣候變暖（溫室效應(yīng)） 全球氣候變暖（溫室效應(yīng)）是指大氣中的二氧化碳等氣體可透過(guò)太陽(yáng)短波

33、輻射，使地球表面升溫；但阻擋地球表面向宇宙空間發(fā)射的長(zhǎng)波輻射，熱量散失受阻而使大氣增溫。由于二氧化碳等氣體的這一作用與“溫室”的作用類(lèi)似，故稱(chēng)之為“溫室效應(yīng)”。造成這一效應(yīng)的氣體叫做溫室氣體。二氧化碳、一氧化碳、甲烷、臭氧、水蒸氣等都是溫室氣體，但主要的還是二氧化碳和甲烷。其中二氧化碳的作用占70%以上。燃煤、燃?xì)狻⑷加投紩?huì)排出大量二氧化碳。 臭氧層破壞 臭氧層位于地球表面20到50公里的大氣平流層上部，是一層非常稀薄但卻集中了地球上90%臭氧的氣體層。這種氣體是地球生物的保護(hù)傘。它能夠吸收和阻止紫外線(xiàn)，保護(hù)人類(lèi)和其他生物不受太陽(yáng)紫外線(xiàn)和宇宙射線(xiàn)的傷害。沒(méi)有這個(gè)屏障，地球上的生物難以生存。但近

34、幾十年來(lái)，臭氧層卻遭到了嚴(yán)重的破壞。酸雨的危害 酸雨是指pH值小于5.6的雨、雪、霜、霧或其它形式的大氣降水，是大氣受污染的一種表現(xiàn)。產(chǎn)生酸雨的罪魁禍?zhǔn)拙褪嵌趸蚝偷趸?，它?lái)自含硫的煤和石油的燃燒及汽車(chē)尾氣的排放。酸雨被稱(chēng)為“空中死神”，其潛在的危害主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：對(duì)水生系統(tǒng)的危害；對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的危害；對(duì)人體的影響；對(duì)建筑物、機(jī)械和市政設(shè)施的腐蝕。其它環(huán)境問(wèn)題生物多樣性銳減森林銳減水土流失土地沙漠化垃圾及固體廢棄物污染水資源污染噪聲污染第三節(jié) 環(huán)境科學(xué)一、環(huán)境科學(xué)的概念 環(huán)境科學(xué)是以“人類(lèi)-環(huán)境”系統(tǒng)為其特定的研究對(duì)象。是研究“人類(lèi)-環(huán)境”系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展和調(diào)控的科學(xué)。它是一門(mén)內(nèi)容

35、豐富、領(lǐng)域廣泛的新興學(xué)科。是在自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的交叉學(xué)科。 二、環(huán)境科學(xué)的任務(wù) 環(huán)境科學(xué)的任務(wù)在于揭示人類(lèi)與環(huán)境相互作用的規(guī)律，抓住人類(lèi)與環(huán)境這一對(duì)矛盾的實(shí)質(zhì)，研究其間的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系，充分認(rèn)識(shí)二者之間的作用，以便能動(dòng)地改造環(huán)境并積極調(diào)節(jié)其間物質(zhì)和能量的交換過(guò)程，促使環(huán)境朝著有利于人類(lèi)的方向演化。 人類(lèi)與環(huán)境相互作用的規(guī)律大體可以分為自然規(guī)律、社會(huì)規(guī)律、經(jīng)濟(jì)規(guī)律、技術(shù)規(guī)律和環(huán)境規(guī)律等五個(gè)方面。這五個(gè)規(guī)律相互影響，互相制約，經(jīng)系統(tǒng)的協(xié)同、放大，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生不同的影響。人類(lèi)在這個(gè)作用過(guò)程中擔(dān)當(dāng)著重要的角色，其活動(dòng)如果得當(dāng)，可使系統(tǒng)向著好的方向發(fā)展，否則會(huì)

36、出現(xiàn)系統(tǒng)惡化的情況。三、環(huán)境科學(xué)的研究?jī)?nèi)容 環(huán)境自然科學(xué) 按學(xué)科分：環(huán)境地學(xué)、化學(xué)、物理、生物、毒理學(xué)等；按要素分：水、大氣、土壤環(huán)境學(xué)等。環(huán)境社會(huì)科學(xué)包括：環(huán)境倫理、環(huán)境法學(xué)及環(huán)境管理學(xué)等。環(huán)境經(jīng)濟(jì)科學(xué)環(huán)境資源的市場(chǎng)配置、消費(fèi)與生產(chǎn)、外部性、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境生產(chǎn)力等。環(huán)境技術(shù)科學(xué)包括：工業(yè)生態(tài)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境工程等。第四節(jié) 環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展一、環(huán)境保護(hù) （一）環(huán)境保護(hù)的概念和任務(wù) 環(huán)境保護(hù)是指人類(lèi)為解決現(xiàn)實(shí)的或潛在的環(huán)境問(wèn)題，協(xié)調(diào)人類(lèi)與環(huán)境的關(guān)系，保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展而采取的各種行動(dòng)的總稱(chēng)。環(huán)境保護(hù)的任務(wù)是調(diào)控發(fā)展和環(huán)境之間的關(guān)系。即在促使經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)用各種措施（包括行政的、

37、法律的、經(jīng)濟(jì)的、教育的、科學(xué)技術(shù)的）保護(hù)自然環(huán)境和自然資源，防治環(huán)境污染和生態(tài)破壞，提高環(huán)境質(zhì)量，創(chuàng)造生態(tài)健全的工作和生活環(huán)境。 （二）環(huán)境保護(hù)的方法和內(nèi)容環(huán)境保護(hù)的方法和手段有工程技術(shù)的、行政管理的，也有法律的、經(jīng)濟(jì)的、宣傳教育的等。 （三）我國(guó)環(huán)境保護(hù)的基本思路 在1996年7月份召開(kāi)的第四次環(huán)境保護(hù)會(huì)議上明確了我國(guó)環(huán)境保護(hù)的基本思路。具體如下： 1、實(shí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 2、遏制環(huán)境惡化趨勢(shì) 二、可持續(xù)發(fā)展 樸素的可持續(xù)發(fā)展觀念古來(lái)有之，但現(xiàn)代意義上的可持續(xù)發(fā)展概念則是挪威首相布倫特蘭夫人在我們共同的未來(lái)報(bào)告中首次提出的。所謂可持續(xù)發(fā)展是指：“既滿(mǎn)足當(dāng)代人的需要，又不對(duì)后代人滿(mǎn)足其需要的能

38、力構(gòu)成危害的發(fā)展”。這一定義得到廣泛的接受，并在1992年聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)上取得共識(shí)。我國(guó)學(xué)者對(duì)這一定義作了如下的補(bǔ)充：可持續(xù)發(fā)展是“不斷提高人群生活質(zhì)量和環(huán)境承載能力的、滿(mǎn)足當(dāng)代人需求又不損害子孫后代滿(mǎn)足其需求能力的、滿(mǎn)足一個(gè)地區(qū)或一個(gè)國(guó)家人群需求又不損害別的地區(qū)或國(guó)家人群滿(mǎn)足其需求能力的發(fā)展”。 （一）可持續(xù)發(fā)展的背景 1、古代樸素的可持續(xù)發(fā)展思想 2、現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展思想的形成 （1）寂靜的春天對(duì)人類(lèi)行為和觀念的早期反思 （2）增長(zhǎng)的極限引起全世界反響的“嚴(yán)肅思考” （3）聯(lián)合國(guó)人類(lèi)環(huán)境會(huì)議人類(lèi)對(duì)環(huán)境問(wèn)題的正式挑戰(zhàn) （4）我們共同的未來(lái)環(huán)境與發(fā)展思想的重要飛躍 （5）聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大

39、會(huì)環(huán)境與發(fā)展的里程碑 （6）可持續(xù)發(fā)展世界首腦會(huì)議責(zé)任與義務(wù)的體現(xiàn) （二）可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵與特征1、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基本思想 鼓勵(lì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng) 提倡資源的永續(xù)利用和保持良好的生態(tài)環(huán)境 謀求社會(huì)的全面進(jìn)步 2、可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵 （1）公平性?xún)?nèi)涵 （2）持續(xù)性?xún)?nèi)涵 （3）共同性?xún)?nèi)涵第五節(jié) 生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)一、生態(tài)學(xué)及其發(fā)展（一）生態(tài)學(xué)的定義 生態(tài)學(xué)（Ecology）一詞最早是由德國(guó)生物學(xué)家黑格爾于1869年提出的。他把生態(tài)學(xué)定義為“自然界的經(jīng)濟(jì)學(xué)”。其英文詞首和經(jīng)濟(jì)學(xué)（Economics）是相同的，均來(lái)自于希臘文，表示家庭居處或環(huán)境的意思，可見(jiàn)，生態(tài)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)、家庭、環(huán)境等有著密切的關(guān)系。后來(lái)有的學(xué)者把

40、生態(tài)學(xué)定義為“研究生物或生物群體與其環(huán)境的關(guān)系，或生活著的生物與其環(huán)境之間相互聯(lián)系的科學(xué)”。我國(guó)著名生態(tài)學(xué)家馬世駿把生態(tài)學(xué)定義為“研究生物與環(huán)境之間相互關(guān)系及其作用機(jī)理的科學(xué)”。生態(tài)學(xué)中所說(shuō)的生物包含植物、動(dòng)物和微生物。最近，由于人類(lèi)環(huán)境問(wèn)題和環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，生態(tài)學(xué)也擴(kuò)展到人類(lèi)生活和社會(huì)形態(tài)等方面，把人類(lèi)這一生物種也列入生態(tài)系統(tǒng)中，來(lái)研究并闡明整個(gè)生物圈內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的相互關(guān)系問(wèn)題。（二）生態(tài)學(xué)的發(fā)展生態(tài)學(xué)原是一門(mén)研究生物與其生活環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)，是生物學(xué)的重要分科之一。初期主要研究植物，后來(lái)逐漸涉及動(dòng)物和人類(lèi)。目前，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展并向生態(tài)學(xué)的不斷滲透，賦予它新的內(nèi)容和動(dòng)力，使其成為多學(xué)

41、科、較活躍的科學(xué)領(lǐng)域之一。二、生態(tài)系統(tǒng)（一）生態(tài)系統(tǒng)的概念 生物自從在地球上出現(xiàn)以來(lái)就與自然環(huán)境有著密不可分的關(guān)系，長(zhǎng)期以來(lái)形成了相互依存、相互制約的關(guān)系。地球上的生物十分龐雜，其中包括動(dòng)物2000萬(wàn)種以上，植物30多萬(wàn)種，微生物10多萬(wàn)種。這些生物通過(guò)新陳代謝不斷與環(huán)境進(jìn)行著物質(zhì)的交換、能量的傳遞和信息的交流，從而引起環(huán)境與生物自身的變化。生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化中對(duì)環(huán)境具有依附性和適應(yīng)性，但生物也不是被動(dòng)的適應(yīng)環(huán)境，生物也具有其本身獨(dú)特的遺傳特性。生物受到環(huán)境的影響，反過(guò)來(lái)又作用于環(huán)境。 一個(gè)生物物種在一定的范圍內(nèi)所有個(gè)體的總和稱(chēng)為生物種群（Population）；在一定自然區(qū)域的環(huán)境條件下，許多

42、不同種的生物相互依存，構(gòu)成了有著密切關(guān)系的群體，稱(chēng)為生物群落（Community）。隨著環(huán)境條件的千差萬(wàn)別，地球上出現(xiàn)了各種各樣的生物群落（森林、草原、荒漠等等）。而特定的生物群落又維持了相應(yīng)的環(huán)境條件。一旦生物群落發(fā)生變化，也會(huì)影響到環(huán)境條件的變化。因此，人們把生物群落與其周?chē)巧锃h(huán)境的綜合體，稱(chēng)為生態(tài)系統(tǒng)（Ecosystem），也即生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)在特定空間的組合。在生態(tài)系統(tǒng)中，各種生物彼此間以及生物與非生物的環(huán)境因素之間互相作用，關(guān)系密切，而且不斷進(jìn)行著物質(zhì)的交換、能量的傳遞和信息的交流。目前，人類(lèi)所生活的生物圈內(nèi)有無(wú)數(shù)大小不等的生態(tài)系統(tǒng)。圖1-6 簡(jiǎn)化了的陸地生態(tài)系統(tǒng)圖（二）生態(tài)系

43、統(tǒng)的組成 在生態(tài)系統(tǒng)中，各種生物彼此間以及生物與非生物的環(huán)境因素之間互相作用，關(guān)系密切，而且不斷進(jìn)行著物質(zhì)的交換、能量的傳遞和信息的交流。目前，人類(lèi)所生活的生物圈內(nèi)有無(wú)數(shù)大小不等的生態(tài)系統(tǒng)。圖1-7 生態(tài)系統(tǒng)圖 生產(chǎn)者：主要是綠色植物，凡能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物的植物種類(lèi)，包括單細(xì)胞藻類(lèi)，均屬于生產(chǎn)者。還有一些能利用化學(xué)能把無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的化能自養(yǎng)型微生物，也應(yīng)列入生產(chǎn)者之列。 消費(fèi)者：主要是動(dòng)物，又分為一級(jí)消費(fèi)者（如草食性動(dòng)物）；二級(jí)消費(fèi)者（如肉食動(dòng)物）；等等。 圖1-8 消費(fèi)者圖分解者：指各種具有分解能力的微生物，也包括一些微型動(dòng)物，如鞭毛蟲(chóng)，土壤線(xiàn)蟲(chóng)等。 圖1-9 分解者圖 無(wú)生命物

44、質(zhì)：指生態(tài)系統(tǒng)中的各種無(wú)生命的無(wú)機(jī)物、有機(jī)物和各種自然因素（如土壤、空氣、水等）。 圖1-10 無(wú)生命物質(zhì)圖圖1-11 生態(tài)環(huán)境圖 P生產(chǎn)者； C1初級(jí)消費(fèi)者； C23二、三級(jí)消費(fèi)者； Cn四級(jí)消費(fèi)者； D分解者圖1-12 簡(jiǎn)化的陸地生態(tài)系統(tǒng)圖（三）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 1、生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)的生物種類(lèi)、種群數(shù)量、種的空間配置（水平分布、垂直分布）、種的時(shí)間變化（發(fā)育、季相）等構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)。如：在森林生態(tài)系統(tǒng)中，有各種喬木、灌木和草本植物，有各種動(dòng)物和復(fù)雜的微生物種群。它們各自的數(shù)量、空間的分布和種的時(shí)間的變化就構(gòu)成了森林生態(tài)系統(tǒng)特有的形態(tài)結(jié)構(gòu)。 圖1-13 生態(tài)系統(tǒng)中物種的類(lèi)

45、型、分布、空間配置圖圖1-14 生態(tài)系統(tǒng)中種的時(shí)間變化（發(fā)育、季相）圖2、生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)各組成部分之間建立起來(lái)的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系，構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。它是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)。 生態(tài)系統(tǒng)中，由食物關(guān)系把多種生物聯(lián)接起來(lái)，一種生物以另一種生物為食，另一種生物再以第三種生物為食，彼此形成一個(gè)以食物聯(lián)接起來(lái)的鏈鎖關(guān)系，稱(chēng)為食物鏈。比如：老鼠以農(nóng)作物為食，而鼬鼠又以老鼠為食，這就構(gòu)成了一個(gè)最簡(jiǎn)單的食物鏈。再如：碎屑-蘑菇-昆蟲(chóng)-蛙-蛇-鷹就構(gòu)一個(gè)較為復(fù)雜的食物鏈。 按照生物間的相互關(guān)系，一般可把食物鏈分為： 捕食性食物鏈：即由一些以其他動(dòng)物為食的動(dòng)物構(gòu)成的食物鏈。例如由狐貍和

46、野兔構(gòu)成的食物鏈。 碎食性食物鏈：是由一些食碎屑生物構(gòu)成的。諸如禿鷲、蚯蚓、千足蟲(chóng)、白蟻、蟻和甲蟲(chóng)等。 寄生性食物鏈：是由一些寄生性生物構(gòu)成的。它們是與其“捕獲物”建立起一種緊密地聯(lián)系，長(zhǎng)期地以“捕獲物”為生。比如：動(dòng)物腸內(nèi)的絳蟲(chóng)、寄生在動(dòng)物體外的蜱、虱或七鰓鰻以及一些植物如菟絲子、槲寄生等。 腐生性食物鏈：是由腐生性生物構(gòu)成的。如水晶蘭、真菌等。 在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，食物關(guān)系往往復(fù)雜，各種食物鏈相互交錯(cuò)，形成所謂食物網(wǎng)。能量的流動(dòng)，物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化，就是通過(guò)食物鏈或食物網(wǎng)進(jìn)行的。見(jiàn)下圖 圖1-15 食物網(wǎng)圖1檜樹(shù)； 2草本植物；3節(jié)肢動(dòng)物；4兔；5嚙齒動(dòng)物；6肉食動(dòng)物（四）生態(tài)系統(tǒng)的功能 生態(tài)

47、系統(tǒng)中能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息聯(lián)系構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。 1、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng) 生態(tài)系統(tǒng)中全部生命活動(dòng)所需要的能量均來(lái)自太陽(yáng)。太陽(yáng)能在生態(tài)系統(tǒng)中的流動(dòng)是按熱力學(xué)定律進(jìn)行的。熱力學(xué)第一定律告訴我們：“在一個(gè)封閉系統(tǒng)中（我們通常把以地球?yàn)橹行陌ㄌ?yáng)在內(nèi)的宇宙環(huán)境看成是一個(gè)封閉系統(tǒng)），能量和物質(zhì)是不能產(chǎn)生或消滅的。即能量和物質(zhì)不能憑空產(chǎn)生也不能憑空消亡”。熱力學(xué)第二定律告訴我們：“熵在增加”。根據(jù)這一定律，從一種能向另一種能的任何轉(zhuǎn)換都不是完全有效的，能的消費(fèi)是不可逆的過(guò)程。在能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，總有一些能量失掉了。因此，如果沒(méi)有新的能量從外部投入，一個(gè)封閉系統(tǒng)最終會(huì)耗盡其能量。因?yàn)樯枰?/p>

48、能量，能量耗盡了，生命也就停止了。當(dāng)然，地球并不是封閉系統(tǒng)，地球從太陽(yáng)得到能量。環(huán)境卡片能量流動(dòng)的1/10規(guī)律 在生態(tài)系統(tǒng)中，能量從植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移至草食動(dòng)物體內(nèi)時(shí)大約為總能量的1/10，而再轉(zhuǎn)移到肉食動(dòng)物體內(nèi)時(shí)，為草食動(dòng)物能量的1/10左右。一般說(shuō)來(lái)，能量沿著綠色植物草食動(dòng)物一級(jí)肉食動(dòng)物二級(jí)肉食動(dòng)物逐級(jí)流動(dòng)，而后者所獲得的能量大體等于前者所含能量的1/10，這就是說(shuō)，在能量流動(dòng)過(guò)程中，約有9/10的損失掉了。 2、生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán) 生態(tài)系統(tǒng)中的一切生物（動(dòng)物、植物、微生物）和非生物的環(huán)境，都是由運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)構(gòu)成的。并在地球長(zhǎng)期的演化過(guò)程中建立起來(lái)了各種循環(huán)體系。其中碳、氫、氧、氮、硫、磷等的

49、循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)基本的物質(zhì)循環(huán)。錳、鋅、銅、鉬、鈷、鈣、鎂、鉀等微量元素，也在生態(tài)系統(tǒng)中的構(gòu)成了各自的循環(huán)。而與人類(lèi)環(huán)境關(guān)系比較密切的主要有水、碳、氮、三大循環(huán)。圖1-16水循環(huán)圖圖1-17 碳循環(huán)圖圖1-18 氮循環(huán)圖 3、生態(tài)系統(tǒng)中的信息聯(lián)系 在生態(tài)系統(tǒng)的各組成部分之間及各組分內(nèi)部，伴隨著能量和物質(zhì)的傳遞與流動(dòng)還同時(shí)存在著各種信息的聯(lián)系，而這些信息把生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)統(tǒng)一的整體，起著推動(dòng)物質(zhì)流動(dòng)、能量傳遞的作用。信息在生態(tài)系統(tǒng)中表現(xiàn)為多種形式，主要有營(yíng)養(yǎng)信息、化學(xué)信息、物理信息、遺傳信息和行為信息。環(huán)境專(zhuān)欄北極狐和北極兔 據(jù)科學(xué)家們觀察，生活在北極地區(qū)的北極狐是以北極兔為食的。北極狐一胎可以懷

50、單胎，也可以懷雙胎。而這是取決于北極兔的多少。北極兔的數(shù)量多，懷雙胎；數(shù)量少則懷單胎。這對(duì)于維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡是至關(guān)重要的。難道是北極兔告訴北極狐自己的數(shù)量嗎？顯然不可能，這只能是生態(tài)系統(tǒng)中某些類(lèi)似物理、化學(xué)等信息在起作用。三、系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定 在任何一個(gè)正常的生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)總是不斷地進(jìn)行著，但在一定的時(shí)期內(nèi)，生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者之間都保持著一種相對(duì)的平衡狀態(tài)，這種平衡是動(dòng)態(tài)的平衡，不是靜止的平衡。系統(tǒng)內(nèi)部的因素和外界因素的變化，尤其是人為的因素，都可能對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，并引起系統(tǒng)的改變，甚至破壞系統(tǒng)的平衡。第六節(jié) 生態(tài)平衡及系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化 一、生態(tài)平衡的概念 如果某生態(tài)系統(tǒng)各

51、組成成分在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)協(xié)調(diào)，物質(zhì)和能量的輸出接近相等，結(jié)構(gòu)與功能長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)，在外來(lái)干擾下，能通過(guò)自我調(diào)節(jié)恢復(fù)到最初的穩(wěn)定狀態(tài)，則這種狀態(tài)可稱(chēng)為生態(tài)平衡。生態(tài)平衡包括三個(gè)方面：即結(jié)構(gòu)上的平衡、功能上的平衡以及輸入和輸出物質(zhì)數(shù)量上的平衡。生態(tài)平衡是相對(duì)的平衡、動(dòng)態(tài)的平衡。 二、生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化 （一）生態(tài)系統(tǒng)的演替 一些生態(tài)系統(tǒng)，依靠自身的發(fā)展和活動(dòng)的本性，一方面消滅某些物種，另一方面又允許別的物種侵入，以此來(lái)改變它們的環(huán)境。因而，在占領(lǐng)這個(gè)地區(qū)的各種生物中，存在著一種漸近的變化。最后，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)可能被另一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)全部代替。生態(tài)系統(tǒng)中的這種變化過(guò)程就叫做演替。 1、原生演替 如果

52、這個(gè)地域先前沒(méi)有生物占領(lǐng)，那么，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)被另一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)所代替的過(guò)程就稱(chēng)為原生演替。 裸露的巖石表面被生物逐步侵入，最后變成了森林生態(tài)系統(tǒng)就是一個(gè)典型的范例。 2、次生演替 開(kāi)始于次生裸地或原生蕪原（不存在植被，但在土壤或基質(zhì)中保留有植物繁殖體的裸露地段）上的演替。比如，當(dāng)一個(gè)地區(qū)被開(kāi)墾，后又被廢棄時(shí)，這個(gè)地區(qū)在開(kāi)墾前的優(yōu)勢(shì)生態(tài)系統(tǒng)，將經(jīng)過(guò)一系列明顯的階段而得到恢復(fù)。由于這是重建原來(lái)就已經(jīng)有的生態(tài)系統(tǒng)，所以把這個(gè)過(guò)程叫做次生演替。 3、頂極生態(tài)系統(tǒng) 這是演替到最后階段的一種生態(tài)系統(tǒng)。全部已有的物種繼續(xù)彼此按比例繁殖，并不再發(fā)生變化的平衡狀態(tài)稱(chēng)為頂極。這個(gè)系統(tǒng)也就叫做頂極生態(tài)系統(tǒng)。頂極生態(tài)系

53、統(tǒng)的類(lèi)型依這個(gè)地區(qū)占優(yōu)勢(shì)的非生物因素的不同而異。在炎熱的干旱地區(qū)，頂極是熱帶荒漠生態(tài)系統(tǒng)；在炎熱的潮濕地區(qū)，頂極是熱帶雨林。 （二）影響生態(tài)系統(tǒng)演替變化的因素 1、自然因素 主要是指自然界發(fā)生的異常變化或自然界本來(lái)就存在的對(duì)人類(lèi)和生物的有害因素。如火山爆發(fā)、山崩海嘯、水旱災(zāi)害、地震、臺(tái)風(fēng)、流行病等自然災(zāi)害，都會(huì)使生態(tài)平衡遭到破壞。 2、人為因素 主要指人類(lèi)對(duì)自然資源的不合理利用、盲目發(fā)展生產(chǎn)帶來(lái)的環(huán)境污染等問(wèn)題。 環(huán)境專(zhuān)欄人類(lèi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響達(dá)到極限 1、過(guò)去一個(gè)世紀(jì)來(lái)，地球上有一半的濕地消失。 2、毀林造田使得地球森林覆蓋率下降了2050。 3、地球上有9的樹(shù)種瀕臨滅絕。 4、地球上70的海

54、洋魚(yú)類(lèi)面臨濫捕濫撈的威脅，有些已處于生存極限狀態(tài)。 5、近半個(gè)世紀(jì)來(lái)，全球有23的農(nóng)業(yè)用地發(fā)生水土流失現(xiàn)象。 6、由于攔河造壩或修建其它水利設(shè)施，使全球60的大型河流系統(tǒng)遭到破壞、水流速度減緩，河流源頭與其入海口之間的落差增加了2倍。三、生態(tài)學(xué)的一般規(guī)律 （一）相互依存與相互制約規(guī)律 1、普遍的依存與制約，亦稱(chēng)“物物相關(guān)”規(guī)律。 2、通過(guò)“食物”而相互聯(lián)系與制約的協(xié)調(diào)關(guān)系，亦稱(chēng)為“相生相克”規(guī)律。 （二）物質(zhì)循環(huán)與再生規(guī)律 （三）物質(zhì)輸入輸出的動(dòng)態(tài)平衡規(guī)律 （四）相互適應(yīng)與補(bǔ)償?shù)膮f(xié)同進(jìn)化規(guī)律 （五）環(huán)境資源的有效極限規(guī)律 第七節(jié) 清潔生產(chǎn)的產(chǎn)生與發(fā)展一、工業(yè)活動(dòng)引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題(一)氣候變暖溫室

55、效應(yīng)：是由于大氣層中溫室氣體（GHGS)（如水蒸汽、二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧以及氯氟烴類(lèi)物質(zhì)等）濃度上升引起的地球氣候變暖的一種現(xiàn)象。這些氣體起著類(lèi)似溫室玻璃的作用，即只吸收而不反射產(chǎn)生熱能的紅外輻射，因此使地球不斷變暖。各種氣體對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)百分率：CO2為49，CH4為18，N2O為6，CFCs為14，其他氣體為13。不同產(chǎn)業(yè)對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)百分率：能源57（工業(yè)能源22，運(yùn)輸能源20，商住能源15），林業(yè)9，農(nóng)業(yè)14，氯氟烴工業(yè)17，其他工業(yè)3。氣候變暖的全球性影響：1、導(dǎo)致南、北極冰雪部分融化，海平面上升，威脅沿海國(guó)家和地區(qū)。（預(yù)計(jì)到本世紀(jì)中葉，全球氣溫將升高1.54.5，海

56、平面將上升25140cm。）2、導(dǎo)致全球氣候混亂，改變降水格局，影響世界水資源分布。3、改變世界糧食體系。4、嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。國(guó)際應(yīng)對(duì)：1992年6月，154個(gè)國(guó)家在巴西里約熱內(nèi)盧召開(kāi)的環(huán)境與發(fā)展大會(huì)上簽署了聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約。這是一項(xiàng)原則公約，它為國(guó)際社會(huì)在對(duì)付氣候變化問(wèn)題上加強(qiáng)合作提供了法律框架，并對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家規(guī)定了有區(qū)別的義務(wù)。該公約于1994年3月生效，公約現(xiàn)有176個(gè)締約方。中國(guó)是1992年首批簽署氣候變化框架公約的國(guó)家之一。1997年12月170多個(gè)國(guó)家共同簽署京都議定書(shū)，要求發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)溫室氣體的排放進(jìn)行限期控制，全部排放量在20082012年承諾期間，以1990年溫室氣體排放量為基數(shù)，實(shí)現(xiàn)平均減排5.2%。（