環(huán)境科學發(fā)展史

1、環(huán)境科學發(fā)展史環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基礎。環(huán)境問題的出現(xiàn)和日益嚴重，引起人們的重視，環(huán)境科學研究工作隨著發(fā)展起來，逐漸形成環(huán)境科學這樣一個新興的綜合性學科。環(huán)境問題的由來和發(fā)展人類是環(huán)境的產(chǎn)物，又是環(huán)境的改造者。人類在同自然界的斗爭中，運用自己的智慧，通過勞動，不斷地改造自然，創(chuàng)造新的生存條件。然而，由于人類認識能力和科學技術水平的限制，在改造環(huán)境的過程中，往往會產(chǎn)生意料不到的后果，造成對環(huán)境的污染和破壞。人類活動造成的環(huán)境問題，最早可追溯到遠古時期。那時，由于用火不慎，大片草地、森林發(fā)生火災，生物資源遭到破壞，他們不得不遷往他地以謀生存。早期的農業(yè)生產(chǎn)中，刀耕火種，砍伐森林，造成了地區(qū)性的環(huán)

2、境破壞。古代經(jīng)濟比較發(fā)達的美索不達米亞、希臘、小亞細亞以及其他許多地方，由于不合理的開墾和灌溉，后來成了荒蕪不毛之地。中國的黃河流域是中國古代文明的發(fā)源地，那時森林茂密，土地肥沃。西漢末年和東漢時期進行大規(guī)模的開墾，促進了當時農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，可是由于濫伐了森林，水源不能涵養(yǎng)，水土嚴重流失，造成溝壑縱橫，水旱災害頻仍，土地日益貧瘠。隨著社會分工和商品交換的發(fā)展，城市成為手工業(yè)和商業(yè)的中心。城市里人口密集，房屋毗連。煉鐵、冶銅、鍛造、紡織、制革等各種手工業(yè)作坊與居民住房混在一起。這些作坊排出的廢水、廢氣、廢渣，以及城鎮(zhèn)居民排放的生活垃圾，造成了環(huán)境污染。13世紀英國愛德華一世時期，曾經(jīng)有對排放煤炭

3、的“有害的氣味”提出抗議的記載。1661年英國人J.伊夫林寫了驅逐煙氣一書獻給英王查理二世，指出空氣污染的危害，提出一些防治對策。產(chǎn)業(yè)革命后，蒸汽機的發(fā)明和廣泛使用，使生產(chǎn)力得到了很大發(fā)展。一些工業(yè)發(fā)達的城市和工礦區(qū)，工礦企業(yè)排出的廢棄物污染環(huán)境，使污染事件不斷發(fā)生。恩格斯在英國工人階級狀況一書中詳細地記述了當時英國工業(yè)城市曼徹斯特的污染狀況。1873年12月，1880年1月,1882年2月,1891年12月,1892年2月英國倫敦多次發(fā)生可怕的有毒煙霧事件。19世紀后期日本足尾銅礦區(qū)排出的廢水毀壞了大片農田。1930年12月比利時馬斯河谷工業(yè)區(qū)由于工廠排出有害氣體，在逆溫條件下造成嚴重的大氣

4、污染事件。農業(yè)生產(chǎn)活動也曾造成自然環(huán)境的破壞。1934年5月美國發(fā)生一次席卷半個國家的特大塵暴，從西部的加拿大邊境和西部草原地區(qū)幾個州的干旱土地上卷起大量塵土，以每小時96160公里的速度向東推進，最后消失在大西洋的幾百公里海面上。這次風暴刮走西部草原3億多噸土壤。芝加哥在5月11日這一天，降下塵土1200萬噸。這是美國歷史上的一次重大災難。塵暴過后，美國各地開展了大規(guī)模的農業(yè)環(huán)境保護運動。第二次世界大戰(zhàn)以后，社會生產(chǎn)力突飛猛進。許多工業(yè)發(fā)達國家普遍發(fā)生現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展帶來的范圍更大、情況更加嚴重的環(huán)境污染問題，威脅著人類的生存。美國洛杉磯市隨著汽車數(shù)量的日益增多，自40年代后經(jīng)常在夏季出現(xiàn)光化學

5、煙霧，對人體健康造成了危害。1952年12月英國倫敦出現(xiàn)另一種類型嚴重的煙霧事件，短短四天內比常年同期死亡人數(shù)多4000人。1962年出版了美國生物學家R.卡遜寫的科普作品寂靜的春天，詳細描述了濫用化學農藥造成的生態(tài)破壞。這本書引起了西方國家的強烈反響。日本接連查明水俁病、痛痛病、四日市哮喘等震驚世界的公害事件，都起源于工業(yè)污染。在荒無人煙的南、北極冰層中，監(jiān)測到有害物質含量不斷增加；北歐、北美地區(qū)許多地方下降酸雨，大氣中二氧化碳含量不斷增加。環(huán)境問題發(fā)展成為全球性的問題。60年代在工業(yè)發(fā)達國家興起了“環(huán)境運動”，要求政府采取有效措施解決環(huán)境問題。到了70年代，人們又進一步認識到除了環(huán)境污染問

6、題外，地球上人類生存環(huán)境所必需的生態(tài)條件正在日趨惡化。人口的大幅度增長，森林的過度采伐，沙漠化面積的擴大,水土流失的加劇,加上許多不可更新資源的過度消耗，都向當代社會和世界經(jīng)濟提出了嚴重的挑戰(zhàn)。在此期間，聯(lián)合國及其有關機構召開了一系列會議，探討人類面臨的環(huán)境問題。1972年聯(lián)合國召開了人類環(huán)境會議，通過了聯(lián)合國人類環(huán)境會議宣言，呼吁世界各國政府和人民共同努力來維護和改善人類環(huán)境，為子孫后代造福。1974年在布加勒斯特召開了世界人口會議，同年在羅馬召開世界糧食大會。1977年在馬德普拉塔召開世界氣候會議，在斯德哥爾摩召開資源、環(huán)境、人口和發(fā)展相互關系學術討論會。1980年3月5日國際自然及自然資

7、源保護聯(lián)合會在許多國家的首都同時公布了世界自然資源保護大綱，呼吁各國保護生物資源。這些頻繁的會議和活動說明70年代以來環(huán)境問題已成為當代世界上一個重大的社會、經(jīng)濟、技術問題。環(huán)境科學的形成和發(fā)展環(huán)境科學是在環(huán)境問題日益嚴重后產(chǎn)生和發(fā)展起來的一門綜合性科學。到目前為止，這門學科的理論和方法還處在發(fā)展之中。環(huán)境科學的形成和發(fā)展，大體可分為兩個階段。有關學科分別探索早在公元前5000年，中國在燒制陶瓷的柴窯中已按照熱煙上升原理用煙囪排煙。公元前2300年開始使用陶質排水管道。古代羅馬大約在公元前6世紀修建地下排水道。公元前3世紀中國的荀子在王制一文中闡述了保護自然的思想：“草木榮華滋碩之時，則斧斤不

8、入山林，不夭其生，不絕其長也。黿、魚、鱉、口、孕別之時，罔罟毒藥不入澤，不夭其生，不絕其長也?！比祟愒谕匀唤缍窢幹校仓饾u積累了防治污染、保護自然的技術和知識。19世紀下半葉,隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,環(huán)境問題已開始受到社會的重視，地學、生物學、物理學、醫(yī)學和一些工程技術等學科的學者分別從本學科角度開始對環(huán)境問題進行探索和研究。德國植物學家C.N.弗拉斯在1847年出版的各個時代的氣候和植物界一書中論述了人類活動影響到植物界和氣候的變化。美國學者G.P.馬什在1864年出版的人和自然一書中從全球觀點出發(fā)論述人類活動對地理環(huán)境的影響，特別是對森林、水、土壤和野生動植物的影響，呼吁開展保護運動。德國地

9、理學家K.里特爾和F.拉策爾探討了地理環(huán)境對種族和民族分布、人口分布、密度和遷移，以及人類聚落形式和分布等方面的影響。但是他們過分強調地理環(huán)境的控制作用，陷入地理環(huán)境決定論的錯誤。馬克思和恩格斯批判了這種理論的錯誤，并且根據(jù)許多科學家包括弗拉斯的調查材料，指出地球表面、氣候、植物界、動物界以及人類本身都在不斷地變化，這一切都是人類活動的結果。地球上生命的歷史，是生物同它的周圍環(huán)境相互作用的歷史。英國生物學家C.R達爾文在1859年出版的物種起源一書中，以無可辯駁的材料論證了生物是進化而來的，生物的進化同環(huán)境的變化有很大關系，生物只有適應環(huán)境，才能生存。達爾文把生物和環(huán)境的各種復雜關系叫做生存斗

10、爭或者叫適者生存。1869年德國生物學家E.H.海克爾提出了物種變異是適應和遺傳兩個因素相互作用的結果，創(chuàng)立了生態(tài)學的概念。1935年英國植物生態(tài)學家A.G坦斯利提出了生態(tài)系統(tǒng)的概念，目前生態(tài)學的研究大多是圍繞著生態(tài)系統(tǒng)進行的。聲、光、熱、電等對人類生活和工作的影響從20世紀初開始研究，并逐漸形成了在建筑物內部為人類創(chuàng)造適宜的物理環(huán)境的學科建筑物理學。公共衛(wèi)生學從20世紀20年代以來逐漸由注意傳染病進而注意環(huán)境污染對人群健康的危害。早在1775年英國著名外科醫(yī)生P.波特發(fā)現(xiàn)掃煙囪工人患陰囊癌的較多，就認為這種疾病同接觸煤煙有關。1915年日本學者山極勝三郎用試驗證明煤焦油可誘發(fā)皮膚癌。從此，環(huán)

11、境因素的致癌作用成為引人注目的研究課題。在工程技術方面，給水排水工程是一個歷史悠久的技術部門。1897年英國建立了污水處理廠。1850年人們開始用化學消毒法殺滅飲水中病菌，防止以水為媒介的傳染病流行。消煙除塵技術在19世紀后期已有所發(fā)展，20世紀初開始采用布袋除塵器和旋風除塵器。這些基礎科學和應用技術的進展，為解決環(huán)境問題提供了原理和方法。環(huán)境科學的出現(xiàn)第二階段是從20世紀50年代環(huán)境問題成為全球性重大問題后開始的。當時許多科學家，包括生物學家、化學家、地理學家、醫(yī)學家、工程學家、物理學家和社會科學家等對環(huán)境問題共同進行調查和研究。他們在各個原有學科的基礎上，運用原有學科的理論和方法，研究環(huán)境

12、問題。通過這種研究，逐漸出現(xiàn)了一些新的分支學科，例如環(huán)境地學、環(huán)境生物學、環(huán)境化學、環(huán)境物理學、環(huán)境醫(yī)學、環(huán)境工程學、環(huán)境經(jīng)濟學、環(huán)境法學、環(huán)境管理學等等，在這些分支學科的基礎上孕育產(chǎn)生了環(huán)境科學。最早提出“環(huán)境科學”這一名詞的是美國學者。當時指的是研究宇宙飛船中人工環(huán)境問題。1964年國際科學聯(lián)合會理事會議設立了國際生物方案，研究生產(chǎn)力和人類福利的生物基礎，對于喚醒科學家注意生物圈所面臨的威脅和危險產(chǎn)生了重大影響。國際水文10年和全球大氣研究方案，也促使人們重視水的問題和氣候變化問題。1968年國際科學聯(lián)合會理事會設立了環(huán)境問題科學委員會。70年代出現(xiàn)了以環(huán)境科學為書名的綜合性專門著作。19

13、72年英國經(jīng)濟學家B.沃德和美國微生物學家R.杜博斯受聯(lián)合國人類環(huán)境會議秘書長的委托，主編出版只有一個地球一書，副標題是“對一個小小行星的關懷和維護”。主編者試圖不僅從整個地球的前途出發(fā)，而且也從社會、經(jīng)濟和政治的角度來探討環(huán)境問題，要求人類明智地管理地球。這可以被認為是環(huán)境科學的一部緒論性質的著作。不過這個時期有關環(huán)境問題的著作，大部分是研究污染或公害問題的。70年代下半期，人們認識到環(huán)境問題不再僅僅是排放污染物所引起的人類健康問題，而且包括自然保護和生態(tài)平衡，以及維持人類生存發(fā)展的資源問題。在控制環(huán)境污染技術方面，大體上經(jīng)歷了三個時期。60年代中期，當時面臨著嚴重的環(huán)境污染，許多國家的政府

14、頒布一系列政策、法令，采取政治的和經(jīng)濟的手段，主要搞污染治理。60年代末期開始進入防治結合、以防為主的綜合防治階段。美國于1970年開始實行環(huán)境影響評價制度。70年代中期，強調環(huán)境管理，強調全面規(guī)劃、合理布局和資源的綜合利用。隨著人們對環(huán)境和環(huán)境問題的研究和探討，以及利用和控制技術的發(fā)展，環(huán)境科學迅速發(fā)展起來。環(huán)境科學的現(xiàn)狀和展望環(huán)境科學從提出到現(xiàn)在，只不過二、三十年的歷史。然而，這門新興科學發(fā)展異常迅速。許多學者認為，環(huán)境科學的出現(xiàn)，是60年代以來自然科學迅猛發(fā)展的一個重要標志。這表現(xiàn)在兩個方面：推動了自然科學各個學科的發(fā)展。自然科學是研究自然現(xiàn)象及其變化規(guī)律的，各個學科從不同的角度，比如從

15、物理學的、化學的、生物學的各個方面去探索自然界的發(fā)展規(guī)律，認識自然。各種自然現(xiàn)象的變化，除了自然界本身的因素外，人類活動對自然界的影響也越來越大。20世紀以來科學技術日新月異，人類改造自然的能力大大增強，自然界對人類的反作用也日益顯示出來。環(huán)境問題的出現(xiàn)，使自然科學的許多學科把人類活動產(chǎn)生的影響作為一個重要研究內容，從而給這些學科開拓出新的研究領域，推動了它們的發(fā)展，同時也促進了學科之間的相互滲透。推動了科學整體化研究。環(huán)境是一個完整的有機的系統(tǒng)，是一個整體。過去，各門自然科學，比如物理學、化學、生物學、地理學等都是從本學科角度探討自然環(huán)境中各種現(xiàn)象的。然而自然界的各種變化，都不是孤立的，而是

16、物理、生物、化學等多種因素綜合的變化。各個環(huán)境要素，如大氣、水、生物、土壤和巖石同光、熱、聲等因素也互相依存,互相影響,又是互相聯(lián)系的。比如臭氧層的破壞，大氣中二氧化碳含量增高引起氣候異常,土壤中含氮量不足等等,這些問題表面看來原因各異，但都是互相關聯(lián)的。因為全球性的碳、氧、氮、硫等物質的生物地球化學循環(huán)之間有著許多聯(lián)系。人類的活動，諸如資源開發(fā)等都會對環(huán)境發(fā)生影響。因此，在研究和解決環(huán)境問題時，必須全面考慮，實行跨部門、跨學科的合作。環(huán)境科學就是在科學整體化過程中，以生態(tài)學和地球化學的理論和方法作為主要依據(jù)，充分運用化學、生物學、地學、物理學、數(shù)學、醫(yī)學、工程學以及社會學、經(jīng)濟學、法學、管理

17、學等各種學科的知識，對人類活動引起的環(huán)境變化、對人類的影響，及其控制途徑進行系統(tǒng)的綜合研究。目前，在環(huán)境問題研究上主要趨勢是：以整體觀念剖析環(huán)境問題；更加注意研究生命維持系統(tǒng)；擴大生態(tài)學原理的應用范圍；提高環(huán)境監(jiān)測的效率；注意全球性問題。這些趨勢改變了以大氣、水、土壤、生物等自然介質來劃分環(huán)境的做法，要求環(huán)境科學從環(huán)境整體出發(fā)，實行跨學科合作，進行系統(tǒng)分析，以宏觀和微觀相結合的方法進行研究。這些都將促進環(huán)境科學的進一步發(fā)展。面臨全球性的環(huán)境問題，許多國家政府和學術團體都在組織力量研究和預測環(huán)境發(fā)展趨勢，籌商對策。60年代末，意大利、瑞士、日本、美國、德意志聯(lián)邦共和國等10個國家的30位科學家、

18、經(jīng)濟學家和工業(yè)家在意大利開會討論人類當前和未來的環(huán)境問題，并成立了羅馬俱樂部。受這個組織委托，美國麻省理工學院利用數(shù)學模型和系統(tǒng)分析方法，研究了人口、農業(yè)生產(chǎn)、自然資源、工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境污染五個因素的內在聯(lián)系，于1972年發(fā)表了由D.H.米多斯等人撰寫的增長的限度一書，提出了“零增長論”。1974年羅馬俱樂部又發(fā)表了由英國生態(tài)學家E.戈德史密斯為首編著的生存的戰(zhàn)略一書。此后，一些國家也開展了全球性預測研究。1979年歐洲經(jīng)濟合作發(fā)展組織發(fā)表了不久的將來一書，1980年美國政府發(fā)表了全球2000年。這些出版物對未來的預測雖然各有特點，但都指出大致相同的趨勢：幾乎在所有地區(qū)人口繼續(xù)增加；大部分地區(qū)經(jīng)

19、濟繼續(xù)增長；全球范圍內糧食和農產(chǎn)品供應變得不那么充裕，價格更為昂貴；能源消耗的增長率下降，對能源更加注意節(jié)省；水的問題愈來愈大，在供應和污染方面均是如此；環(huán)境壓力增大。蘇聯(lián)科學院院士3.K.費多羅夫認為，羅馬俱樂部的科學家對世界形勢的分析是新馬爾薩斯的觀點；自然環(huán)境的污染不應當認為是生產(chǎn)增長和技術進步不可避免的后果，進步本身還提供了消除污染的可能性；自然資源儲量減少是事實，但技術進步也在不斷發(fā)現(xiàn)新的資源來滿足人的基本需要。在美國以未來研究所為代表，對世界前景持樂觀論點，發(fā)表了世界經(jīng)濟發(fā)展一令人興奮的19782000年一文，認為人類總會有辦法來對付未來出現(xiàn)的問題。環(huán)境是人類生存和發(fā)展的條件。我們要科學地預測2000年或更長時期環(huán)境變化趨勢，但更重要的是制定正確的決策，調整發(fā)展和生活方式的類型，控制人口增長，合理利用資源，以保證資源的永續(xù)利用，創(chuàng)造更好的生存環(huán)境。中國的環(huán)境科學研究70年代以前，中國在基礎科學、醫(yī)學、工程技術等方面已進行了一些有關環(huán)境科學的研究工作，但當時都是從各自的學科和系統(tǒng)出發(fā)，零星地進行研究的。1972年在總結過去經(jīng)驗的基礎上，提出了“全面規(guī)劃，合理布局，綜合利用,化害為利,依靠群眾，大家動手，保護環(huán)境，造福人民”的環(huán)境保護方針。同年，中國科學院聯(lián)合全國許多部門對官廳水系的污染和水源保護進行多學科的、大規(guī)模的調查研究