環(huán)境科學(xué)發(fā)展史

1、環(huán)境科學(xué)發(fā)展史環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。環(huán)境問題的出現(xiàn)和日益嚴(yán)重，引起人們的重視，環(huán)境科學(xué)研究工作隨著發(fā)展起來，逐漸形成環(huán)境科學(xué)這樣一個(gè)新興的綜合性學(xué)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(yùn)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(rèn)識能力和科學(xué)技術(shù)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(yuǎn)古時(shí)期。那時(shí)，由于用火不慎，大片草地、森林發(fā)生火災(zāi)，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(nóng)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(jì)比較發(fā)達(dá)的美索不達(dá)米亞、希臘、小亞細(xì)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(shí)森林茂密，土地肥沃。西漢末年和東漢時(shí)期進(jìn)行大規(guī)模的開墾，促進(jìn)了當(dāng)時(shí)農(nóng)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(yán)重流失，造成溝壑縱橫，水旱災(zāi)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(jì)英國愛德華一世時(shí)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(qū)逐煙氣一書獻(xiàn)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(jī)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(dá)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(xì)地記述了當(dāng)時(shí)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(jì)后期日本足尾銅礦區(qū)排出的廢水毀壞了大片農(nóng)田。1930年12月比利時(shí)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(yán)重的大氣

4、污染事件。農(nóng)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(gè)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(gè)州的干旱土地上卷起大量塵土，以每小時(shí)96160公里的速度向東推進(jìn)，最后消失在大西洋的幾百公里海面上。這次風(fēng)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(zāi)難。塵暴過后，美國各地開展了大規(guī)模的農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)運(yùn)動。第二次世界大戰(zhàn)以后，社會生產(chǎn)力突飛猛進(jìn)。許多工業(yè)發(fā)達(dá)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(yán)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(xué)

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(yán)重的煙霧事件，短短四天內(nèi)比常年同期死亡人數(shù)多4000人。1962年出版了美國生物學(xué)家R.卡遜寫的科普作品寂靜的春天，詳細(xì)描述了濫用化學(xué)農(nóng)藥造成的生態(tài)破壞。這本書引起了西方國家的強(qiáng)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(zhì)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(dá)國家興起了“環(huán)境運(yùn)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(jìn)一步認(rèn)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(kuò)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(dāng)代社會和世界經(jīng)濟(jì)提出了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。在此期間，聯(lián)合國及其有關(guān)機(jī)構(gòu)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(hù)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(guān)系學(xué)術(shù)討論會。1980年3月5日國際自然及自然資

7、源保護(hù)聯(lián)合會在許多國家的首都同時(shí)公布了世界自然資源保護(hù)大綱，呼吁各國保護(hù)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(dāng)代世界上一個(gè)重大的社會、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)問題。環(huán)境科學(xué)的形成和發(fā)展環(huán)境科學(xué)是在環(huán)境問題日益嚴(yán)重后產(chǎn)生和發(fā)展起來的一門綜合性科學(xué)。到目前為止，這門學(xué)科的理論和方法還處在發(fā)展之中。環(huán)境科學(xué)的形成和發(fā)展，大體可分為兩個(gè)階段。有關(guān)學(xué)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(zhì)排水管道。古代羅馬大約在公元前6世紀(jì)修建地下排水道。公元前3世紀(jì)中國的荀子在王制一文中闡述了保護(hù)自然的思想：“草木榮華滋碩之時(shí)，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(shí)，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?，也逐漸積累了防治污染、保護(hù)自然的技術(shù)和知識。19世紀(jì)下半葉,隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,環(huán)境問題已開始受到社會的重視，地學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、醫(yī)學(xué)和一些工程技術(shù)等學(xué)科的學(xué)者分別從本學(xué)科角度開始對環(huán)境問題進(jìn)行探索和研究。德國植物學(xué)家C.N.弗拉斯在1847年出版的各個(gè)時(shí)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(xué)者G.P.馬什在1864年出版的人和自然一書中從全球觀點(diǎn)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(hù)運(yùn)動。德國地

9、理學(xué)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(qiáng)調(diào)地理環(huán)境的控制作用，陷入地理環(huán)境決定論的錯(cuò)誤。馬克思和恩格斯批判了這種理論的錯(cuò)誤，并且根據(jù)許多科學(xué)家包括弗拉斯的調(diào)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(jié)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(xué)家C.R達(dá)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(jìn)化而來的，生物的進(jìn)化同環(huán)境的變化有很大關(guān)系，生物只有適應(yīng)環(huán)境，才能生存。達(dá)爾文把生物和環(huán)境的各種復(fù)雜關(guān)系叫做生存斗

10、爭或者叫適者生存。1869年德國生物學(xué)家E.H.海克爾提出了物種變異是適應(yīng)和遺傳兩個(gè)因素相互作用的結(jié)果，創(chuàng)立了生態(tài)學(xué)的概念。1935年英國植物生態(tài)學(xué)家A.G坦斯利提出了生態(tài)系統(tǒng)的概念，目前生態(tài)學(xué)的研究大多是圍繞著生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行的。聲、光、熱、電等對人類生活和工作的影響從20世紀(jì)初開始研究，并逐漸形成了在建筑物內(nèi)部為人類創(chuàng)造適宜的物理環(huán)境的學(xué)科建筑物理學(xué)。公共衛(wèi)生學(xué)從20世紀(jì)20年代以來逐漸由注意傳染病進(jìn)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(rèn)為這種疾病同接觸煤煙有關(guān)。1915年日本學(xué)者山極勝三郎用試驗(yàn)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(shù)方面，給水排水工程是一個(gè)歷史悠久的技術(shù)部門。1897年英國建立了污水處理廠。1850年人們開始用化學(xué)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(shù)在19世紀(jì)后期已有所發(fā)展，20世紀(jì)初開始采用布袋除塵器和旋風(fēng)除塵器。這些基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)展，為解決環(huán)境問題提供了原理和方法。環(huán)境科學(xué)的出現(xiàn)第二階段是從20世紀(jì)50年代環(huán)境問題成為全球性重大問題后開始的。當(dāng)時(shí)許多科學(xué)家，包括生物學(xué)家、化學(xué)家、地理學(xué)家、醫(yī)學(xué)家、工程學(xué)家、物理學(xué)家和社會科學(xué)家等對環(huán)境問題共同進(jìn)行調(diào)查和研究。他們在各個(gè)原有學(xué)科的基礎(chǔ)上，運(yùn)用原有學(xué)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(xué)科，例如環(huán)境地學(xué)、環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境物理學(xué)、環(huán)境醫(yī)學(xué)、環(huán)境工程學(xué)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境法學(xué)、環(huán)境管理學(xué)等等，在這些分支學(xué)科的基礎(chǔ)上孕育產(chǎn)生了環(huán)境科學(xué)。最早提出“環(huán)境科學(xué)”這一名詞的是美國學(xué)者。當(dāng)時(shí)指的是研究宇宙飛船中人工環(huán)境問題。1964年國際科學(xué)聯(lián)合會理事會議設(shè)立了國際生物方案，研究生產(chǎn)力和人類福利的生物基礎(chǔ)，對于喚醒科學(xué)家注意生物圈所面臨的威脅和危險(xiǎn)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(xué)聯(lián)合會理事會設(shè)立了環(huán)境問題科學(xué)委員會。70年代出現(xiàn)了以環(huán)境科學(xué)為書名的綜合性專門著作。19

13、72年英國經(jīng)濟(jì)學(xué)家B.沃德和美國微生物學(xué)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(gè)地球一書，副標(biāo)題是“對一個(gè)小小行星的關(guān)懷和維護(hù)”。主編者試圖不僅從整個(gè)地球的前途出發(fā)，而且也從社會、經(jīng)濟(jì)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(rèn)為是環(huán)境科學(xué)的一部緒論性質(zhì)的著作。不過這個(gè)時(shí)期有關(guān)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(rèn)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(hù)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(shù)方面，大體上經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期。60年代中期，當(dāng)時(shí)面臨著嚴(yán)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(jì)的手段，主要搞污染治理。60年代末期開始進(jìn)入防治結(jié)合、以防為主的綜合防治階段。美國于1970年開始實(shí)行環(huán)境影響評價(jià)制度。70年代中期，強(qiáng)調(diào)環(huán)境管理，強(qiáng)調(diào)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(shù)的發(fā)展，環(huán)境科學(xué)迅速發(fā)展起來。環(huán)境科學(xué)的現(xiàn)狀和展望環(huán)境科學(xué)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(xué)發(fā)展異常迅速。許多學(xué)者認(rèn)為，環(huán)境科學(xué)的出現(xiàn)，是60年代以來自然科學(xué)迅猛發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。這表現(xiàn)在兩個(gè)方面：推動了自然科學(xué)各個(gè)學(xué)科的發(fā)展。自然科學(xué)是研究自然現(xiàn)象及其變化規(guī)律的，各個(gè)學(xué)科從不同的角度，比如從

15、物理學(xué)的、化學(xué)的、生物學(xué)的各個(gè)方面去探索自然界的發(fā)展規(guī)律，認(rèn)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(jì)以來科學(xué)技術(shù)日新月異，人類改造自然的能力大大增強(qiáng)，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(xué)的許多學(xué)科把人類活動產(chǎn)生的影響作為一個(gè)重要研究內(nèi)容，從而給這些學(xué)科開拓出新的研究領(lǐng)域，推動了它們的發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了學(xué)科之間的相互滲透。推動了科學(xué)整體化研究。環(huán)境是一個(gè)完整的有機(jī)的系統(tǒng)，是一個(gè)整體。過去，各門自然科學(xué)，比如物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)等都是從本學(xué)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(xué)等多種因素綜合的變化。各個(gè)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(guān)聯(lián)的。因?yàn)槿蛐缘奶?、氧、氮、硫等物質(zhì)的生物地球化學(xué)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(shí)，必須全面考慮，實(shí)行跨部門、跨學(xué)科的合作。環(huán)境科學(xué)就是在科學(xué)整體化過程中，以生態(tài)學(xué)和地球化學(xué)的理論和方法作為主要依據(jù)，充分運(yùn)用化學(xué)、生物學(xué)、地學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)以及社會學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)、管理

17、學(xué)等各種學(xué)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(jìn)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(kuò)大生態(tài)學(xué)原理的應(yīng)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(zhì)來劃分環(huán)境的做法，要求環(huán)境科學(xué)從環(huán)境整體出發(fā)，實(shí)行跨學(xué)科合作，進(jìn)行系統(tǒng)分析，以宏觀和微觀相結(jié)合的方法進(jìn)行研究。這些都將促進(jìn)環(huán)境科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。面臨全球性的環(huán)境問題，許多國家政府和學(xué)術(shù)團(tuán)體都在組織力量研究和預(yù)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(gè)國家的30位科學(xué)家、

18、經(jīng)濟(jì)學(xué)家和工業(yè)家在意大利開會討論人類當(dāng)前和未來的環(huán)境問題，并成立了羅馬俱樂部。受這個(gè)組織委托，美國麻省理工學(xué)院利用數(shù)學(xué)模型和系統(tǒng)分析方法，研究了人口、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、自然資源、工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境污染五個(gè)因素的內(nèi)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(xué)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(yù)測研究。1979年歐洲經(jīng)濟(jì)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(yù)測雖然各有特點(diǎn)，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(jì)繼續(xù)增長；全球范圍內(nèi)糧食和農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)變得不那么充裕，價(jià)格更為昂貴；能源消耗的增長率下降，對能源更加注意節(jié)??；水的問題愈來愈大，在供應(yīng)和污染方面均是如此；環(huán)境壓力增大。蘇聯(lián)科學(xué)院院士3.K.費(fèi)多羅夫認(rèn)為，羅馬俱樂部的科學(xué)家對世界形勢的分析是新馬爾薩斯的觀點(diǎn)；自然環(huán)境的污染不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是生產(chǎn)增長和技術(shù)進(jìn)步不可避免的后果，進(jìn)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(shí)，但技術(shù)進(jìn)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(diǎn)，發(fā)表了世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展一令人興奮的19782000年一文，認(rèn)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(xué)地預(yù)測2000年或更長時(shí)期環(huán)境變化趨勢，但更重要的是制定正確的決策，調(diào)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(xué)研究70年代以前，中國在基礎(chǔ)科學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程技術(shù)等方面已進(jìn)行了一些有關(guān)環(huán)境科學(xué)的研究工作，但當(dāng)時(shí)都是從各自的學(xué)科和系統(tǒng)出發(fā)，零星地進(jìn)行研究的。1972年在總結(jié)過去經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)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(hù)環(huán)境，造福人民”的環(huán)境保護(hù)方針。同年，中國科學(xué)院聯(lián)合全國許多部門對官廳水系的污染和水源保護(hù)進(jìn)行多學(xué)科的、大規(guī)模的調(diào)查研究