環(huán)境學概論第1章緒論

1、環(huán)環(huán) 境境 學學 概概 論論教材和參考書籍z選用教材選用教材z陳佂澳，鄒洪濤主編. 環(huán)境學概論. 暨南大學出版社，2011. z參考教材參考教材z劉志峰，王靜玲等編著. 環(huán)境科學概論. 高等教育出版社，2010zDavis,ML, Cornwell,DA著. 王建龍譯. 環(huán)境工程導論.清華大學出版社 ,2002z左玉輝著，環(huán)境學，高等教育出版社，2002z林肇信，劉天齊，劉逸農(nóng)主編 . 環(huán)境保護概論.高等教育出版社，2000，第二版推薦網(wǎng)站z國家環(huán)境保護部z中國環(huán)境科學研究院z中國環(huán)境科學學會z中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會z中國環(huán)境新聞網(wǎng)z中國環(huán)境在線 課程教學要求和建議z是專業(yè)基礎課，非常重要，是今后專

2、業(yè)課程的入門和基礎，是將來考研究生的主要課程，因而應重視；z課程內(nèi)容繁多，幾乎涉及生物學生態(tài)學化學、高等數(shù)學普通物理等多方面知識，教學任務重希望大家可后多預習、復習；z希望大家多反饋意見、多提問，多討論；z部分內(nèi)容因時間關系，可能不講或少講；部分內(nèi)容為課本外補充內(nèi)容，需要課后通過資料查詢，進行筆記補充。本課程主要章節(jié)（32課時）z第一章 緒論（2）z第二章 環(huán)境問題及可持續(xù)發(fā)展（6）z第三章 生態(tài)系統(tǒng)（2）z第四章 環(huán)境污染與人體健康（3-4）z第五章 大氣污染及防治（4）z第六章 水污染及防治（4）z第七章 土壤環(huán)境污染及防治（2）z第八章 聲學環(huán)境保護（1-2）z第九章 固體廢物的處理、處

3、置和利用（2）z第十章 環(huán)境質(zhì)量評價（2）z第十一章 環(huán)境管理（2）評估方式zEM1 課堂測試 15%zEM4 作業(yè)撰寫 15%zEM9 出勤率 15%zEM10 口試 15%zEM3 期末考試 40%第一章第一章 緒論緒論 本章內(nèi)容本章內(nèi)容z1 、環(huán)境的基本概念及分類z2、環(huán)境的基本特征和功能特性z3、環(huán)境科學發(fā)展及研究對象、內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 環(huán)境及其組成環(huán)境及其組成z一一 環(huán)境環(huán)境z環(huán)境總是相對于某一中心事物而言，作為某一中心事物的對立面而存在，它因中心事物的不同而不同，隨中心事物的變化而變化。與中心事物有關的周圍事物，就是與中心事物有關的周圍事物，就是這個事物的環(huán)境這個事物的環(huán)境問：環(huán)境

4、科學中的環(huán)境中心事物問：環(huán)境科學中的環(huán)境中心事物？答答：人人類類環(huán)境科學中的環(huán)境環(huán)境科學中的環(huán)境是指圍繞著人群的空間，以是指圍繞著人群的空間，以及直接、間接影響人類生存和發(fā)展的各種天然及直接、間接影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)人工改造過的自然因素的總體的和經(jīng)人工改造過的自然因素的總體。中華人民共和國環(huán)境保護法（2014修訂版）中對環(huán)境的定義z環(huán)境，是指影響人類生存和發(fā)展的各種天環(huán)境，是指影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造的自然因素的總體，然的和經(jīng)過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、包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草原、濕地、野生生物、自然遺跡、

5、人文草原、濕地、野生生物、自然遺跡、人文遺跡、自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)、城市和遺跡、自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)、城市和鄉(xiāng)村等。鄉(xiāng)村等。z環(huán)境是人以外的自然-社會-文化-經(jīng)濟綜合體自然環(huán)境自然環(huán)境z空氣、陽光、水、土壤、礦物、巖石和生空氣、陽光、水、土壤、礦物、巖石和生物等物等環(huán)境要素環(huán)境要素，以及由這些要素構(gòu)成的，以及由這些要素構(gòu)成的各各圈層圈層，如大氣圈、水圈、土壤圈、生物圈，如大氣圈、水圈、土壤圈、生物圈和巖石圈。和巖石圈。社會環(huán)境社會環(huán)境z社會環(huán)境是指人類的社會制度等上層建筑社會環(huán)境是指人類的社會制度等上層建筑條件，包括社會的經(jīng)濟基礎、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)以條件，包括社會的經(jīng)濟基礎、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)以及同各種社會

6、制度相適應的政治、經(jīng)濟、及同各種社會制度相適應的政治、經(jīng)濟、法律、宗教、藝術、哲學的觀念和機構(gòu)等。法律、宗教、藝術、哲學的觀念和機構(gòu)等。y綠色文化、綠色消費、綠色貿(mào)易壁壘、綠色綠色文化、綠色消費、綠色貿(mào)易壁壘、綠色GDP二、 環(huán)境的基本特征z從對人類社會生存發(fā)展的作用的角度來考察，環(huán)境的基本特征可以歸納為：y整體性與區(qū)域性y變動性和穩(wěn)定性y資源性與價值性（一）整體性與區(qū)域性z環(huán)境的整體性：環(huán)境的各個組成部分或要素構(gòu)成了一個完整的系統(tǒng)，故又稱系統(tǒng)性z環(huán)境的區(qū)域性 ：環(huán)境（整體）特性的區(qū)域差異（二）變動性和穩(wěn)定性z 環(huán)境的變動性：在自然和人類社會行為的共同作 用下，環(huán)境的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外在狀態(tài)始終處于

7、不斷變化之中z 穩(wěn)定性：環(huán)境具有一定的自我調(diào)節(jié)能力的特性（三）資源性與價值性z環(huán)境具有不可估量的價值z環(huán)境價值源于環(huán)境的資源性 物質(zhì)性部分（空氣、水、動植物、森林、草原、礦產(chǎn) 資源）z資源性 非物質(zhì)性部分（環(huán)境容量、環(huán)境狀態(tài)）三三 環(huán)境的功能特性環(huán)境的功能特性孤立系統(tǒng)：與外界無物質(zhì)能量交換的系統(tǒng)封閉系統(tǒng)：與外界有能量但無物質(zhì)交換的系統(tǒng)開放系統(tǒng)：系統(tǒng)內(nèi)外存在著物質(zhì)和能量的變化 和交換 環(huán) 境 系 統(tǒng) 是 動 態(tài) 系 統(tǒng) 和 開 放 系 統(tǒng)1 整體性：整體性：環(huán)境的各組成部分之間以特定的方式聯(lián)系在一起 局部與全局不可分 環(huán)境問題的全球化環(huán)境問題的全球化2 有限性：有限性： 地球空間有限 穩(wěn)定性有限

8、（穩(wěn)定性有限（調(diào)節(jié)能力） 資源有限（資源有限（空氣、水、動植物、森林、草原、 礦產(chǎn)資源） 環(huán)境自凈能力有限（環(huán)境自凈能力有限（環(huán)境容量） 3 不可逆性：不可逆性：物質(zhì)循環(huán)可逆 能量流動不可逆 環(huán)境只能實現(xiàn)局部恢復環(huán)境只能實現(xiàn)局部恢復4 隱顯性隱顯性 后果的顯現(xiàn)需要一個過程和時間 如日本汞污染導致的水俁?。?0年）5 持續(xù)反應性持續(xù)反應性 持續(xù)的時間長 人類健康影響大 如人類生殖能力的下降6 災害放大性災害放大性 某方面不引人注目的環(huán)境污染和破壞，經(jīng)過環(huán)境的 作用后，其危害性無論從深度和廣度深度和廣度上都會明顯放大 人類經(jīng)濟和社會發(fā)展不能違背環(huán)境的功能特性，否則會導致一系列 環(huán)境問題。四四 人類

9、與地球各圈層的關系人類與地球各圈層的關系z人類與大氣圈人類與大氣圈 z人類與水圈人類與水圈z人類與土壤圈人類與土壤圈 z人類與巖石圈人類與巖石圈 z人類與生物圈人類與生物圈（一）人類與大氣圈（一）人類與大氣圈z大氣圈各組分之間保持著精細的平衡，這大氣圈各組分之間保持著精細的平衡，這是地球環(huán)境億萬年來發(fā)育的結(jié)果。是地球環(huán)境億萬年來發(fā)育的結(jié)果。z然而，人類社會實現(xiàn)工業(yè)化以來，規(guī)模和然而，人類社會實現(xiàn)工業(yè)化以來，規(guī)模和強度日益加大的人類活動正在破壞這種平強度日益加大的人類活動正在破壞這種平衡，這是人類面臨的重大環(huán)境問題之一。衡，這是人類面臨的重大環(huán)境問題之一。z 加拿大達爾豪斯大學的Aaron va

10、n Donkelaar和Randall Martin將兩臺美國國家航空航天局（ NASA）衛(wèi)星儀器監(jiān)測儀器得到的氣溶膠總量相加，并且與電腦模型計算出的氣溶膠垂直分布量結(jié)合在一起，制作出了2001年至2006年PM2.5顆粒污染物濃度圖。z（北非撒哈拉沙漠一直延伸到東亞的一大片區(qū)域，PM2.5污染指數(shù)相當嚴重）2012年邁向環(huán)境可持續(xù)的未來中華人民共和國國家環(huán)境分析全球污染最嚴重的全球污染最嚴重的10個城市個城市z 1太原z 2米蘭z 3北京z 4烏魯木齊z 5墨西哥城z 6蘭州z 7重慶z 8濟南z 9石家莊z 10德黑蘭z 中國500個的城市，只有不到1%達到WHO空氣質(zhì)量標準。2014年1

11、月中國城市 空氣污染排名z1、 邢臺z2、石家莊z3、保定z4、邯鄲z5、衡水z6、濟南z7、唐山z8、成都z9、西安z10、武漢（二）（二） 人類與水圈人類與水圈z海洋和陸地上的液態(tài)水和固態(tài)水構(gòu)成一個大海洋和陸地上的液態(tài)水和固態(tài)水構(gòu)成一個大體連續(xù)的圈層覆蓋在地球表面，稱為水圈。體連續(xù)的圈層覆蓋在地球表面，稱為水圈。z地球上水地球上水13.9108 km3，97.41海水，海水，2.59淡水淡水y冰蓋冰川（冰蓋冰川（1.984 ）y地下水地下水(0.592%)y河流湖泊（河流湖泊（0.0071 )y土壤水（土壤水（0.005）y大氣水（大氣水（0.001）近代人類在其生產(chǎn)活動中，給水近代人類在

12、其生產(chǎn)活動中，給水圈帶來各種各樣的影響圈帶來各種各樣的影響z（1）興建大型水庫、大壩）興建大型水庫、大壩z（2）大量開采地下水）大量開采地下水z（3）小河流渠道化）小河流渠道化z（4）湖泊的污染、泯滅）湖泊的污染、泯滅z國土資源部南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所主持的長三角地區(qū)地下水資源與地質(zhì)災害調(diào)查評價報告（上世紀90年代末）:z長三角地面沉降大于200毫米的范圍近1萬平方公里z上海、蘇錫常和杭嘉湖的最大累計沉降量分別達到2.63、1.80和0.82米（三）人類與土壤圈（三）人類與土壤圈z土壤是地球陸地上能供植物生長與繁殖的土壤是地球陸地上能供植物生長與繁殖的疏松表層。疏松表層。z土壤圈是與大氣圈、水圈同

13、樣重要的第三土壤圈是與大氣圈、水圈同樣重要的第三大環(huán)境要素。大環(huán)境要素。 z土壤次生鹽漬化z土壤沼澤化z荒漠化及沙化z水土流失z土壤污染（四）人類與巖石圈（四）人類與巖石圈z巖石圈是人類生存環(huán)境中最下面的一個圈層，又巖石圈是人類生存環(huán)境中最下面的一個圈層，又是地球內(nèi)部各圈層的最外層。是地球內(nèi)部各圈層的最外層。z 巖石圈對人類的發(fā)展也具有重要的價值，向人類巖石圈對人類的發(fā)展也具有重要的價值，向人類提供了豐富的提供了豐富的化石燃料和礦物燃料化石燃料和礦物燃料。z由于人口的持續(xù)增長和技術的迅速進步，對礦產(chǎn)由于人口的持續(xù)增長和技術的迅速進步，對礦產(chǎn)與能源的需求與日俱增，傳統(tǒng)原料與燃料行將耗與能源的需求

14、與日俱增，傳統(tǒng)原料與燃料行將耗竭。竭。中國能源消耗情況z2009年中國能源消費總量為21.46億噸標準油y（美國能源消費總量23.82億噸標準油）z2014年中國能源消費總量42.6億噸標準煤z中國是世界最大的能源消費國，2013年占全球消費量的22.4%，以及全球凈增長的49% -世界能源統(tǒng)計年鑒 2014400百萬噸中國石油中國石油生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力中國石油中國石油總需求總需求交通部門交通部門石油需求石油需求供需缺口供需缺口20002010202020302040z“在整個人類歷史進程中，獲取與控制自然資源（土地、水、能源和礦產(chǎn)）的戰(zhàn)爭，一直是國際緊張和武裝沖突的根源”。 z -世界觀察研究

15、所,全球預警推薦圖書（五）人類與生物圈（五）人類與生物圈z 生物圈是指地球上有生命的部分，即地球上所有的生物，生物圈是指地球上有生命的部分，即地球上所有的生物，包括人類及其生存環(huán)境的總體。包括人類及其生存環(huán)境的總體。z 生物圈的發(fā)育經(jīng)歷了大約生物圈的發(fā)育經(jīng)歷了大約30億年的歷程億年的歷程y30億年前出現(xiàn)原始細菌億年前出現(xiàn)原始細菌y20億年前出現(xiàn)了能進行光合作用的固氮生物，釋放出億年前出現(xiàn)了能進行光合作用的固氮生物，釋放出氧氣氧氣y約約16億年前形成了含氧氣的大氣圈億年前形成了含氧氣的大氣圈z人類從農(nóng)業(yè)社會進入工業(yè)社會后，掌握了人類從農(nóng)業(yè)社會進入工業(yè)社會后，掌握了可以同大自然相抗衡的力量。尤其是

16、最近可以同大自然相抗衡的力量。尤其是最近半個世紀以來，科學技術迅猛發(fā)展，人類半個世紀以來，科學技術迅猛發(fā)展，人類處處以勝利者和占領者的姿態(tài)出現(xiàn)，破壞處處以勝利者和占領者的姿態(tài)出現(xiàn)，破壞了人類同大自然的平衡和和諧。了人類同大自然的平衡和和諧。17世紀以來鳥類和哺乳類滅絕的數(shù)量現(xiàn)在，在人類活動影響下平均 2 年有一種鳥類滅絕平均1.2年有一種哺乳動物滅絕自然狀態(tài)下平均2000年有一種鳥類滅絕平均8000年有一種哺乳動物滅絕 園中的前園中的前145145塊石碑已經(jīng)倒下，代表有塊石碑已經(jīng)倒下，代表有145145種動物已經(jīng)滅絕。第種動物已經(jīng)滅絕。第146146塊是白鰭豚的石碑，塊是白鰭豚的石碑，半倒半立

17、，說明白鰭豚處于瀕危狀態(tài)。它后面半倒半立，說明白鰭豚處于瀕危狀態(tài)。它后面有有3030塊刻著將可能滅絕的物種名稱，塊刻著將可能滅絕的物種名稱，倒數(shù)第倒數(shù)第3 3塊是人類，最后兩塊是鼠和昆蟲。塊是人類，最后兩塊是鼠和昆蟲。人類面臨的四大危機z人口增長失控z資源枯竭z環(huán)境污染z生態(tài)破壞第二節(jié)第二節(jié) 環(huán)境科學環(huán)境科學一 環(huán)境科學的形成與分支z出現(xiàn)背景：環(huán)境問題的凸現(xiàn)1 環(huán)境科學的發(fā)展歷程z 環(huán)境科學誕生于20世紀的60年代y標志是1962年Rachel Carson的Silent Spring，1968年國際科學聯(lián)合理事會 設立環(huán)境問題科學委員會z 7080年代得到了迅速發(fā)展y標志1972年聯(lián)合國人類

18、環(huán)境會議，1987年Our Common Future提出“可持續(xù) 發(fā)展”概念z 90年代學科體系趨于成熟y1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會（UNCED）里約環(huán)境與發(fā)展宣言(Rio Declaration on Environment and Development)、21世紀議程（Agenda 21）z 21世紀環(huán)境科學學科在廣度和深度上得到了更全面的拓展2 中國環(huán)境科學的發(fā)展z 6070年代：無知無畏的年代。z 80年代：開拓時代。開始在高等院校和研究機構(gòu)設立環(huán)境科學系或研究所。z 90年代：發(fā)展時代。1998年國家和教育部設立環(huán)境科學與工程一級學科。國家把可持續(xù)發(fā)展作為基本國策之一。z 2

19、1 世紀：高速發(fā)展，應用廣泛，環(huán)境科學與人類的現(xiàn)代和未來生活關系密切的時代。3 環(huán)境科學的概念z是一門研究人類社會發(fā)展活動與環(huán)境 演化規(guī)律之間相互作用關系，尋求人 類社會與環(huán)境協(xié)同演化、持續(xù)發(fā)展途 徑與方法的科學。4 4 環(huán)境科學的研究對象環(huán)境科學的研究對象z “人類人類-環(huán)境環(huán)境”系統(tǒng)系統(tǒng) z （人類與環(huán)境的相互作用）5 環(huán)境科學的定位 環(huán)境科學集自然科學、技術科學與社會科學為一體，是由多學科到跨學科的龐大科學體系組成的新興學科、邊際學科。環(huán)境科學的定位環(huán)境科學的定位：邊緣性交叉性學科綜合性環(huán)境物理化學生物經(jīng)濟法律管理邊緣性環(huán)境環(huán)境物理環(huán)境生物環(huán)境經(jīng)濟環(huán)境法律 環(huán)境管理環(huán)境化學交叉性環(huán)境科學

20、的定位環(huán)境科學的定位：邊緣性交叉性學科綜合性綜合性環(huán)境環(huán)境物理環(huán)境生物環(huán)境經(jīng)濟環(huán)境法律 環(huán)境管理環(huán)境化學環(huán)境問題的解決環(huán)境科學的定位環(huán)境科學的定位：邊緣性交叉性學科綜合性6 6 環(huán)境科學的分支環(huán)境科學的分支環(huán)境地學環(huán)境化學環(huán)境生態(tài)學環(huán)境數(shù)學環(huán)境毒理學環(huán)境物理學水環(huán)境學土壤環(huán)境學大氣環(huán)境學生物環(huán)境學環(huán)境醫(yī)學物理環(huán)境學環(huán)境生物學環(huán)境工程學環(huán)境控制學環(huán)境監(jiān)測學環(huán)境經(jīng)濟學環(huán)境法學環(huán)境管理學環(huán)境心理學環(huán)境倫理學環(huán)境教育學環(huán)境污染化學環(huán)境分析化學環(huán)境控制化學環(huán)境聲學環(huán)境光學環(huán)境電磁醫(yī)學環(huán)境熱學環(huán)境空氣動力學環(huán)境污染防治工程技術環(huán)境系統(tǒng)工程技術環(huán)境區(qū)域綜合整治技術環(huán)境質(zhì)量評價學環(huán)境規(guī)劃學按學科按環(huán)境要素自然

21、環(huán)境科學技術環(huán)境科學社會環(huán)境科學二二 環(huán)境科學的研究內(nèi)容環(huán)境科學的研究內(nèi)容z人類和環(huán)境的關系人類和環(huán)境的關系z污染物在自然環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化、循環(huán)和積累的過程和規(guī)律z環(huán)境污染的危害環(huán)境污染的危害z環(huán)境狀況調(diào)查、評價和環(huán)境預測z環(huán)境污染的控制和防治環(huán)境污染的控制和防治z自然資源的保護和合理利用z環(huán)境監(jiān)測、分析技術和預報環(huán)境監(jiān)測、分析技術和預報z環(huán)境區(qū)域規(guī)劃和環(huán)境規(guī)劃z環(huán)境管理環(huán)境管理現(xiàn)階段環(huán)境科學急需研究的熱點領域集中在z 探討人類社會持續(xù)發(fā)展對環(huán)境的影響及其環(huán)境質(zhì)量的變化規(guī)律。z 揭示人類活動同自然環(huán)境之間的關系，探索環(huán)境變化對人類生存和地球環(huán)境安全的影響z 幫助人類樹立正確的社會發(fā)展觀，研究

22、和探討環(huán)境污染控制技術和管理手段，解決不同時空尺度下環(huán)境問題三 環(huán)境工程(Enviormental Engineering)z美國土木工程師學會環(huán)境工程分會發(fā)表了以下的聲明：z環(huán)境工程通過健全的工程理論與實踐來解決環(huán)境衛(wèi)生問題。主要包括：y提供安全、可口和充足的公共給水；y建立城市和農(nóng)村符合衛(wèi)生要求的排水系統(tǒng)；y適當處置與循環(huán)使用廢水和固體廢物；y控制水、土壤和空氣污染、并消除這些問題對社會和環(huán)境所造成的影響。環(huán)境工程學z認識一：x環(huán)境工程學是研究環(huán)境污染防治技術的原理和方法的學科，主要是研究對廢氣、廢水、固體廢物、噪聲，以及對造成污染的放射性物質(zhì)、熱、電磁波等的防治技術z認識二：x環(huán)境工程學除研究污染防治技術外還應包括環(huán)境系統(tǒng)工程、環(huán)境影響評價、環(huán)境工程經(jīng)濟和環(huán)境監(jiān)測技術工程與工程師z 工程是一種職業(yè)，它利用通過學習、經(jīng)驗、實踐所獲得的數(shù)學和自然科學知識，尋求經(jīng)濟地利用物質(zhì)和自然力量的方法，以造福人類z 工程師與科學家不同“科學家發(fā)現(xiàn)事物，工程師使它們有用” (Scientist discover things, Engineers make them work) 注冊環(huán)保工程師z環(huán)保工程師的從業(yè)范圍包括環(huán)境工程設計、技術咨詢、設備招標和采購咨詢、項目管理、施工指導等各類工程服務