中學(xué)骨干教師環(huán)境科學(xué)培訓(xùn)大綱課件

環(huán)境科學(xué)知識講座1第一講：21世紀(jì)人類的達摩克利斯懸劍

——嚴(yán)重的環(huán)境問題全球變暖臭氧層破壞酸雨肆虐水體污染荒漠化擴展物種滅絕和物種消失21.全球變暖31.1CO2排放與全球變暖的關(guān)系CO2等溫室氣體，具有對紅外長波輻射的單向閉鎖作用。隨著工業(yè)的發(fā)展，大量CO2排入大氣層，致使地表熱量難以向高空散射，從而導(dǎo)致溫室效應(yīng)，全球氣溫逐年變暖。近200年來，地球大氣中CO2濃度提高了25%，約為353ppm；至2050年，CO2濃度將提高到560ppm，全球氣溫將上升5.6℃。41.2全球變暖的危害和冰川加速融化，從而使海平全球變暖將會導(dǎo)致海水熱膨脹面上升。全球約91%的冰在南極，由于氣溫的升高，每年約有40億t冰山融化；厄爾尼諾是赤道太平洋東部和中部海水出現(xiàn)大范圍異常偏暖，且持續(xù)6個月以上的一種氣候、海洋現(xiàn)象；科學(xué)家們普遍認為，厄爾尼諾、拉尼娜等重大氣象災(zāi)害，與全球變暖直接相關(guān)；海平面的上升，將使沿海城市與低地國家遭受滅頂之災(zāi)。51.3控制全球變暖對策1992年在巴西召開的聯(lián)合國環(huán)發(fā)大會上，180個國家簽署了《全球氣候變化框架條約》。為阻止全球繼續(xù)變暖，各國均需大量削減CO2等溫室氣體的排放?！毒┒甲h定書》是2019年12月由160個國家在日本京都召開的聯(lián)合國氣候變化框架公約第三次締約方大會上通過的。該議定書規(guī)定，在2019年至2019年期間，發(fā)達國家的溫室氣體排放量要在1990年的基礎(chǔ)上平均削減5．2％，其中美國削減7％，歐盟8％，日本6％。2019年3月，歐盟批準(zhǔn)《京都議定書》，承諾在2019——2019年間，溫室氣體排放，在1990年基礎(chǔ)上削減8%；2019年9月將在南非召開全球首腦會議，以批準(zhǔn)《京都議定書》正式生效；62.臭氧層破壞72.1臭氧層的保護作用臭氧層的形成——O2＋hν（λ≤240nm）→O＋OO2＋O＝O3在大氣平流層中有10ppm左右的O3氣體，可吸收對生物有害的λ≤295nm的UV-C及大部分λ＝295——320nm的UV-B；從而保護地球人類及萬物正常生長與世代繁衍；λ≥320nm的UV-A段紫外線，可以透過O3照射地球，有益有于萬物生長；有害紫外線可使人體眼球白內(nèi)障及皮膚癌多發(fā)；影響植物與浮游生物的生長和進化；82.2臭氧層破壞的原因由于工業(yè)發(fā)展，生產(chǎn)的制冷劑、發(fā)泡劑等化學(xué)物質(zhì)，一旦排放到大氣中，就成為破壞臭氧層物質(zhì)（ODS），其中最常見的是制冷劑氯氟烴類（CFCs）。破壞臭氧層物質(zhì)——CFC11、CFC12、CFC113、CH3CCl2、HCFC123、HCFC22、CH3Br、H1301、H1211（Halans）；臭氧層破壞機理——O3＋Cl→O2＋ClO2ClO→O2＋2Cl92.3臭氧層現(xiàn)狀1975——1985年英國科學(xué)家Farmen在南極HalleyBay觀測結(jié)論——1975年以來，每年10月前后，南極上空臭氧濃度減少大于30%，引起世界震驚；20世紀(jì)90年代，南極上空臭氧層濃度95%被消耗，形成空洞，其面積達2000——3000萬km2；2019年南極臭氧空洞2500萬km2；目前中緯度地區(qū)臭氧層濃度下降約30%；

102.4

蒙特利爾議定書1985年UNEP主持制定了《保護臭氧層維也納公約》；1987年175國聯(lián)合簽署了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》；2019年在斯里蘭卡召開，《議定書》13屆締約國會議；《議定書》規(guī)定——發(fā)達國家至2019年停止使用和生產(chǎn)甲基溴，至2020年完全淘汰CFCs；發(fā)展中國家至2019年應(yīng)“凍結(jié)”CFCs的生產(chǎn)與使用，至2019年CFC生產(chǎn)與消費量應(yīng)在2019年水平削減50%，至2040年完全淘汰CFCs；113.酸雨肆虐123.1酸雨的成因燃煤、燃油產(chǎn)生的SO2、NOX與空氣中的水蒸氣結(jié)合，經(jīng)太陽光、紫外線以及大氣中Fe、Mn離子的光化學(xué)催化，形成一定量H2SO3

與HNO2，當(dāng)其溶于大氣水蒸氣中進一步氧化后，形成H2SO4

與HNO3并隨雨、雪、霧的形式降落大地。對于pH≤5.6的降水，統(tǒng)稱其為“酸雨”。世界三大酸雨區(qū)——北歐酸雨區(qū)、北美酸雨區(qū)和中國西南酸雨區(qū)；中國年耗煤約15億t，年排放SO2近2500萬t，是世界上排放SO2最多的國家；酸雨區(qū)面積達270萬km2，亦是世界上酸雨覆蓋面積最大的國家；133.2酸雨的危害

世界上一度稱酸雨為“空中殺手”，是因其危害植物、殘殺魚類、腐蝕金屬并直接危害著人類的身體健康。受酸雨影響，若河流、湖泊pH≤5.0，則水中浮游生物大量死亡，因切斷了魚類食物鏈，可造成魚、蝦死亡，乃至絕跡；當(dāng)土壤pH≤4.2過度酸化后，Ca、Mg離子流失；且使Al呈游離態(tài)，具有強毒性，危害植物毛根，殺死有益于植物生長的微生物群；直接腐蝕雨酸植物葉面、金屬結(jié)構(gòu)、混凝土建筑及城市雕塑；143.3酸雨控制80年代，UNEP協(xié)調(diào)歐美一些大國，簽署了《遠距離越境大氣污染公約》，以遏制酸雨肆虐和SO2擴散污染；中國國務(wù)院2019年批準(zhǔn)發(fā)布建立酸雨控制區(qū)和SO2

控制區(qū)的決定；上海、江蘇、浙江、安徽、福建、江西、湖北、湖南、廣東、廣西、重慶、四川、貴州、云南14個省市、自治區(qū)的150個地市及縣區(qū)劃為酸雨控制區(qū)，總面積近270萬km2；北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙、遼寧、吉林、江蘇、山東、河南、陜西、甘肅、寧夏、新疆14個個省市、自治區(qū)140個地市及縣區(qū)劃為SO2控制區(qū)，總面積約200萬km2；寧夏銀川市、石嘴山市城市區(qū)，均屬SO2控制區(qū)；至2019年中國SO2排放量控制在2000年水平；pH≤4.5酸雨區(qū)面積，應(yīng)比2000年有明顯減少；中國停止開采S＞3%的煤炭；開采S＞1.5%的煤炭必須增設(shè)洗煤工藝；火電廠使用S＞1%的燃煤，必須有脫S工藝；154.水體污染164.1地球水環(huán)境地球表面70%以上被水覆蓋，其中海水約占97.3%，淡水僅有約2.7%；人類賴以生存的淡水，約77.2%分布于兩極冰蓋及陸地冰川，約22.4%分布于地下，而江、河、湖泊淡水，僅占全球淡水總量的0.4%左右。全球總水量約14億km3，可供人類利用的淡水量僅有9000km3左右；中國水資源總量28萬億m3，居世界第6位；中國人均水資源占有量2300m3，為世界人均占有量的25%，屬世界上13個貧水國家之一；174.2水體污染源生活污水——含有大量有機物、懸浮物及N、P等營養(yǎng)物質(zhì)。其中COD約300-500mg/l、BOD5約150-300mg/l；（醫(yī)院污水含有大量致病菌群）；工業(yè)廢水——成分復(fù)雜，或含有高濃度有機物（如造紙、食品工業(yè)廢水）、或含重金屬離子（如Cr、Cd、Hg等）、或含有毒有害物質(zhì)（如CN、As、F及苯、酚、醇、醛、酮等）、或含放射性物質(zhì)、或含油類及酸堿等；農(nóng)業(yè)排水——含有N、P、K等營養(yǎng)物質(zhì)及多種農(nóng)藥成分；事故污染——如油泄漏、有毒有害物質(zhì)泄漏等；184.3中國水污染現(xiàn)狀中國廢污水年排放總量約620億t，其中工業(yè)廢水占66%、生活污水占34%；中國約700條大中河流，共約10萬km河段的一半以上受到污染，有10%的河段遭受嚴(yán)重污染；中國三河污染嚴(yán)重（淮河、海河、遼河）、三湖嚴(yán)重富營養(yǎng)化（太湖、巢湖、滇池）、一海赤潮泛濫（渤海）；長江、黃河、珠江、松花江均遭受不同程度污染；中國90%城市的水域受到污染，約有3億城市居民面臨水體污染的世界環(huán)境問題；據(jù)推算，中國因水體污染年經(jīng)濟損失高達400多億元；195.荒漠化擴展205.1荒漠的成因荒漠化（Desertification）是干旱地區(qū)植被破壞、土地退化、生態(tài)惡化的過程與現(xiàn)象，其最終的演替結(jié)局是形成沙漠、戈壁；從宏觀上看，由于億萬年來天體動力作用及全球氣候變化，造就了地球的荒漠；從區(qū)域或局部看，千百年來人類活動是引起荒漠化擴展的主要原因，這包括了濫墾、濫采、濫牧、濫伐等；215.2全球及中國的荒漠化全球荒漠化面積達3600萬km2，并且還以每年6-10萬km2的面積擴展；全球4大沙漠——撒哈拉大沙漠、阿拉伯大沙漠、維多利亞大沙漠及塔克拉瑪干大沙漠；世界上荒漠化最嚴(yán)重的地方是非洲的蘇丹——薩赫勒地區(qū)；中國現(xiàn)有荒漠化土地160萬km2，約為國土面積的1/6，每年還以2000km2面積加速擴展；中國的4大沙漠——塔克拉瑪干大沙漠、庫爾班通古沙漠、巴旦吉林沙漠及騰格里沙漠；225.3寧夏的荒漠化寧夏3面被沙漠包圍，西有騰格里沙漠、北有巴旦吉林沙漠、東有毛烏素沙地；寧夏荒漠化土地約16500km2，約為全區(qū)面積的32%；寧夏局部荒漠化環(huán)境有所改善，中衛(wèi)沙坡頭治沙工程曾榮獲UNEP“全球500佳”金獎；但總體上仍未能遏止荒漠化擴展；235.4人類遏制荒漠化的努力荒漠化的危害——吞噬良田牧場，威脅人類生存；淹沒千古文明，影響社會進步；惡化生態(tài)環(huán)境，危及生物多樣性；擴大沙塵源，促生沙塵暴；中國每年因荒漠化危害直接與間接經(jīng)濟損失超過100億美元；1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會發(fā)布《21世紀(jì)議程》，專章論述制止荒漠化蔓延，建議全世界每年至少投入120億美元用于防治荒漠化；1994年176國簽署《聯(lián)合國防治荒漠化公約》；2019年在日內(nèi)瓦召開防治荒漠化會議，研究如何落實《公約》；1994年中國國務(wù)院發(fā)布《中國21世紀(jì)議程》，專章論述荒漠化防治；2019年中國人大發(fā)布《防沙治沙法》，使中國荒漠化防治工作進入法制化軌道；246.物種滅絕和消失256.1物種滅絕和消失的原因森林銳減、濕地退化、荒漠?dāng)U展等，嚴(yán)重破壞了生物的生存環(huán)境；地球生態(tài)環(huán)境的逐年加速惡化，是物種滅絕和消失的根本原因；環(huán)境污染直接傷害生物，其“三致”作用可導(dǎo)致物種變異和滅絕；人類的濫捕、濫獵、濫采、濫挖，也是導(dǎo)致瀕危物種減少直至消失的重要原因；重大的天象變化及自然災(zāi)害，也會導(dǎo)致物種滅絕和消失；266.2全球物種狀況生物系指地球上所有的植物、動物、微生物及其所構(gòu)成的綜合體；生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性；地球38億年進化以來，物種總數(shù)達500萬種左右；現(xiàn)代全球有記錄和命名的物種約170萬種，其中6%在寒帶、59%在溫帶、35%在熱帶；目前全球每天約有50個物種滅絕或消失，每年滅絕和消失的物種高達1——2萬種；每滅絕一個物種，由于食物鏈的相關(guān)作用，往往會有10——30個物種消失；20世紀(jì)已有約20%物種滅絕或消失，預(yù)計至2050年將有25%以上的物種滅絕或消失；276.3生物多樣性保護的重要性關(guān)系到人類的糧食、健康及其他需求；關(guān)系到地球的生命支持系統(tǒng)；關(guān)系到生態(tài)、遺傳、社會、經(jīng)濟、科學(xué)、文化、教育及美學(xué)等多方面的有形和無形價值；生物多樣性是人類社會賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)；286.4

有關(guān)生物多樣性保護公約1980年中國加入《瀕危野生動植物國際貿(mào)易公約》；1992年中國等180個國家簽署了國際《生物多樣性公約》、《拉姆薩公約（濕地和水禽棲息地公約）》；1994年中國發(fā)布《中國生物多樣性保護行動計劃》；2000年中國簽署了國際《生物安全協(xié)定書》；同年發(fā)布了《中國國家生物安全框架》；2019年“生物多樣性大國聯(lián)盟”成立，中國等12國共同簽署了《坎昆宣言》；在北京召開了“亞太生物安全研討會”，有45國代表參加；中國優(yōu)先保護物種——哺乳動物74種、鳥類287種、爬行類12種、兩棲類3種、魚類28種、昆蟲38種、海洋無脊椎類16種、植物151種、馴化動物19種；29第二講：人與自然和諧共存

——實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略可持續(xù)發(fā)展概念的形成可持續(xù)發(fā)展的定義與內(nèi)涵自然資源的可持續(xù)利用能源的可持續(xù)利用中國古代的可持續(xù)發(fā)展思想

——人與自然的和諧共存301.可持續(xù)發(fā)展概念的形成在全球環(huán)境形勢日趨嚴(yán)峻的促動下，由挪威總統(tǒng)布倫特夫人領(lǐng)導(dǎo)的“世界環(huán)境與發(fā)展委員會”，在1987年向聯(lián)合國提交的《我們共同的未來》的報告中，提出全世界都應(yīng)實施“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”。1992年人類環(huán)境與發(fā)展大會上，包括中國在內(nèi)的眾多締約國，共同簽署了《環(huán)境與發(fā)展宣言》，認同只有在全球?qū)嵤┛沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，方能應(yīng)對全球環(huán)境危機。中國政府1994年發(fā)布《中國21世紀(jì)議程——中國21世紀(jì)人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書》，宣稱中國政府只有遵循可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想，才能實現(xiàn)國家長期、穩(wěn)定發(fā)展；312.可持續(xù)發(fā)展的定義與內(nèi)涵322.1可持續(xù)發(fā)展的定義可持續(xù)發(fā)展定義——

既滿足當(dāng)代人的需求，又不危及后代人滿足需求的發(fā)展，稱其為可持續(xù)發(fā)展。人類要通過發(fā)展來滿足和提高當(dāng)代人的生活質(zhì)量，但發(fā)展應(yīng)有限度，應(yīng)有代際平等概念；發(fā)展應(yīng)是持續(xù)的，現(xiàn)代的發(fā)展不能危及后代人的發(fā)展；不能吃祖宗飯，斷子孫路；332.2可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵在生產(chǎn)中把生產(chǎn)成本同造成的環(huán)境后果統(tǒng)一考慮，將眼前利益與長遠利益綜合考慮；在生產(chǎn)目標(biāo)上不以犧牲環(huán)境為代價的單純高速增長為目標(biāo)，而謀求資源、環(huán)境與經(jīng)濟的平衡綜合發(fā)展。在哲學(xué)上既不推崇“人定勝天”，也不茍同“唯自然主義”，主張人與自然的和諧共存；在社會學(xué)上將環(huán)境意識視為高層次文明，納入精神文明建設(shè)的范疇；343.自然資源的可持續(xù)利用353.1自然資源的重要性自然資源是可持續(xù)發(fā)展的物種基礎(chǔ)，短缺或失去資源，人類將難以生存，更不可能持續(xù)發(fā)展。目前隨著社會發(fā)展，人口增長和工業(yè)進步，加速了對自然資源掠奪式開采，已使許多自然資源退化、枯竭，尤其是能源資源已面臨危機；363.2

自然資源分類與特征不可再生資源；可再生資源；自然資源特征——稀缺性區(qū)域性多用性整體性373.3自然資源可持續(xù)利用的關(guān)鍵合理分配不同時期的資源使用量；推演與遵循社會發(fā)展階段最優(yōu)資源耗竭量模式；逐步實現(xiàn)可再生資源對不可再生資源的替代。384.能源的可持續(xù)利用394.1能源的分類燃料性能源——煤炭、石油、天然氣、沼氣、氫氣等；過程性能源——太陽能、風(fēng)能、水能、潮汐能、地?zé)崮?、（核能）等；地外能源、地?nèi)能源、運動能源； 可再生能源、不可再生能源；一次能源、二次能源；清潔能源、非清潔能源；404.2能源危機

據(jù)聯(lián)合國環(huán)境署（UNEP）預(yù)測，若以20世紀(jì)末世界能源消耗水平推算——全球石油儲量僅可支持46年；全球煤炭可開采205年；全球天然氣可開采67年；這些礦物燃料在全球的分布很不均衡，因此，區(qū)域性的能源危機會降臨的更早！寧夏太西煤僅可開采約50年！414.3能源可持續(xù)利用戰(zhàn)略提高能源利用率；開發(fā)利用可再生能源；發(fā)展清潔能源技術(shù)；推廣節(jié)能技術(shù)；424.4中國能源可持續(xù)利用行動制定國家、地方的能源、環(huán)境和經(jīng)濟綜合規(guī)劃；實現(xiàn)年節(jié)能效率＞2.2%；促進煤炭開采加工方式向環(huán)境無害化方向轉(zhuǎn)變；