第1章环境科学导论马增岭.ppt

环境科学导论Introduction to Environmental Science,第一章 绪论,Introduction,1,教材与参考书目,卢昌义编著.现代环境科学概论.厦门大学出版社，2005.9（教材）刘培桐.环境学导论.高教出版社，1982何强，井文涌，王翊亭编著.环境学导论（第二版）.清华大学出版社，1994.5盛连喜主编.现代环境科学导论.化学工业出版社，2002.1戴树桂主译.环境科学：全球关注.科学出版社，2004.10Eldon D.Enger,Bradley F.Smith.Environmental Science,清华大学出版社（影印版）,考核方式,平时成绩（30）期中考试（30）期末成绩（40）,是什么让它们如此异类？,深圳七腿怪蛙,佛山五条腿的黄牛,南非的双头乌龟,英国三头六腿青蛙,难道这就是我们的未来吗？,第一节 环境及其组成,中华人民共和国环境保护法：“本法所称环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的和人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。”,一、环境的基本概念,8,环境科学：研究人类生存的环境质量及其保护与改善的科学。环境科学研究的环境，是以人类为主体的外部世界，即人类赖以生存和发展的物质条件的综合体，包括自然环境和社会环境。,自然环境是直接或间接影响到人类的，一切自然形成的物质及其能量的总体。现在的地球表层大部分受过人类的干预，原生的自然环境已经不多了。,社会环境是人类在自然环境的基础上，通过长期有意识的社会劳动所创造的人工环境。它是人类物质文明和精神文明发展的标志，并随着人类社会的发展不断丰富和演变。,许多学科对环境科学有益，并能帮助我们理解我们周围的世界是如何运转以及我们在其中的正确位置。,环境容量（Environment capacity）:指在人类生存与自然生态不致受害的前提下，某一环境所能容纳污染物的最大负荷。,二、环境容量与环境要素,环境要素（Environment factor）:构成人类环境整体的各个独立的、性质不同而又服从于整体演化规律的基本物质组分称环境要素，也称环境基质。包括水、大气、阳光、岩石、土壤等非生物环境要素以 及动物、植物、微生物等生物环境要素。,环境容量和环境自净能力（self-purification capacity of environment）的区别和联系？,11,环境自净能力指的是自然环境可以通过大气、水流的扩散、氧化以及微生物的分解作用，将污染物化为无害物的能力。环境的自净能力是环境的一种特殊功能。受污染的环境，经过一些自然过程及在生物的参与下，都具有恢复原来状态的能力。,大于,一、环境问题的分类,环境问题,原生环境问题（第一环境问题）,次生环境问题（第二环境问题）,生态破坏,环境污染,原生和次生环境问题有何关系？是否截然分开？,13,原生环境问题 由自然演变和自然灾害引起的环境问题叫做原生环境问题，也叫第一环境问题。原生环境问题是自然环境本身发展演变而引起的。原生环境问题主要有：火山爆发、地震、海啸、洪涝、干旱、台风、崩塌、滑坡、泥石流，以及区域自然环境质量恶劣所引起的地方病等,14,次生环境问题：由人类活动引起的环境问题叫做次生环境问题，也叫第二环境问题。次生环境问题一般又分为环境污染和生态破坏两大类。环境污染是由于人为因素使环境的构成或状态发生了变化，与原来的情况相比，环境质量恶化，扰乱和破坏了生态系统和人们正常的生产和生活环境。生态破坏是人类活动直接作用于自然环境引起的。例如乱砍滥伐引起的森林植被的破坏；过度放牧引起的草原退化；大面积开垦草原引起的沙漠化和土地沙化；滥采滥捕使珍稀物种灭绝；植被破坏引起的水土流失等。,15,16,环境问题 是指由于人类活动作用于周围环境所引起的环境质量变化，以及这种变化对人类的生产、生活和健康造成的影响。人类在改造自然环境和创建社会环境的过程中，自然环境仍以其固有的自然规律变化着。社会环境一方面受自然环境的制约，也以其固有的规律运动着。与人类与环境不断地相互影响和作用，产生环境问题。,第二节 环境问题及其与社会经济发展的关系,二、环境问题与社会经济发展,环境问题的发展,引起森林破坏，水土流失，土地沙化,地力下降等,出现阶段,发展恶化阶段,第二次高潮,第一次高潮,工业革命前,工业革命至20世纪40年代前,20世纪50-60年代,20世纪70年代后,工业企业排出大量的废弃物，污染环境，使污染事件不断发生,公害事件接连出现（以八大公害事件为例）,全球的大气污染；大面积生态破坏；突发性的严重污染事件迭起,表现,猛犸象,批毛犀,环境保护的历史沿革,旧石器时代晚期,环境问题：过度狩猎,人口第一次爆发性增长,距今1万年前的旧石器时代末期,距今2000年前后,532万人,1.33亿人,人们学会了驯化野生动植物，有目的地耕种和驯养成为人们获取食物的主要手段。,环境问题：生态环境破坏,农业革命后,古埃及文明,巴比伦文明,我给你的爱写在西元前，深埋在美索不达米亚平原，用楔形文字刻下了永远，那已风化千年的誓言，一切又重演。,古印度文明,黄河流域,周代 黄土高原森林覆盖率为53,“美索不达米亚、希腊、小亚细亚以及其他各地的居民，为了想得到耕地，把森林都砍完了，但是他们梦想不到，这些地方今天竟因此成为荒芜不毛之地，因为他们使这些地方失去了森林，也失去了积聚和贮存水分的中心。阿尔卑斯山的意大利人，在山南坡砍光了在北坡被十分细心地保护的松林，他们没有预料到，这样一来，他们把他们区域里的高山牧畜业的基础给摧毁了;他们更没有预料到,他们这样做.竟使山泉在一年中的大部分时间内枯竭了，而在雨季又使更加凶猛的洪水倾泻到平原上。”恩格斯,“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利，对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。每一次胜利，在第一步都确实取得了我们预期的结果，但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎预料的影响，常常把第一个结果又取消了。”恩格斯,公元前18世纪巴比伦奴隶王国的汉穆拉比法典就禁止鞋匠住在城内，以免对城市生活环境造成污染。14世纪初，英国议会颁布法令，禁止伦敦制造业在国会会议期间烧煤，以保持大气的清洁。,先前富饶的土地现在只剩下一付病秧秧的骨架。所有肥沃松软的表土都被冲蚀殆尽了，剩下的只有光秃裸露的骨架。许多现在的荒山都是可耕作的土地，眼前的沼泽原为遍布沃土的平原；那些山丘上曾覆盖着森林，并生产出丰富的畜产品，而如今只有仅够供蜜蜂吃的食物 一些现在已经荒芜了的古神殿，就座落在那些曾经涌出喷泉的地点，它们证实了我们关于土地状况描绘的真实性。,古希腊思想家柏拉图（公元前427347年）对话,西方古代环境保护的源流,“地狱般阴森的煤烟，从家庭的烟囱和啤酒厂以及石灰窑等地冒出来，伦敦有如西西里岛的埃特纳火山，好象是火与冶炼之神（罗神）的法庭，恰似在地狱的旁边一样。这个光荣的古代城市，从木制到石砌，一直到用大理石建造，连遥远的印度洋都受它的支配。但是由于淹没在煤炭散发出来的浓烈的烟和硫之中，出现了恶臭和昏晴。探访伦敦的疲惫的客，还未见伦敦街道，就首先从数里之外闻到了臭味，这正是玷污该城荣誉的有害煤烟。在伦敦，历经许多世纪依然坚硬如磐的石和铁，因遭煤烟的腐蚀，如今已变得破烂不堪。伦敦居民不断吸人不洁净的空气，使肺脏受到损害。在伦敦，患有粘膜炎、肺结核和感冒的人很多”。,1661年，约翰伊凡林编写的驱逐烟气,中国古代环境保护的源流,“怀柔百神，及河乔岳”诗经,“毋坏屋,毋填井,毋伐树木,毋动六畜。有不如令者,死无赦。”西周时期颁布的伐崇令,为人君而不能谨守其山林菹泽草莱,不可以立为天下王。管子轻重甲,唐代不仅把山林川泽、苑圃、打猎作为政府管理的范围，还把城市绿化、郊祠神坛、五岳名山纳入政府管理的职责范畴，同时还把京兆、河南二都四郊三百里划为禁伐区或禁猎区。,韩非子内储说上载：“殷之法，弃灰于公道者断其手”。,战国时，商鞅在秦国实行法治，也规定了“步过六尺者有罚，弃灰于道者被刑”的法律。,31,第二部分工业革命后环境问题与人类对环境问题的认识,马斯河谷事件 1930年12月1日到5日，比利时马斯河谷工业区上空出现了很强的逆温层，致使13个大烟囱排出的烟尘无法扩散，大量有害气体积累在近地大气层，对人体造成严重伤害。一周内有60多人丧生，许多牲畜死亡。这是20世纪最早记录下的大气污染事件。,八大公害事件之一,环境问题发展的第一次高潮,洛杉矶光化学烟雾事件 1943年夏季，洛杉矶市250万辆汽车燃烧的1100 t 汽油所产生的碳氢化合物等气体，在太阳紫外线照射下引起化学反应，形成了浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了 眼红、头疼。1955 年和1970年洛杉矶 又两度发生该类事 件，分别有400多 人死亡和全市四分 之三的人患病。,八大公害事件,八大公害事件之二,1948年10月下旬，美国的宾夕法尼亚州多诺拉城大雾弥漫，受反气旋和逆温控制，工厂排出的有害气体扩散不出去，全城14000人中有6000人眼痛、喉咙痛、头痛胸闷、呕吐、腹泻。17人死亡。,八大公害事件之三,多诺拉烟雾事件,自1952年以来，伦敦 发生过12次大的烟雾事件。1952年12月那一次，伦敦 大雾，燃煤排放的粉尘和 二氧化硫无法散去。迫使 所有飞机停飞，汽车白天开灯行驶，行人走路困难。烟雾事件使呼吸道疾病患者猛增，5天内有4000多人死亡，两个月内又有8000多人死去。,八大公害事件,八大公害事件之四,伦敦烟雾事件,19531956年，日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的含汞废水，使汞在海水、底泥和鱼类中富集，又经过食物链使人中毒。1991年，日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。,八大公害事件之五,水俣病事件,患者轻则口齿不清、步履蹒跚、手足麻痹,重则神经失常,直至死亡,19551972年，日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼中排放废水，废水在河流中积累了重金属“镉”。人长期饮用这样的河水，食用浇灌含镉河水生产的稻谷，出现了骨骼严重畸形、剧痛，身长缩短，骨脆易折等病症。,八大公害事件之六,骨痛病事件,1961年，日本四日市由于石油冶炼和工业燃油产生的废气，严重污染大气，引起居民呼吸道疾病聚增，尤其是哮喘病的发病率大大提高，形成了一种突出的环境问题。,八大公害事件之七,四日哮喘病事件,1968年，在日本北九州一带，由于鸡和人吃了含有多氯联苯的米糠油，先是几十万只鸡吃了有毒饲料后死亡。继而有13000多人开始眼皮发肿，手掌出汗，全身起红疙瘩，接着肝功能下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止。,八大公害事件之八,米糠油事件,1962年，美国海洋生物学家R.卡逊出版了寂静的春天一书，通俗地说明杀虫剂污染造成严重的生态危害。寂静的春天像是黑暗寂静中的一声呐喊，唤醒了广大民众。,寂静的春天,环境问题如不解决，人类将生活在幸福的坟墓中。,我们必须与其他生命共同分享我们的地球。,蕾切尔卡逊,人类环保的“普罗米修斯”蕾切尔卡逊（Rachel Carson）,1972年6月5日至6月16日，联合国在瑞典首都斯德哥尔摩召开了人类环境会议，讨论当代世界环境问题，探讨保护全球环境的战略。这是人类历史上第一次在全世界范围内研究保护人类环境的会议。这次会议提出了两个环境保护口号：只有一个地球和联合国人类环境会议宣言。,环境问题发展的第二次高潮,我国代表参加此次会议,曲格平,1992年6月13日，在巴西里约热内卢举行的“联合国环境与发展大会”，迎来了全球183个国家和地区的代表团，其中有102位国家元首和政府首脑，研究全球性的环境问题。人们又称这次会议是“地球高峰会议”。,会议通过了关于环境和发展问题的里约热内卢宣言（又称地球宪章）和 21世纪行动议程。,联合国环境与发展大会,我保证竭尽全力为今世和后代把地球建成一个安全而舒适的家园。,地球誓言 Earth Pledge,I pledge to act to the best of my ability to help make the Earth a secure and hospitable home for present and future generations.,2002年8月269月4日在南非约翰内斯堡召开“可持续发展世界首脑会议”。其主要目的是回顾“21世纪议程”的执行情况、取得的进展和存在的问题，并制定一项新的可持续发展行动计划，同时也是为了纪念“联合国环境与发展会议”召开10周年。会议通过了“可持续发展世界首脑会议实施计划”这一重要文件。,环境问题发展的第二次高潮,在约翰内斯堡可持续发展世界首脑会议上有4名儿童这样说,“我们不能购买一个地球，我们为什么不惩罚那些破坏环境的国家和人呢？”“我们需要实际行动。如果你们不采取实际行动，我们最终将挑战你们！”,48,中文名称：京都议定书 英文名称：Kyoto Protocol 定义：1997年在日本京都召开的气候框架公约第三次缔约方大会上通过的国际性公约，为各国的二氧化碳排放量规定了标准，即：在2008年至2012年间，全球主要工业国家的工业二氧化碳排放量比1990年的排放量平均要低5.2。,概况：政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，简称IPCC）已经预计从1990年到2100年全球气温将升高1.45.8。目前的评估显示，京都议定书如果能被彻底完全的执行，到2050年之前仅可以把气温的升幅减少0.020.28，正因为如此，许多批评家和环保主义者质疑京都议定书的价值，认为其标准定得太低根本不足以应对未来的严重危机。而支持者们指出京都议定书只是第一步，为了达到UNFCCC的目标今后还要继续修改完善，直到达到UNFCCC 4.2(d)规定的要求为止。,49,50,51,哥本哈根协议会议达成无约束力协议：联合国气候变化框架公约第十五次缔约方会议和京都议定书第五次缔约方会议于当地时间十九日下午在丹麦首都哥本哈根落幕。会议达成不具法律约束力的哥本哈根协议。,哥本哈根协议维护了联合国气候变化框架公约及其京都议定书确立的“共同但有区别的责任”原则，就发达国家实行强制减排和发展中国家采取自主减缓行动作出了安排，并就全球长期目标、资金和技术支持、透明度等焦点问题达成广泛共识,52,尴尬现状：美国人口仅占全球人口的3%至4%，而排放的二氧化碳却占全球排放量的25%以上，为全球温室气体排放量最大的国家。美国曾于1998年签署了京都议定书。但2001年3月，布什政府以“减少温室气体排放将会影响美国经济发展”和“发展中国家也应该承担减排和限排温室气体的义务”为借口，宣布拒绝批准京都议定书。2011年12月，加拿大宣布退出京都议定书，继美国之后第二个签署但后又退出的国家。,第三节 现代的环境科学,环境科学（Environmental Science）作为一门科学，产生于20世纪5060年代。它的出现，是20世纪30年代以来自然科学发展的一个重要标志，是研究人类活动所引起的环境质量变化和保护与改善环境的科学。,一、环境科学的形成和近代的发展,两个发展阶段,环境科学的出现,有关学科的分别探索,二、现代环境科学的分支和发展趋势,（1）分支学科,环境科学是介于社会科学、技术科学及自然科学之间的边际科学，是一个多学科到跨学科的庞大科学体系。,自然科学范畴,环境生物学,环境地学,环境化学,环境医学,环境物理学,环境工程学,社会科学范畴,环境经济学,环境管理学,环境法学,环境科学,（1）分支学科,现代环境科学研究的重点已逐步转向长远性、探索性，由定性到量，由短时急性效应到长期慢性效应，由研究一般污染物到新的污染物，由点源到非点源，由事后治理到预先防治。,（2）发展趋势,57,我们每个人都应该保护环境出一份力！,