资源短缺与环境污染(1).ppt

1,第三章 资源短缺与环境问题,2,本章主要内容,第一节 资源问题 第二节 环境污染 第三节 生态破坏 第四节 全球环境问题,3,问题思考,1 根据自然资源的产生渊源及可利用性可将其分为哪两类？举例说明何为再生资源、何为非再生资源？ 2 什么是生态环境承载力？它与环境问题的出现/资源短缺之间有何关联？ 3 我国资源短缺主要表现在哪些方面？并作简要分析。 4 能源利用对环境会造成什么影响？ 5 水环境污染物主要以哪些指标来表征？ 6 何为点源污染？何为面源污染？ 7 我国地面水质标准分为哪五类？试说明各类水质的主要功能。 8 说明伦敦型烟雾和洛杉叽光化学烟雾的产生原因。,4,第一节 资源问题,一. 资源及其分类 二. 水资源 三. 土地资源 四. 能源 五. 矿产,5,一、资源及其分类,（一）自然资源的定义 是指人类从自然条件中摄取并用于人类生产和生活所必需的各种自然组成成分。通常包括：土壤、水、空气、森林、草地、湿地、海域、动植物、微生物及矿物等。,6,（二）自然资源的分类,地理分类 根据自然资源的形成条件、组合状况、分布规律及其与地理环境各圈层之间的关系分为六大类： 矿产资源（岩石圈） 土地资源（土壤圈） 水利资源（水圈） 生物资源（生物圈） 气候资源（大气圈） 海洋资源,7,（二）自然资源的分类,自然资源的特征分类 根据自然资源的产生渊源及其可利用性分为： (1)非耗竭性资源：又称无限资源，如太阳能、空气、风、降水、气候等。这类资源随着地球形成及其运动而存在，基本上是持续稳定产生的。 (2)耗竭性资源：又称有限资源。这种自然资源是在地球演化过程中的特定阶段形成的，质与量是有限定的，空间分布是不均匀的。,8,耗竭性资源的分类,可更新资源，又称为再生资源。这类资源主要是指那些被人类开发利用后，能够依靠生态系统自身的运行力量得到恢复或再生的资源，如动物资源、植物资源、微生物资源、土地资源、水资源等。只要开发强度不超过承载力，这些资源从理论上讲是可以永续利用的。 不可更新资源，又称非再生资源。这类资源一般是指那些被人类开发利用后会逐渐减少以至枯竭，而不能再生的自然资源，如各种金属矿物、非金属矿物、化石燃料等。这些矿物都是由古代生物或非生物经过温长的地质年代形成的，因而它的储量是固定的，在开发利用中，只能不断地减少，无法持续利用。,9,（三）中国自然资源的特点,1 资源总量多，人均占有量少 2 各类资源总体组合较好 3 资源空间分布不平衡 4 资源质量差别悬殊,10,（四）环境承载力,又称环境承受力或环境忍耐力。 是指在某一时期，在维持环境相对稳定的前提下，某一区域环境对人类社会、经济活动的支持能力的限度。 包括：生态环境承载力、水环境承载力、人口承载力、旅游资源承载力等等 环境问题的出现，大多是人类活动与环境承载力之间出现冲突的表现。,11,生态环境承载力,是指生态系统的自我维持、自我调节能力，资源与环境子系统的容量以及生态系统可维持的社会经济活动强度和具有一定生活水平的人口数量。 生态环境承载能力是可持续发展的重要支撑理论之一，它的核心是根据自然资源与环境的实际承载能力，确定人口与社会经济的发展速度，从而更好地解决资源、环境、人口与发展的问题，实现环境与生态系统的良性循环以及人与自然协调、社会和经济的可持续发展。,12,二. 水资源,地球上有丰富的水，分布很广泛，全球约有3/4的面积覆盖着水，因而地球有“水的行星”之称。地球上的水的储量约140亿立方千米，其中94%分布在海洋中，不可能直接为人类生活与生产所利用。 据联合国1977年的统计，全球的淡水储量仅3.5亿立方米，分布在南北两极与高山冰川积雪、永冻土底冰层及深层地下水等难以利用的淡水占淡水总量的99.66%，因此，只有占淡水总量的0.34%的淡水才是人类可以利用的淡水资源。它们只占全球总储水量的0.007%。,13,淡水资源虽然有限，但绝对数量还是不少，人均占有量也有几百万立方米之多。但是，淡水资源在全球的地理分布极不平衡。 多水的地区，如东亚、南亚、大量的雨水转化为地表径流，白白流归大海； 而干旱的荒漠地区则极度缺水，如埃塞俄比亚、苏丹、南非、肯尼亚等地区。 以我国而言，内蒙及大西北是极度干旱地区，黄淮地区也是十分缺乏水资源的地区。 世界工农业生产的发展，耗水量急剧增加；城市和城市人口的不断增加，饮用水大幅度增加，致使全世界60%的地区供水不足，很多国家要闹水荒。 1997年6月，联合国第二次全球环境首脑会议提出警告：“地区性的水危机可能预示着全球性危机的到来”,14,中国是典型的贫水国 水资源总量2.8万亿立方米，居世界第六位，但人均仅为2340立方米，为世界人均量的1/4，排在110位，属于世界13大贫水国之一。 水资源时空分布不均 长江以南地区水资源占80，耕地只占30， 7090的降水集中在69月份，且多发生于南方。季节性缺水。,我国的水资源问题,15,水污染严重，水质不断恶化 水资源浪费严重 地下水严重超采 水土流失和土地荒漠化严重 农业缺水和城市缺水是中国缺水的两大主要表现,我国的水资源问题,16,人均量只有世界均值的1/4，且分布不均；目前缺水城市已达300余个，114个严重缺水。 随着人口剧增和经济高速发展，水的供求矛盾已成为制约我国工农业生产和城市发展的瓶颈。2010年后，我国将进入严重缺水时期。 根据水利部21世纪中国水供求分析，2010年我国工业、农业、生活及生态环境总需水量在中等干旱年为6988亿立方米，供水总量6670亿立方米，缺水318亿立方米。这表明，2010年后我国将开始进入严重的缺水期。 这份报告还称，2030年，我国将缺水400亿立方米至500亿立方米，缺水高峰将会出现。,我国的水资源短缺形势,17,从人口的增长上看，2030年左右，我国人口将达到16亿，人均占有水资源量将比目前减少1/5，降至1700立方米左右； 从经济增长上看，到21世纪中叶，国内生产总值要增长10倍以上，城市和工业用水将较大幅度增长，废污水排放量也将相应增加，开源节流保护任务十分艰巨； 从城市发展看，21世纪中叶，我国的城市化率将达到70%，城市水供求矛盾更加尖锐； 从农业生产，特别是粮食生产上看，2050年前，我国粮食产量要比现在增加1400亿公斤以上，这意味着农业灌溉总用水量必须增加，北方地区的水资源形势将更加严峻。,18,三.土地资源,世界平均：人均可耕地0.450.53hm2，人口倍增期4045年。 中国：人均耕地不足0.10hm2，以占世界7%的耕地养活了占世界22%的人口。 耕地不足是中国资源结构中最大的矛盾。,19,世界耕地需求未来趋势,20,四. 能源,是指一切能量比较集中的含能体（如煤炭与天然气）和能量过程（如风与潮汐） 能源的重要性： 能源是经济社会发展的基础 能源是左右可持续发展进程的关键因素之一。,21,能源分类,可再生能源：太阳能、风能、地热能等 不可再生能源：石油、煤、天然气 一次能源：直接利用，未经加工或转换的能源，如石油、煤、天然气 二次能源：经过加工，转化成另一种形态的能源，如电能、氢能 常规能源：化石燃料、水流能、风能等 新能源：核能、太阳能、地热能、潮汐能等,22,世界能源消耗,主要来自一次不可再生能源 石油的比例大，但逐步下降 煤、天然气的比例逐渐上升 能源消耗水平差异甚大 发达国家（1/4）消耗能源总量3/4，中国的消耗量不到世界人均能耗的1/3 世界能耗在继续增长 发达国家能耗强度（能源消耗/GDP）降低，但世界平均能耗强度仍然增长,23,我国能源问题,中国制造业发展迅速，成为“世界工厂”，制造业占中国经济的比重高达54，制造业能耗高，使我国产业发展能源的需求对进口依赖程度越来越大。2003年起我国成为世界第二大石油进口国和消费国，2003年世界石油需求增量主要来自中国，占41。 尽管实现了经济的快速增长，但仍停留在粗放式增长方式上，呈高投入、高消耗、高排放、低效率的特点。 目前中国正面临二十多年来最严重的能源危机，电荒、煤荒、油荒相继爆发。,24,我国能源消耗情况,人均能源资源和消费量不足 能源资源分布不均 80%以上的资源分布在西部和北部。 能源构成以煤为主 煤炭资源居世界第三位（开采量世界第一），石油资源居第九位 工业部门消耗能源比例较大 反映我国工业生产工艺设备落后、能源利用率低、能源管理水平低 农村能源短缺，以生物质能为主,25,能源利用对环境的影响,城市大气污染 CO、CO2、NO2、尘及多种芳烃化合物 增加了大气中的CO2的积累 温室效应、全球变暖、海平面上升，对全球环境、生态、经济、社会产生严重的影响 酸雨 SO2、NOx 核废料问题,26,五. 矿产资源,特点 不可再生和可耗竭性 区域分布不均 动态性 我国状况 已发现矿产168种，其中有探明储量的矿种153种，矿产地（点）20多万处，探明矿产资源总量和20多种矿产的探明储量居世界前列 矿产资源总量大，但人均占有量少 富矿少，贫矿多 地区分布不平衡（中部或西部地区） 规模小，生产效率低,27,分布广泛，相对集中。 铁集中于东北、华北和西南； 铜矿以长江中下游最为重要； 磷主要分布在西南和中南地区； 钨、锡、锑等优势资源则主要分布在湘、赣、桂、滇等省(区)。 支柱性矿产在世界上地位偏低，部分用量不大的矿产则具有较强竞争力。 我国铀、铁、锰、铬、铜、铝土矿、金、银、硫、钾盐等矿产的保有储量占世界总量的比例较低 钨、锡、钼、锑、稀土、萤石、重晶石等矿产的保有储量居世界前列。,28,支柱性矿产资源贫矿和难选矿多。 我国稀土矿、钨矿、锡矿、钼矿、铌矿、菱镁矿、萤石、重晶石、膨润土、石墨、滑石、芒硝、石膏等矿产，不仅已探明储量可观，人均占有量居世界前列，且资源质量高，开发 利用条件好，在国际市场具有明显的优势。 但是关系到国计民生的一些用量大的支柱性重要矿产,如铁、锰、铝、铜、铅、锌、硫、磷等，或贫矿多或难选矿多，开发利用条件较差。 资源分布与生产力布局互不匹配。 由于地质成矿条件不同，矿产分布具有明显的地域差异，一些尚未开发利用的大型、超大型矿区，主要分布于西部边远地区与国民经济生产力布局互不匹配。,29,第二节 环境污染,30,主要内容,一、水污染 二、大气污染 三、土壤污染 四、固体废弃物及化学品危害 五、噪声及其它物理污染,31,一.水污染,中华人民共和国水污染防治法中规定： 水污染即指水体因某种物质的介入而导致其物理、化学、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或破坏生态环境，造成水质恶化的现象。,32,水体污染和重要污染物,水体污染 （1）水体概念 水体含义：水体系河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海洋等“贮水体”的总称。在环境科学领域中，水体不仅包括水，而且还包括水中的悬浮物、底泥及水中生物等。从自然地理的角度看，水体是指地表水被覆盖的自然综合体。,33,水体的分类,水体可按“类型”区分，也可按“区域”区分。 按“类型”区分时，可分为海洋水体和陆地水体。陆地水体又可分为地表水体和地下水体。 按区域划分的水体，是指某一具体的被水覆盖的地段，如太湖、洞庭湖、鄱阳湖，是三个不同的水体，但按陆地水体类型划分，它们同属于湖泊；又如长江、黄河、珠江，它们同为河流，而按区域划分，则分属于三个流域的三条水系。,34,水体污染,水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理特性、化学特性和生物特性发生不良的变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。 水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。,35,水质（污染）指标,COD：即化学需氧量，指用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量，以每升水消耗氧的毫克数表示。 BOD：即生物化学需氧量，简称生化需氧量，表示在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量。 TOC：表示的是污水中有机污染物的总含碳量。 DO：水中氧溶解的量。该指标是水生生物生存的基本条件，一般含量低于4mg/L时鱼类就会窒息死亡。,36,悬浮物：指悬浮在水中的污染物质。 耗氧有机物：废水中含有糖、蛋白质、氨基酸、脂类、纤维素等有机物，在降解过程中消耗水中的溶解氧。以COD、BOD、TOC等表示。 细菌污染指标：在水处理工程中，对污水进行细菌分析主要用两种指标表示水体被细菌污染的程度：1ml水中细菌（杂菌）的总数与水种大肠菌的多少。水中含有大肠菌，即说明已被污染。 有毒物质指标：我国已制定了“地面水中有害物质的最高允许浓度”的指标，列出汞、隔、铅、铬铜、锌、镍、砷、氰化物、氟化物、挥发性酚、石油类、六六六、DDT等40种有毒物质。,37,植物性营养物：含氮磷等植物所需营养物的无机、有机化合物，如氨氮、硝酸盐、磷酸盐及含N、P的有机化合物等。 重金属：Hg、Pb、Cr、Cd、Cu等。 酸碱污染： 石油类： 难降解有机物： 放射性物质： 热污染： 病原体,38,水污染的主要来源,点源污染： 生活污水：有机物、磷、氮 工业废水：有机物、重金属、pH 面源污染 农灌径流 农村无组织排放废水 地表径流 分散排放的少量污水 酸雨,39,我国水污染的主要特征,地面水污染特征： 有机污染 重金属污染 富营养化 地下水污染特征 硬度增加 氮污染，如硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮污染 有机污染 重金属污染，如As、Pb等 局部地区发现较严重的油污染,40,水污染的主要危害,危害人体健康，如水俣病 降低农作物的产量和质量（铬米） 影响渔业生产 制约工业发展 加速生态环境的退化和破坏 经济损失 景观（滇池）,41,水体自净作用,自然环境包括水环境对污染物质具有一定的承受能力，即所谓的环境容量。水体能够在其环境容量的范围以内，经过水体的物理、化学和生物作用，使排入污染物质的浓度和毒性随着时间的推移在向下游流动的过程中自然降低，称为水体的自净作用。按作用机理，水体的自净过程可分为物理自净、化学自净和生物自净三个方面。 （1）物理自净 （2）化学自净 （3）生物自净,42,水体中污染物的转化,(1)水体中有机物的生物降解 有机物在水中的降解主要通过化学氧化、光化学氧化和生物化学氧化来实现，其中生物化学氧化作用具有最重要的意义。 (2)水体中重金属的转化 重金属化合物在水中不能被微生物降解，只能发生形态间的相互转化及分散和富集过程。这些过程通称重金属迁移。重金属在水体中的迁移主要与沉淀、络合、螯合、吸附和氧化还原等作用有关。,43,水体富营养化,（1）富营养化的发生 水体富营养化的发生主要是由于水体中氮、磷等营养元素的增多引起水体溶解氧下降、水质恶化的现象。从现象看，其发生与水体中藻类的多寡密切相关。,图 云南滇池发生蓝藻,图 水体发生富营养化,44,（2）富营养化程度的判断标准 一般地说，总磷和无机氮分别超过0.02 mg/L和0.3 mg/L就认为水体处于富营养化状态。 （3）富营养化的危害与防治 富营养化发生后，将先引起水底有机物消耗速度超过其生长速度，处于腐化污染状态，并逐渐向上层扩展，在严重时可使一部分水体区域完全变为腐化区。这样，由富营养而引起有机体大量生长的结果，倒过来又走向反面，藻类、植物及水生物、鱼类趋于衰亡以至绝迹。这些现象可能周期性地交替出现，破坏水域地生态平衡并且加速湖泊等水域地衰亡过程。,45,七大江河水系的741个监测断面的水质： 29% I类， 30% 、类， 41% 劣类 东部和西南200余湖泊中80富营养化 近一半城镇饮用水源地水质不符合标准 1/3 国土受到酸雨污染,46,地面水环境质量标准-GB3838-2002,依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类： 类 主要适用于源头水、国家自然保护区； 类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵汤等 ； 类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区； 类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区； 类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。,47,二.大气污染,洁净的大气对生命来说是至关重要： 一个成年人每天呼吸大约两万次，吸入的空气量大约为 1015m3, 约为每天摄入食物重量的 10 倍。生命的新陈代谢一时一刻也离不开空气，人 5 周不吃饭 ,5 天不饮水，尚能生存，而 5 分钟不呼吸就会死亡。 污染的大气对动植物的生长和生存造成危害，严重时还会造成死亡： 在受污染的大气中，常含有 CO、SO2、N0x 、H2S 、NH3 、Cl2 、HCl 和碳氢化合物（如 ,CH4 、C1OH16 等）、过氧乙酸硝酸脂 (PAN) 以及多种的无机或有机物气体等。悬浮于大气中的污染物,不仅对太阳 -地球间热量收支平衡有影响,造成局部或全球气候和气象的不正常,而且能直接对动植物的生长和生存造成危害,污染严重时还会造成死亡。,48,二.大气污染,1、大气污染 大气污染是指大气中一些物质的含量达到有 害的程度，以致破坏了人和生态系统的正常生存 和发展，对人体、生态和材料造成危害的现象。 天然源：火山爆发 人为源：燃烧,49,2大气污染物,（1）定义 人类活动向大气中排放的对环境和人类产生危害 的物质。 （2）分类 按污染物的性质 一次污染物：又称原发性污染物，是指从污染源直接排出且进入大气后其性状没有发生变化的污染物。 二次污染物：又称续发性污染物，是指不稳定的一次污染物与大气中原有的物质发生反应，或者污染物之间相互反应而生成的新的污染物。,50,按污染物质的物理状态 固体污染物 液体污染物 气体污染物 按化学性质不同 碳氧化物 、氮氧化物 、硫氧化物 、碳氢化合物 、卤素化合物 、氧化剂 、颗粒物及气溶胶和放射性物质。,51,3大气污染的危害,大气污染对人体的危害： 第一，通过人的直接呼吸而进入人体； 第二，附着在食物或溶于水，随饮水、饮食而侵 入人体； 第三，通过接触或刺激皮肤而进入到人体，尤其 是脂溶性物质更易从完整的皮肤渗入人体。 （a）急性中毒 （b）慢性中毒 （c）重要生理机理的变化：致癌、致畸、致突变。,52,颗粒物：化学成分和粒度。 二氧化硫：造成呼吸道内径狭窄。 一氧化碳：碳氧血红蛋白。 臭氧：危害肺部和气管。 铅： 轻度神经衰弱综合征、消化不良； 中度贫血、多发性神经病； 重度肢体麻痹，儿童推迟大脑发育。,53,光化学烟雾 光化学烟雾中有害成分主要是臭氧、氮氧化物、PAN（过氧乙酸硝酸酯）等。,54,（a）臭氧： 症状：主要是从叶背气孔侵入，通过周边细胞、海绵细胞间隙，到达栅栏组织，使其首先受害，然后再侵害海绵细胞，形成透过叶片的坏死斑点。同时，植物组织机能衰退，生长受阻，发芽和开花受到抑制，并发生早期落叶、落果现象。 敏感的植物：烟草、番茄、马铃薯、花生、大 麦、小麦、苹果、葡萄等； 具抗性的植物：胡椒、松柏等。,55,（b）氮氧化物 氮氧化物进入植物叶气孔后易被吸收产生危害，最初叶脉出现不规则的坏死，然后细胞破裂，逐步扩展到整个叶片。 （c）PAN是光化学烟雾的剧毒成分。 症状：叶子背面气室周围海绵细胞或下表皮细胞原生质被破坏，使叶背面逐渐变成银灰色或古铜色，而叶子正面却无受害症状。 敏感的植物：番茄和木本科植物； 对PAN抗性强烈的植物：玉米、棉花等。,56,典型大气污染,煤烟型污染 二氧化硫 伦敦烟雾事件、马斯河谷、多诺拉烟雾事件 酸沉降 形态 干沉降 湿沉降：酸雨、酸雾 危害：水体、森林、土壤、构筑物,