化学与环境——1环境问题的产生和发展

1、化学与环境化学与环境 chemistry and environment n化学与环境化学与环境是一门普及公众环境科学教育的是一门普及公众环境科学教育的公共选修课；本课程是以环境科学的基本理论为公共选修课；本课程是以环境科学的基本理论为基础，阐述了当今世界关注的环境污染和生态破基础，阐述了当今世界关注的环境污染和生态破坏问题的产生、发展，以及对人类社会可持续发坏问题的产生、发展，以及对人类社会可持续发展影响。展影响。n本课程介绍环境问题以及环境问题后面的化学本课程介绍环境问题以及环境问题后面的化学n尝试用化学知识来理解环境问题尝试用化学知识来理解环境问题n学习怎样用化学知识来提高环境质量学习怎

2、样用化学知识来提高环境质量1.1.环境与可持续发展环境与可持续发展，高等教育出版社，高等教育出版社，20052005年，年，李训贵编著李训贵编著2.2.环境科学概论环境科学概论，高等教育出版社，高等教育出版社，20042004年，杨年，杨志峰等编著志峰等编著3. 3. 戴树桂戴树桂. . 环境化学环境化学. . 北京：高等教育出版社，北京：高等教育出版社，1997.1997.4. 4. 王晓蓉王晓蓉. . 环境化学环境化学. . 南京：南京大学出版社，南京：南京大学出版社，1993.1993.5. 5. 叶常明，王春霞，金龙珠叶常明，王春霞，金龙珠. 2l. 2l世纪的环境化学世纪的环境化学.

3、 . 北京：科学出版社，北京：科学出版社，2004.2004.看到这样的图片，你难道没有诗情画意的构略？看到这样的图片，你难道没有诗情画意的构略？ 沙沙 尘尘 暴暴火火 山山 爆爆 发发旱旱 灾灾洪洪 水水地震地震 保护人类的生存环境，实施保护人类的生存环境，实施“可持续可持续发展战略发展战略”已经成为国际社会已经成为国际社会“和平与发和平与发展展”永恒主题的主要内容之一！人类对大永恒主题的主要内容之一！人类对大自然的破坏，已经开始自食其果，红色的自然的破坏，已经开始自食其果，红色的警报正在拉响警报正在拉响.保保 护护 我我 们们 的的 家家 园园! !地地 球球 母母 亲亲 需需 要要 我我

4、 们们 的的 帮帮 助助! !知识目标：知识目标：1、理解环境问题的本质及产生的主要原因、理解环境问题的本质及产生的主要原因2、理解环境问题与人口问题、资源问题、理解环境问题与人口问题、资源问题、发展的相互关系发展的相互关系3、了解环境问题的本质是发展问题，即资、了解环境问题的本质是发展问题，即资源利用问题、环境问题和资源问题是密不源利用问题、环境问题和资源问题是密不分的。分的。一一. .什么是环境问题什么是环境问题由于人类活动作用于人们周围的环境所引起的由于人类活动作用于人们周围的环境所引起的环境质量变化，以及这种变化反过来对人类的环境质量变化，以及这种变化反过来对人类的生产、生活和健康的影

5、响问题。生产、生活和健康的影响问题。 当人类违反环境发展的客观规律当人类违反环境发展的客观规律，向环境索向环境索取资源的速度超过了资源本身及其替代品的再取资源的速度超过了资源本身及其替代品的再生速度生速度，或者，或者向环境排放废弃物的数量超过了向环境排放废弃物的数量超过了环境的自净能力环境的自净能力时，环境则把这种不良影响反时，环境则把这种不良影响反作用于人类，就会出现影响人类的生存、生活作用于人类，就会出现影响人类的生存、生活和健康，甚至危及人类的生存的环境问题。和健康，甚至危及人类的生存的环境问题。 按照环境问题的性质，一般可分为：生态破坏和环按照环境问题的性质，一般可分为：生态破坏和环境

6、污染两大类。境污染两大类。 人类向环境排放排放废弃物的速度超过了环境本身的自净能力。 人类向环境索取索取资源的速度超过了资源本身及其替代品的再生速度。 生态破坏类生态破坏类环境问题是指不合理的开发、环境问题是指不合理的开发、利用自然资源所造成的环境和资源浪费。利用自然资源所造成的环境和资源浪费。由于盲目开耕荒地、滥伐森林、过度放牧、掠由于盲目开耕荒地、滥伐森林、过度放牧、掠夺性捕捞、乱挖滥采、过量抽取低下液体资源夺性捕捞、乱挖滥采、过量抽取低下液体资源等而引起的水土流失、草原退化、地面沉降、等而引起的水土流失、草原退化、地面沉降、土壤沙漠化、盐碱化、沼泽化、森林面积急剧土壤沙漠化、盐碱化、沼泽

7、化、森林面积急剧缩小、矿产资源遭到破坏、水源枯竭、野生生缩小、矿产资源遭到破坏、水源枯竭、野生生物资源日益减少、汗涝灾害频繁、以至流性病、物资源日益减少、汗涝灾害频繁、以至流性病、地方性疾病蔓延等。地方性疾病蔓延等。污染类污染类环境问题是指城市化和工农业高环境问题是指城市化和工农业高速发展而引起的速发展而引起的“三废三废”污染、噪声、污染、噪声、放射性和农药污染等环境问题，包括：放射性和农药污染等环境问题，包括：大气污染、水污染、土壤污染等，也包大气污染、水污染、土壤污染等，也包括上述污染所衍生的环境效应，如温室括上述污染所衍生的环境效应，如温室效应、臭氧层破坏、酸雨等。效应、臭氧层破坏、酸雨

8、等。环境问题环境问题环境污染环境污染生态破坏生态破坏以城市为中以城市为中心仍在发展心仍在发展向农村蔓延向农村蔓延森林和草地资源减少森林和草地资源减少水土流失水土流失荒漠化荒漠化生物多样性减少生物多样性减少范围扩大范围扩大程度加剧程度加剧大气污染大气污染水体污染水体污染固体废弃物固体废弃物污染污染噪声污染噪声污染环境问题环境问题在不同的历史时期，环境问题所表现出来在不同的历史时期，环境问题所表现出来的特点：的特点：1.1.在原始的捕猎阶段，环境问题除了表现在在原始的捕猎阶段，环境问题除了表现在洪水、山林大火等自然灾害对人类的威胁之洪水、山林大火等自然灾害对人类的威胁之外，主要表现为盲目乱采滥捕，

9、导致森林破外，主要表现为盲目乱采滥捕，导致森林破坏、猎物缺乏，引起饥荒。坏、猎物缺乏，引起饥荒。2.2.在农牧阶段的环境问题主要表现为盲目开在农牧阶段的环境问题主要表现为盲目开垦，破坏森林、草原，导致水土流失、土地垦，破坏森林、草原，导致水土流失、土地沙漠化、盐渍化等环境问题。沙漠化、盐渍化等环境问题。3.3. 现代工业阶段的环境问题主要表现为过度现代工业阶段的环境问题主要表现为过度开采资源，排放开采资源，排放“三废三废”，造成生态破坏和，造成生态破坏和环境污染。环境污染。 20 20世纪世纪5050年代以来，不但年代以来，不但“工业三废工业三废”排排放量大，而且出现了许多新的污染源和新的放量

10、大，而且出现了许多新的污染源和新的污染物。例如：巨型油轮和海上石油平台的污染物。例如：巨型油轮和海上石油平台的出现，使海洋污染日趋严重；航空、航天的出现，使海洋污染日趋严重；航空、航天的发展使高空也难以成为发展使高空也难以成为“洁净的绿洲洁净的绿洲”；“石油农业石油农业”的出现，化肥、农药的使用对的出现，化肥、农药的使用对土壤的破坏也随之加大。土壤的破坏也随之加大。生态破坏主要是植被的破坏生态破坏主要是植被的破坏植被是生态系统的基础与核心植被是生态系统的基础与核心生物多样生物多样性受损性受损环境质环境质量下降量下降水土流失水土流失土壤肥土壤肥力降低力降低土地荒漠化土地荒漠化人类丧失生存条件人类

11、丧失生存条件!生态破坏生态破坏-由于人类对环境的破坏，导致环境退化，由于人类对环境的破坏，导致环境退化，从而影响人类生产和生活。从而影响人类生产和生活。案例案例1 1：缩小了的洞庭湖：缩小了的洞庭湖洞庭湖位于长江中游，每年雨季来临，长江水洞庭湖位于长江中游，每年雨季来临，长江水位暴涨，水位高于洞庭，江水注入湖泊，洞庭位暴涨，水位高于洞庭，江水注入湖泊，洞庭湖起接纳洪水，削减洪峰的作用，冬季相反。湖起接纳洪水，削减洪峰的作用，冬季相反。因此，洞庭湖对长江水位起天然的调节作用。因此，洞庭湖对长江水位起天然的调节作用。但近年来由于泥沙的淤积，湖底抬高，特别是但近年来由于泥沙的淤积，湖底抬高，特别是周

12、围地区为了生产而围湖造田，使湖面减少，周围地区为了生产而围湖造田，使湖面减少，仅仅19771977年到年到19851985年，其水面就减少了年，其水面就减少了46%46%。这样。这样，其分洪能力大大降低，致使，其分洪能力大大降低，致使19981998年长江大水年长江大水之际，中下游地区洪水暴涨，险象环生，直至之际，中下游地区洪水暴涨，险象环生，直至造成九江大堤决堤，危及人民的生命安全。造成九江大堤决堤，危及人民的生命安全。案例案例2 2：黄土高原的水土流失：黄土高原的水土流失历史上的黄土高原是一个林茂水丰的地区，后历史上的黄土高原是一个林茂水丰的地区，后来由于森林被砍伐，地面缺少植被的保护，水

13、来由于森林被砍伐，地面缺少植被的保护，水土流失加剧，地表支离破碎，土壤受侵蚀，肥土流失加剧，地表支离破碎，土壤受侵蚀，肥力下降，生产能力降低，单产水平下降，粮食力下降，生产能力降低，单产水平下降，粮食不足，为了获取较多的粮食，再去毁林开荒，不足，为了获取较多的粮食，再去毁林开荒，扩大耕地，进而形成恶性循环。扩大耕地，进而形成恶性循环。案例案例3：内蒙古草地的退化：内蒙古草地的退化内蒙古高原地处干旱、半干旱地区，当地居民多以内蒙古高原地处干旱、半干旱地区，当地居民多以牧业为生。由于人口的增长，对消费的需求大增，牧业为生。由于人口的增长，对消费的需求大增，有些地区便开垦草地，种植作物，使牧区的范围

14、缩有些地区便开垦草地，种植作物，使牧区的范围缩小了。被开垦的地区，冬春季节地表没有植被，此小了。被开垦的地区，冬春季节地表没有植被，此时风力又很大，地表遭受风蚀，表土被吹走，逐渐时风力又很大，地表遭受风蚀，表土被吹走，逐渐变为沙漠。牧区缩小之后，有些草地超载严重，植变为沙漠。牧区缩小之后，有些草地超载严重，植被同样受到破坏，也会导致土地沙化，这些都会破被同样受到破坏，也会导致土地沙化，这些都会破坏生态平衡，致使生态环境恶化。坏生态平衡，致使生态环境恶化。 这幅漫画反映的实这幅漫画反映的实际上是不合理地开发利际上是不合理地开发利用自然资源，它使人类用自然资源，它使人类失去的不仅仅是一片广失去的不

15、仅仅是一片广沃的森林资源，而是继沃的森林资源，而是继续生存与发展的前提和续生存与发展的前提和潜能，它所带来的必然潜能，它所带来的必然是生态平衡的破坏，将是生态平衡的破坏，将直接制约经济和社会的直接制约经济和社会的可持续发展，最终将影可持续发展，最终将影响整个人类的生存。响整个人类的生存。4月6日北京出现扬沙天气，午后街头一片昏黄北京出现扬沙天气，午后街头一片昏黄 环境污染:人类向环境排放废弃物的数量超过了环境的自净能力,导致环境质量下降。 世纪中叶发生的所谓世纪中叶发生的所谓“八大公害事件八大公害事件”环境污染的环境污染的“急性发作急性发作”四日市哮喘事件四日市哮喘事件 米糠油事件米糠油事件

16、水俣病事件水俣病事件 痛痛病事件痛痛病事件 玛纳斯河谷烟雾事件玛纳斯河谷烟雾事件 多诺拉烟雾事件多诺拉烟雾事件 洛杉矶光化学烟雾事件洛杉矶光化学烟雾事件 伦敦烟雾事件伦敦烟雾事件 四大烟雾事件四大烟雾事件公公 害害 事事 件件危危 害害原原 因因马斯河谷烟雾事件马斯河谷烟雾事件（1930,12;belgium）几千人中毒，几千人中毒，60人死人死亡亡烟尘堆积河谷，遭遇长时间逆温烟尘堆积河谷，遭遇长时间逆温天气且有大雾天气且有大雾洛杉矶光化学烟雾事件洛杉矶光化学烟雾事件（1934,510;usa）大多数居民患病，大多数居民患病，65岁以上老人死亡岁以上老人死亡400人人400万辆汽车日耗油万辆汽

17、车日耗油2400万升，万升，排放烃类排放烃类1000多吨，盆地地形不多吨，盆地地形不利于空气流通利于空气流通多诺拉烟雾事件多诺拉烟雾事件（1948,10;usa）4天内全镇天内全镇43%的居的居民患病，民患病，20人死亡人死亡工厂密集于河谷形盆地中，又遇工厂密集于河谷形盆地中，又遇逆温和多雾天气逆温和多雾天气伦敦烟雾事件伦敦烟雾事件（1952,12;uk）5天内死亡天内死亡4000人，人，历年共发生历年共发生12次，死次，死亡近万人亡近万人居民取暖煤中含硫量高，排出大居民取暖煤中含硫量高，排出大量量so2和烟尘和烟尘,又遇逆温天气又遇逆温天气水俣事件水俣事件(from 1953;japan)截

18、止截止1991年年3月月,有有2248人患病人患病,其中死亡其中死亡1004人人氮肥厂含汞催化剂随废水排入海氮肥厂含汞催化剂随废水排入海湾湾,转化成甲基汞转化成甲基汞,被鱼、贝类摄被鱼、贝类摄入入2020世纪重大公害事件世纪重大公害事件公公 害害 事事 件件危危 害害原原 因因四日事件四日事件(from 1955;japan)患者出现哮喘等症状患者出现哮喘等症状,仅仅1975年有年有1231人人受害受害工厂大量排放工厂大量排放so2和煤粉和煤粉,并并含钴、锰、钛等重金属微粒含钴、锰、钛等重金属微粒米糠油事件米糠油事件(1968;japan)患者患者5000多人多人,死亡死亡16人人,实际受害者

19、超过实际受害者超过1万人万人米糠油生产过程中用多氯联米糠油生产过程中用多氯联苯作热载体苯作热载体,因管理不善因管理不善,多氯多氯联苯进入米糠油中联苯进入米糠油中富山事件富山事件(from 1931;japan)截止截止1991年年3月月,患者患者达达129人人,其中死亡其中死亡116人人炼铅厂炼铅厂未经处理的含镉废水未经处理的含镉废水排入河流排入河流博帕尔农药泄漏博帕尔农药泄漏(1984,12;india)1408人死亡人死亡,2万人中万人中毒毒,15万人接受治万人接受治疗疗,20万人逃离万人逃离45吨异氰酸甲泄漏吨异氰酸甲泄漏切尔诺贝利核电站泄漏切尔诺贝利核电站泄漏(1986,4;ussr)

20、31人死亡人死亡,203人受人受伤伤,13万人疏散万人疏散,直接直接损失损失30亿美元亿美元4号号反应堆机房爆炸反应堆机房爆炸水银污染下的残疾 1971年 日本水俣尤金 史密斯美对核试验的控诉 93年世界新闻摄影获奖作品保罗 洛 美（一）（一） 土地退化和荒漠化土地退化和荒漠化 （二）（二） 全球气候变化（温室效应）全球气候变化（温室效应）（三）（三） 臭氧层的损耗（臭氧洞问题）臭氧层的损耗（臭氧洞问题）（四）（四） 淡水资源短缺和水质污染淡水资源短缺和水质污染（五）（五） 森林面积严重减少，引起一系列环境问题森林面积严重减少，引起一系列环境问题（六）（六） 生物多样性减少生物多样性减少 （七

21、）（七） 过度开发海洋和海洋污染，渔业资源锐减过度开发海洋和海洋污染，渔业资源锐减（八）（八） 化学污染威胁动植物和人体健康，并导致土壤肥力化学污染威胁动植物和人体健康，并导致土壤肥力减弱减弱（九）（九） 酸雨问题及大气污染的越界传输酸雨问题及大气污染的越界传输（十）（十） 城市无序扩大，严重破坏环境城市无序扩大，严重破坏环境 全球环境趋于恶化全球环境趋于恶化环境问题的起因：大致可以分为环境问题的起因：大致可以分为自然自然的和的和人为人为的两大方面。的两大方面。自然原因造成的环境问题主要是由于某些自然自然原因造成的环境问题主要是由于某些自然现象和自然灾害产生，如：火山喷发、地震、现象和自然灾害

22、产生，如：火山喷发、地震、台风、泥石流、缺碘带等，这类问题一般具有台风、泥石流、缺碘带等，这类问题一般具有局部性的特点。局部性的特点。人为人为原因造成的环境问题和前者相比，具有发原因造成的环境问题和前者相比，具有发生面广，危害方式多样的特点。生面广，危害方式多样的特点。二、环境问题产生的原因二、环境问题产生的原因资源的有限性资源的有限性与与人类需求的无限性人类需求的无限性的矛盾的矛盾短期经济利益短期经济利益与与长远环境效益长远环境效益的矛盾的矛盾局部利益局部利益与与整体利益整体利益的矛盾的矛盾个人行为个人行为与与大众利益大众利益的矛盾的矛盾人为原因人为原因自然原因自然原因火山爆发、地震、台风等

23、。火山爆发、地震、台风等。1. 资源的有限性：资源的有限性：2. 资源的不合理开发利用资源的不合理开发利用3. 人类需求的无限性人类需求的无限性4. 巨大的人口压力巨大的人口压力资源的有限性与人类需求的无限性的矛盾资源的有限性与人类需求的无限性的矛盾n片面追求经济增长n传统工业道路是一种以牺牲环境为代价的发展先污染，后治理先污染，后治理n伴随着工业化和城市化的，往往是环境污伴随着工业化和城市化的，往往是环境污染和生态破坏！染和生态破坏！n发展经济和保护环境是人们追求的目标。发展经济和保护环境是人们追求的目标。短期经济利益与长远环境效益的矛盾短期经济利益与长远环境效益的矛盾 有些国家和地区对待环

24、境问题，只顾自身利益，有些国家和地区对待环境问题，只顾自身利益，以邻为壑，污染物不治理即转移！以邻为壑，污染物不治理即转移！ 不是消除环境污染，而是转嫁污染，促使不是消除环境污染，而是转嫁污染，促使环境环境污染全球化！污染全球化！结果结果 【中国的环境问题】【中国的环境问题】中国加入中国加入wto将面临新的环境问题。由于国际市将面临新的环境问题。由于国际市场对中国的矿产、石材、药用植物、农产品、畜牧产场对中国的矿产、石材、药用植物、农产品、畜牧产品的大量需求，可能会加重中国的生态、环境和自然品的大量需求，可能会加重中国的生态、环境和自然资源的破坏。同时，中国可能成为国外污染密集型企资源的破坏。

25、同时，中国可能成为国外污染密集型企业转移的地点和大量的国外工业废物业转移的地点和大量的国外工业废物来料加工来料加工的地的地点，这将极大地加重中国的环境问题。点，这将极大地加重中国的环境问题。 美国东北部工业区的废气，通过高烟囱美国东北部工业区的废气，通过高烟囱“越越境境”到邻国加拿大，引起纠纷。到邻国加拿大，引起纠纷。洋垃圾大举侵入佛山洋垃圾大举侵入佛山 土地和水土地和水100年都难恢复年都难恢复 人口人口压力压力资源的资源的不合理不合理利用利用对自然环境认对自然环境认识不足识不足生态意识淡薄生态意识淡薄只以只以产值和利润产值和利润的的增长，增长，物质、财富物质、财富的增加为目的，不的增加为目

26、的，不注重环境保护，以注重环境保护，以损害环境为代价损害环境为代价来来换取经济增长。换取经济增长。片面追求经济的发展片面追求经济的发展环境问题环境问题产生的本产生的本质是发展质是发展问题问题苦难的母亲苦难的母亲这幅漫画你想到什么这幅漫画你想到什么? 庞大的人口数量庞大的人口数量给带来了巨大压力。给带来了巨大压力。庞大的人口基数和较庞大的人口基数和较高的人口增长率，对高的人口增长率，对全球尤其是发展中国全球尤其是发展中国家，形成巨大的人口家，形成巨大的人口压力。压力。人口的持续增人口的持续增长，对物质资料的需长，对物质资料的需求和消耗随之增多，求和消耗随之增多，最终会超出环境供给最终会超出环境供给资源和消化废弃物的资源和消化废弃物的能力，进而出现种种能力，进而出现种种资源和环境问题资源和环境问题。n资源的特点资源的特点: 非可再生资源非可再生资源数量有限,开采使用过程是资源的耗竭过程; 可再生资源可再生资源的补给、再生、增殖需