环境学基础第一章

1、第一章第一章 环境、环境问题与环境、环境问题与环境科学环境科学课程的主要内容课程的主要内容第一部分：第一部分：本课程的基本要求内容，包括环境本课程的基本要求内容，包括环境的基本概念、环境问题的产生与发展、全球环的基本概念、环境问题的产生与发展、全球环境问题等；境问题等；第二部分：第二部分：本课程的重点要求内容，包括生态本课程的重点要求内容，包括生态学基础，水、气、土、声、渣等污染物的污染学基础，水、气、土、声、渣等污染物的污染机理，重点污染指标，以及污染治理技术以及机理，重点污染指标，以及污染治理技术以及环境监测等；环境监测等； 第三部分：第三部分：本课程的扩展内容，包括人口问题、本课程的扩展

2、内容，包括人口问题、粮食问题、能源问题、资源问题等。粮食问题、能源问题、资源问题等。本课程的特点本课程的特点（1 1）涉及知识面广；涉及知识面广；（2 2）叙述性内容多；叙述性内容多；（3 3）专业基础性强。专业基础性强。 学习本课程的目的和作用学习本课程的目的和作用学好这门课有助于掌握环境科学的基本知学好这门课有助于掌握环境科学的基本知识，有助于掌握生态保护和污染防治的基识，有助于掌握生态保护和污染防治的基本技术，有助于培养起坚定、自觉的环境本技术，有助于培养起坚定、自觉的环境保护意识。该课程对环保类专业的学生来保护意识。该课程对环保类专业的学生来说，是一门重要的专业基础课、专业入门说，是一

3、门重要的专业基础课、专业入门课；对其他专业的学生来说，是一门重要课；对其他专业的学生来说，是一门重要的素质教育课。的素质教育课。 课本及参考书课本及参考书课本：课本：环境学基础教程环境学基础教程（第二版）贾振邦等编著，（第二版）贾振邦等编著，高等教育出版社出版。高等教育出版社出版。参考书：参考书：现代环境科学导论现代环境科学导论盛连喜主编，化学工业出盛连喜主编，化学工业出版社；版社；农业环境保护农业环境保护张宝莉主编，化学工业出版社；张宝莉主编，化学工业出版社；环境学环境学左玉辉编著，高等教育出版社出版；左玉辉编著，高等教育出版社出版；环境保护概论环境保护概论刘天齐主编，高等教育出版社刘天齐主

4、编，高等教育出版社出版。出版。第一节第一节 环境环境一、环境的概念一、环境的概念 1、广义的概念： 环境总是相对于某一中心事物而言，作为某一中心事环境总是相对于某一中心事物而言，作为某一中心事物的对立面而存在。它因中心事物的不同而不同，随物的对立面而存在。它因中心事物的不同而不同，随中心事物的变化而变化。与某一中心事物有关的周围中心事物的变化而变化。与某一中心事物有关的周围事物，就是这个中心事物的环境事物，就是这个中心事物的环境。2、狭义的概念： 中心事物是人类，以人类为主体的外部世界，即人类中心事物是人类，以人类为主体的外部世界，即人类生存、繁衍所必须的相适应的环境，或物质条件的综生存、繁衍

5、所必须的相适应的环境，或物质条件的综合体，可分为自然环境与人工环境两种合体，可分为自然环境与人工环境两种。 二、人类的环境二、人类的环境 图11 人类环境的结构1、自然环境、自然环境自然环境是人类出现之前就存在的，是人类目前赖以自然环境是人类出现之前就存在的，是人类目前赖以生存、生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总生存、生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总称，即阳光、温度、气候、地磁、空气、水、岩石、称，即阳光、温度、气候、地磁、空气、水、岩石、土壤、动植物、微生物以及地壳的稳定性等等自然因土壤、动植物、微生物以及地壳的稳定性等等自然因素的总和；素的总和；用一句话概括就是用一句话概括就

6、是“直接或间接影响到人类的一切自直接或间接影响到人类的一切自然形成的然形成的物质物质、能量能量和和自然现象自然现象的总体的总体”。 按自己固有的规律发生和发展，被利用和改造。按自己固有的规律发生和发展，被利用和改造。自然环境的要素构成自然环境的要素构成自然环境的层次结构自然环境的层次结构岩 石 圈土 圈水 圈生 物 圈其 他 圈 层地 球 环 境外 围 空 间 环 境自 然 环 境地球环境的圈层结构特性地球环境的圈层结构特性人工环境：人类活动的产物人工环境：人类活动的产物 社会环境：社会环境：经济、政治、文化组成。是人类活动的产物，经济、政治、文化组成。是人类活动的产物，但反过来又成为人类活动

7、的制约条件，也是影响人类与但反过来又成为人类活动的制约条件，也是影响人类与自然环境的决定性因素。自然环境的决定性因素。 工程环境：工程环境：人类在利用和改人类在利用和改造自然环境中创造出来的人造自然环境中创造出来的人工环境工环境2、人工环境、人工环境3、环境科学中的人类环境、环境科学中的人类环境 是指自然环境中的是指自然环境中的生物圈生物圈和人工环境中和人工环境中的的人工构筑物人工构筑物、人工产品人工产品和和能量能量以及以及人的人的关系问题关系问题。 我国的我国的“环境环境”概念由概念由中华人民共和中华人民共和国环境保护法国环境保护法给出：给出：“本法所称环境是本法所称环境是指：指：大气、水、

8、土地、矿藏、森林、大气、水、土地、矿藏、森林、 草原、草原、野生动物、野生植物、名胜古迹、风景野生动物、野生植物、名胜古迹、风景 游游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住居住 区等。区等。 ”三、环境要素和环境质量三、环境要素和环境质量 1、环境要素、环境要素环境要素又称环境基质，是指构成人类环境整体的各环境要素又称环境基质，是指构成人类环境整体的各个个独立的独立的、性质不同的性质不同的而又而又服从整体演化规律服从整体演化规律的基本物的基本物质组分。质组分。分自然环境要素与人工环境要素。分自然环境要素与人工环境要素。自然环境要素通常自然环境要素通常包括：

9、水、大气、生物、阳光、岩石、土壤等。包括：水、大气、生物、阳光、岩石、土壤等。 （注：自然环境要素与环境要素不相同，如阳光）（注：自然环境要素与环境要素不相同，如阳光）环境要素组成环境结构单元，环境结构单元又组成环环境要素组成环境结构单元，环境结构单元又组成环境整体或环境系统。境整体或环境系统。由水组成水体全部水体总称为水圈；由大气组成大由水组成水体全部水体总称为水圈；由大气组成大气层，整个大气层总称为大气圈；由生物体气层，整个大气层总称为大气圈；由生物体 组成生物群组成生物群落，全部生物群落构成生物圈等等落，全部生物群落构成生物圈等等。 2、环境要素的属性、环境要素的属性最差（小）限制律最差

10、（小）限制律：整体环境的质量，不能由环境诸要素的平均状态决定，而是受环境诸要素中那个与最优状态差距最大的要素所控制。等值性等值性：是指各个环境要素，无论它们本身在规模上或数量上如何的不相同，但只要是一个独立的要素，那么对于环境质量的限制作用并无质的差别。整体性大于个体和整体性大于个体和：是指环境诸要素互相联系、互相作用产生的集体效应，是个体效应基础上质的飞跃。出现先后，互相联系，互相依赖出现先后，互相联系，互相依赖：是指环境诸要素在地球演化史上的出现，具有先后之别，但它们又是相互联系，相互依赖的。 3、环境质量、环境质量环境质量环境质量是指在一个具体的环境内，环境的总体或是指在一个具体的环境内

11、，环境的总体或环境的某些要素，对人群的生存和繁衍以及社会经环境的某些要素，对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度，是反映人群的具体要求而形成济发展的适宜程度，是反映人群的具体要求而形成的对环境评定的一种概念。的对环境评定的一种概念。 环境质量是对环境状况的一环境质量是对环境状况的一 种描述；种描述；环境状况的形成由来自自然的原因，也有来自人为环境状况的形成由来自自然的原因，也有来自人为的原因，而且从某种意义来说，人为原因是更重要的原因，而且从某种意义来说，人为原因是更重要的原因；的原因；人群的文化状态也影响着环境质量。人群的文化状态也影响着环境质量。 四、环境的分类四、环境的分类人类环境

12、是由若干规模大小不同、复杂程度有别、等级人类环境是由若干规模大小不同、复杂程度有别、等级高低有序、彼此交错重叠、彼此互相转化变换的子系统高低有序、彼此交错重叠、彼此互相转化变换的子系统所组成，是一个具有程序性和层次结构的网络。所组成，是一个具有程序性和层次结构的网络。如按照人类环境的范围来分：如按照人类环境的范围来分： 院落环境村落环境城市环境聚落环境地理环境地质环境宇宙环境人类的生存环境五、环境的功能特性五、环境的功能特性 人类环境系统是一个复杂的、有时、空、量、序人类环境系统是一个复杂的、有时、空、量、序变化的动态系统和开放系统。由于存在连续不断的、变化的动态系统和开放系统。由于存在连续不

13、断的、巨大的和高速的物质、能量和信息的流动，表现出对巨大的和高速的物质、能量和信息的流动，表现出对人类活动的干扰和压力。人类活动的干扰和压力。 环境有以下特性：环境有以下特性：（1）整体性、（）整体性、（2）有限性、（）有限性、（3）不可逆性、）不可逆性、（4）隐显性、（）隐显性、（5）持续反应性、（）持续反应性、（6）灾害放大性）灾害放大性。 第二节 环境问题 一、环境问题及其与社会经济发展的关系一、环境问题及其与社会经济发展的关系 1、什么是环境问题？什么是环境问题？广义：由广义：由自然力或人力自然力或人力引起生态平衡破坏，引起生态平衡破坏，最后直接或间接影响人类的生存和发展的一切最后直接

14、或间接影响人类的生存和发展的一切客观存在的问题。客观存在的问题。狭义：由于狭义：由于人类人类的生产和生活活动，使自然的生产和生活活动，使自然生态系统失去平衡，反过来影响人类生存和发生态系统失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一切问题。展的一切问题。 2、环境问题的分类、环境问题的分类根据环境问题的来源，可分为两类。根据环境问题的来源，可分为两类。1 1、由自然力引起的为、由自然力引起的为原生环境问题原生环境问题，又称第一，又称第一环境问题，它主要是指地震、洪捞、干旱、滑环境问题，它主要是指地震、洪捞、干旱、滑坡等自然灾害问题；坡等自然灾害问题；2 2、由人类活动引起的为、由人类活动引起的为次生

15、环境问题次生环境问题，也叫第，也叫第二环境问题，它又分为环境污染和生态环境破二环境问题，它又分为环境污染和生态环境破坏两类。坏两类。 其中，环境污染又可分为环境污染其中，环境污染又可分为环境污染（如水污染、大气污染、土壤污染等）和环境（如水污染、大气污染、土壤污染等）和环境干扰（噪声干扰、热干扰和电磁干扰等）。干扰（噪声干扰、热干扰和电磁干扰等）。3、环境问题的发生和发展、环境问题的发生和发展根据环境问题发生的先后和轻重程度，可大致分为三个根据环境问题发生的先后和轻重程度，可大致分为三个阶段：阶段：（1）环境问题的产生与生态环境早期破坏。包括人类）环境问题的产生与生态环境早期破坏。包括人类出现

16、以后直至产业革命的漫长时期，又称早期环境问题。出现以后直至产业革命的漫长时期，又称早期环境问题。（2）城市环境问题突出和）城市环境问题突出和“公害公害”加剧。从产业革命加剧。从产业革命到到1984年发现南极臭氧空洞止，又称近代城市环境问题年发现南极臭氧空洞止，又称近代城市环境问题阶段。阶段。（3）全球性大气环境问题，即当代环境问题阶段。它）全球性大气环境问题，即当代环境问题阶段。它始于始于1984年英国科学家发现，年英国科学家发现，1985年美国科学家证实年美国科学家证实南极上空出现南极上空出现“臭氧空洞臭氧空洞”。这一阶段的核心是。这一阶段的核心是“全球全球变暖变暖”、“臭氧层破坏臭氧层破坏

17、”和和“酸沉降酸沉降”三大全球性大气三大全球性大气环境问题环境问题。 三阶段的核心问题：三阶段的核心问题：1.“第一次浪潮第一次浪潮”的环境问题：土地的环境问题：土地人口的大量增加；原始植被的大量破坏人口的大量增加；原始植被的大量破坏2.“第二次浪潮第二次浪潮”的环境问题：环境污染的环境问题：环境污染五十年代前后出现的五十年代前后出现的“八大公害事件八大公害事件”（马斯河谷烟雾事件、（马斯河谷烟雾事件、多诺拉烟雾事件、伦敦烟雾事件、洛杉矶光化学烟雾事件、水多诺拉烟雾事件、伦敦烟雾事件、洛杉矶光化学烟雾事件、水俣事件、富山事件、四日事件、米糠油事件）俣事件、富山事件、四日事件、米糠油事件）近年来

18、六大公害事件（意大利塞维索化学厂二恶英扩散事件、近年来六大公害事件（意大利塞维索化学厂二恶英扩散事件、美国三里岛核电厂泄漏事件、墨西哥城液化气罐爆炸事件、印美国三里岛核电厂泄漏事件、墨西哥城液化气罐爆炸事件、印度博帕市农药厂化学品泄漏、苏联切尔诺贝利核电站泄漏、瑞度博帕市农药厂化学品泄漏、苏联切尔诺贝利核电站泄漏、瑞士巴塞士桑多斯化学公司火灾）士巴塞士桑多斯化学公司火灾）伦伦 敦敦 烟烟 雾雾日日 本本 水水 俣俣 病病深受痛痛病折深受痛痛病折磨的人磨的人痛痛病的发病过程图痛痛病的发病过程图3.“3.“第三次浪潮第三次浪潮”的环境问题：转移；全的环境问题：转移；全球环境问题球环境问题n如如印度

19、博帕尔农药厂印度博帕尔农药厂毒物泄漏事件。毒物泄漏事件。19841984年年1111月月3 3日夜间，美国设在印度的一座生产异氰酸日夜间，美国设在印度的一座生产异氰酸甲脂的农药厂，因储罐内压力升高而泄露，毒甲脂的农药厂，因储罐内压力升高而泄露，毒气进入博帕尔市，死亡近气进入博帕尔市，死亡近2 2万人，受害万人，受害2020多万，多万，5 5万人失明，孕妇流产或产下死婴，受害面积万人失明，孕妇流产或产下死婴，受害面积4040平方公里，数千头牲畜被毒死。平方公里，数千头牲畜被毒死。被博帕尔农药厂毒气夺去生被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子命的孩子（选自（选自黑镜头黑镜头）因博帕尔农药厂毒气因博帕尔农

20、药厂毒气泄漏而毙命的牲畜泄漏而毙命的牲畜 4、环境问题的性质和实质、环境问题的性质和实质性质：性质：（1）环境问题具有不可根除和不断发展的属性，它与环境问题具有不可根除和不断发展的属性，它与人的欲望、经济的发展、科技的进步同时产生、同时人的欲望、经济的发展、科技的进步同时产生、同时发展，呈现孪生关系；发展，呈现孪生关系； （2）环境问题范围广泛而全面，存在于生产、生活、环境问题范围广泛而全面，存在于生产、生活、政治、工业、农业、科技等全部领域中；政治、工业、农业、科技等全部领域中； （3）对人类的行为具有反馈作用，使人类的生产方式、对人类的行为具有反馈作用，使人类的生产方式、生活方式、思维方式

21、等一系列问题引起新的变化；生活方式、思维方式等一系列问题引起新的变化； （4）可控性，即通过教育，提高人们的环境意识，充可控性，即通过教育，提高人们的环境意识，充分发挥人的智慧和创造力，借助法律的、经济的和技分发挥人的智慧和创造力，借助法律的、经济的和技术的手段，总可以把环境问题控制在影响最小的范围术的手段，总可以把环境问题控制在影响最小的范围内。内。 环境问题的实质：环境问题的实质： 是一个经济问题和社会问题，是人类自然的，是一个经济问题和社会问题，是人类自然的，而且是自觉的建设人类文明的问题。而且是自觉的建设人类文明的问题。 包括两层意思：包括两层意思： 1、所谓的环境问题都是人类经济活动

22、的直接、所谓的环境问题都是人类经济活动的直接或间接的结果；或间接的结果； 2、要对人类经济活动产生的环境污染和破坏、要对人类经济活动产生的环境污染和破坏进行治理和控制，必须要有相当的经济实力。进行治理和控制，必须要有相当的经济实力。二、全球环境问题二、全球环境问题 1 1、全球环境问题、全球环境问题是指对全球产生直接影响的，或具有普遍性、是指对全球产生直接影响的，或具有普遍性、随后又发展为对全球造成危害的环境问题，也随后又发展为对全球造成危害的环境问题，也就是引起全球范围内生态环境退化的问题。主就是引起全球范围内生态环境退化的问题。主要包括人口问题、城市化问题、淡水资源缺乏要包括人口问题、城市

23、化问题、淡水资源缺乏问题、植被破坏问题、植被破坏-物种灭绝（即生物多样性）问物种灭绝（即生物多样性）问题、海洋污染问题、危险废弃物越境转移问题、题、海洋污染问题、危险废弃物越境转移问题、以及全球变暖、臭氧层破坏、酸沉降等全球性以及全球变暖、臭氧层破坏、酸沉降等全球性大气环境问题。大气环境问题。 2、发达国家的环境状况（1）比较好的解决了国内的环境污染问题，天更蓝了19731982年日本大气环境监测结果水变清了日本人体健康环境水质达标情况（2）发达国家当前国内的环境问题）发达国家当前国内的环境问题 工业废物、生活垃圾急剧增加；噪声问题工业废物、生活垃圾急剧增加；噪声问题仍很突出；氮氧化物污染仍未

24、得到有效控制；仍很突出；氮氧化物污染仍未得到有效控制；大气中有害物质（重金属、致癌物质等）如故；大气中有害物质（重金属、致癌物质等）如故；水环境问题还未解决。水环境问题还未解决。3、发展中国家的环境问题、发展中国家的环境问题主要是生态环境的破坏、环境卫生和大城市的主要是生态环境的破坏、环境卫生和大城市的污染问题。即发展中国家在发展社会经济的进污染问题。即发展中国家在发展社会经济的进程中，正步着发达国家程中，正步着发达国家“先污染后治理先污染后治理”的老的老路。路。三、我国的环境问题三、我国的环境问题 1、生态环境问题生态环境问题我国的生态环境问题主要是我国的生态环境问题主要是：（：（1 1）森

25、林生态功）森林生态功能较弱；（能较弱；（2 2）草原退化与减少的状况难以根）草原退化与减少的状况难以根本改变；（本改变；（3 3）水土流失、土壤沙化、耕地被）水土流失、土壤沙化、耕地被占；（占；（4 4）水旱灾害日益严重；（）水旱灾害日益严重；（5 5）水资源）水资源短缺。短缺。2 2、环境污染严重、环境污染严重 （1 1）大气污染仍十分严重；（）大气污染仍十分严重；（2 2）水污染状况）水污染状况远未根本解决；（远未根本解决；（3 3）城市噪声污染严重；）城市噪声污染严重；（4 4）工业固体废弃物增加。）工业固体废弃物增加。 四、解决环境问题的根本途径四、解决环境问题的根本途径 1、控制人口

26、；、控制人口；2、增加环保资金投入；、增加环保资金投入；3、促进科技的进步和发展。、促进科技的进步和发展。第三节第三节 环境科学及其分支环境科学及其分支 一、环境科学的研究对象一、环境科学的研究对象 1、 环境科学是以环境科学是以“人类环境人类环境”系统为其系统为其特定的研究对象，研究该系统的发生和发展、特定的研究对象，研究该系统的发生和发展、调节和控制，以及改造和利用的科学；调节和控制，以及改造和利用的科学； 2、环境科学是一门新兴的综合性的边缘科、环境科学是一门新兴的综合性的边缘科学。学。（酝酿于（酝酿于20世纪世纪60年代，集成于年代，集成于20世纪世纪70年代）年代）图15 环境科学与

27、三大科学领域的关系二、环境科学的研究内容和任务二、环境科学的研究内容和任务1、研究内容、研究内容（狭义）（次生环境问题）：（狭义）（次生环境问题）：1 1）人类和环境的关系；）人类和环境的关系； （2 2）污染物在自）污染物在自然环境中的迁移、转化、循环和积累的过然环境中的迁移、转化、循环和积累的过程和规律程和规律 （3 3）环境污染的危害；）环境污染的危害； （4 4）环境状况的调查、评价和环境预测；环境状况的调查、评价和环境预测； （5 5）环境污染的控制和防治；环境污染的控制和防治； （6 6）自然资源）自然资源的保护和合理使用；的保护和合理使用； （7 7）环境监测、分）环境监测、分析

28、技术和预报；（析技术和预报；（8 8）环境区域规划和环境）环境区域规划和环境规划；（规划；（9 9）环境管理。）环境管理。2、任务、任务 ：抓住人类与环境这一矛盾的实质，研究其间抓住人类与环境这一矛盾的实质，研究其间的对立统一规律，掌握其发展规律，以便能的对立统一规律，掌握其发展规律，以便能动地改造环境并积极调节其间的物质和能量动地改造环境并积极调节其间的物质和能量的交换过程，促使环境朝着有利于人类的方的交换过程，促使环境朝着有利于人类的方向演化。向演化。改善环境质量改善环境质量具体化的研究任务具体化的研究任务w全球范围内环境全球范围内环境 演化规律演化规律w人类活动同自然环境之间的关系人类活

29、动同自然环境之间的关系w环境变化对人类生存的影响环境变化对人类生存的影响w区域环境污染综合防治技术措施和管理措施区域环境污染综合防治技术措施和管理措施三、环境科学的发生与发展三、环境科学的发生与发展分化发展阶段分化发展阶段整体发展阶段整体发展阶段1. 分化发展阶段：分化发展阶段：二十世纪二十世纪50年代，第一次把人为活动所引起的环境问题同年代，第一次把人为活动所引起的环境问题同自然灾害区分开来，并辟为专门的科学研究领域自然灾害区分开来，并辟为专门的科学研究领域多学科发展阶段多学科发展阶段片面性、局限性片面性、局限性2. 整体发展阶段整体发展阶段n强调研究对象的整体性，把人类与环境系统看作是强调

30、研究对象的整体性，把人类与环境系统看作是具有特定结构和功能的有机整体具有特定结构和功能的有机整体n运用系统分析和系统组合的方法对人类与环境系统运用系统分析和系统组合的方法对人类与环境系统全面研究全面研究n从整体观点出发，运用普遍联系和发展的原则，协从整体观点出发，运用普遍联系和发展的原则，协调各子系统之间的关系，以寻求高效能的优化结构调各子系统之间的关系，以寻求高效能的优化结构四、环境科学的分科四、环境科学的分科分为三大部分：分为三大部分：1、环境学：环境科学的核心，研究环境科学基、环境学：环境科学的核心，研究环境科学基本理论和方法论；本理论和方法论；2、基础环境学：环境科学发展中形成的基础学

31、、基础环境学：环境科学发展中形成的基础学科；（环境数学、环境物理学、环境化学等）科；（环境数学、环境物理学、环境化学等）3、应用环境学：环境科学中实践应用的学科。、应用环境学：环境科学中实践应用的学科。（环境工程学、环境经济学、环境管理学等）（环境工程学、环境经济学、环境管理学等） 第四节 人类的环境观 人类对其赖以生存的地球环境及人类与环境相互关系的基本认识，就是人类的环境观，在一些相邻的学科中又称之为自然观，或人地关系论。它决定了人类对环境的态度，并制约着人类在生产和生活中的行为。 环境观是建立在自然科学和社会科学的综合知识基础上的，因此它随着社会和科学的发展而改变。一个民族或一个社会在某一历史时期的环境观，指导和制约着该民族或该社会的行为；而社会行为作用于环境，造成环境