进行污水净化回收利用讲课教案

1、进行污水净化回收利用生态工程生态工程 是指人类应用是指人类应用生态学生态学和和系统学系统学等学科的基等学科的基本原理和方法，通过本原理和方法，通过系统设计系统设计、调控调控和和技术组技术组装装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类人类社会社会和和自然环境自然环境的和谐发展。的和谐发展。5.1 5.1 生态工程的基本原理生态工程的基本原理生态工程建设的目的：生态工程建设的目的： 遵循自然界遵循自然界物质循环

2、物质循环的规律，充分发挥的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止资源的生产潜力，防止环境污染环境污染，达到，达到经济经济效益效益和和生态效益生态效益的同步发展。与传统的工程的同步发展。与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。持续的工程体系。一、关注生态工程建设一、关注生态工程建设分析传统经济模式带来哪些问题？分析传统经济模式带来哪些问题？资料资料1 1： 19981998年夏季，长江流域经历了自年夏季，长江流域经历了自19541954年以来的最大洪灾。年以来的最大洪灾。加上其他地区水灾，加上其他地区水灾，19981998年全国受灾人数

3、上亿，近年全国受灾人数上亿，近500500万所房屋万所房屋倒塌，倒塌，20002000多万公顷的土地被淹，直接经济损失达多万公顷的土地被淹，直接经济损失达16001600多亿元多亿元人民币。人民币。1.1.导致导致19981998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？年长江洪水泛滥的主要原因是什么？根本原因根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。剧减少。直接原因直接原

4、因：19981998年度的罕见降雨。但这也与全球温室年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。2.2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？传统经济发展模式传统经济发展模式不注重生态环境的保护不注重生态环境的保护，没考虑生，没考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。资料资料2 2：我国是农业大国，人均土地、水：我国是农业大国，人均土地、水等资源占有量远低于世界平均水平。虽等资源占有量远低于世界平均水平。虽然我国

5、用占世界然我国用占世界10%10%的耕地养活了占世界的耕地养活了占世界21%21%的人口，我国的人口，我国受到西方受到西方“石油农业石油农业”模式的影响。模式的影响。你对你对“石油农业石油农业”是如何理解的？是如何理解的？ “石油农业石油农业”大量使用化肥、农药和机械大量使用化肥、农药和机械的生产方式，需要大量的石油、煤、天然气等的生产方式，需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力。把农业生产变成了机械过程作为原料或动力。把农业生产变成了机械过程和化学过程，和化学过程，废弃物和有害物质的数量很庞大废弃物和有害物质的数量很庞大。 在不同的国家有不同的改进措施。例如，在不同的国家有不同的改进措施

6、。例如，在我国，人多地少，应该大力发展生态农业。在我国，人多地少，应该大力发展生态农业。传统经济模式：毁坏传统经济模式：毁坏水、大气、土水、大气、土壤和生物资源壤和生物资源，消耗地球赠给我们，消耗地球赠给我们的的自然资本自然资本，并造成环境污染。，并造成环境污染。为了可持续发展，走生态经济之路。为了可持续发展，走生态经济之路。生态经济：生态经济： 主要是通过实行主要是通过实行“循环经济循环经济”的原则，的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，为实现循环经济最重要废弃物

7、的资源化，为实现循环经济最重要的手段之一。的手段之一。物质循环再生原理物质循环再生原理物种多样性原理物种多样性原理协调与平衡原理协调与平衡原理整体性原理整体性原理系统学和工程学原理系统学和工程学原理（1 1）系统的结构决定功能原理）系统的结构决定功能原理（2 2）系统整体性原理）系统整体性原理二、生态工程所遵循的基本原理二、生态工程所遵循的基本原理1 1、物质循环再生原理、物质循环再生原理 地球以有限的空间和资源，长久维持着众地球以有限的空间和资源，长久维持着众多生物的生存、繁衍和发展，奥秘就在于多生物的生存、繁衍和发展，奥秘就在于物质物质能够在各类生态系统中能够在各类生态系统中，进行区域小循

8、环和全进行区域小循环和全球地质大循环球地质大循环，循环往复循环往复，分层分级利用分层分级利用，从，从而达到取之不尽，用之不竭的效果。而达到取之不尽，用之不竭的效果。无废弃物农无废弃物农业业我国我国古代传统农古代传统农业的辉煌成业的辉煌成就之一，是就之一，是生态工程最生态工程最早和最生动早和最生动的一种模式。的一种模式。无废弃物农业无废弃物农业通过积极通过积极种植能够固氮的豆科作物，种植能够固氮的豆科作物，以及收集一切可能的有机物以及收集一切可能的有机物质，包括人畜粪便、枯枝落质，包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程老墙土以及农产品加工

9、过程中的废弃物等，采用堆肥和中的废弃物等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田中，改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤中，改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。2 2、物种多样性原理、物种多样性原理单一的樟子单一的樟子松林被松毛松林被松毛虫害死。虫害死。食物链短而食物链短而单调，缺少单调，缺少松毛虫、天松毛虫、天牛的天敌。牛的天敌。生物多样性很高的珊生物多样性很高的珊瑚礁维持的很好瑚礁维持的很好 物种多而繁杂的生态系统具有较高的物种多而

10、繁杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性抵抗力稳定性。生物多样性程度高，可以。生物多样性程度高，可以为各类生物的生存提供多种机会和条件。为各类生物的生存提供多种机会和条件。众多的生物通过众多的生物通过食物链食物链关系互相依存，就关系互相依存，就可以在有限的资源条件下，可以在有限的资源条件下，产生或容纳更产生或容纳更多的生物量多的生物量，提高系统，提高系统生产力生产力。3 3、协调与平衡原理、协调与平衡原理由于周边城市、工业和由于周边城市、工业和农田的排水中氮、磷的农田的排水中氮、磷的浓度较高，使太湖水体浓度较高，使太湖水体中的水葫芦和藻类疯长中的水葫芦和藻类疯长 西北地区年降雨量西北地区年降雨量4

11、50nm450nm，只适宜种植灌木和草的地区，只适宜种植灌木和草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，“杨家将杨家将”因为不适应因为不适应长成了长成了“小老头小老头”防护林变成了残败的防护林变成了残败的“灰色长城灰色长城”。 处理好生物与环境的协调与平衡，处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑需要考虑环境承载力环境承载力。环境承载力又。环境承载力又称环境容纳量是指某种环境所能养活称环境容纳量是指某种环境所能养活的生物种群的数量。的生物种群的数量。4 4、整体性原理、整体性原理进行生态工程建设时，不但进行生态工程建设时，不但要考虑到要考虑到自然生态系统自然生态系

12、统的规的规律，更重要的是，要考虑到律，更重要的是，要考虑到经济经济和和社会社会等系统的影响力。等系统的影响力。另外，社会习惯、法律制度另外，社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着等也都对生态工程建设有着重要影响。重要影响。5 5、系统学和工程学原理、系统学和工程学原理（1 1）系统的结构决定功能原理）系统的结构决定功能原理 生态工程需要考虑系统内部不同组分之间生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，的结构，通过改变和优化结构通过改变和优化结构，达到改善系统达到改善系统功能功能的目的。的目的。 若把系统的结构比作计算机网络，分若把系统的结构比作计算机网络，分析三种计算机网络结构示意图：析

13、三种计算机网络结构示意图：工作的可靠性哪个高？工作的可靠性哪个高？系统整体性原理系统整体性原理 系统各组分之间要有适当的比例关系，系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即各部分之和的效果，即“1+12”1+12”。5 5、系统学和工程学原理、系统学和工程学原理例例1 1：珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力，得益：珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力，得益于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物动物营养循环。动物营养循

14、环。通常情况下，失去了共生藻类的珊瑚虫会因为死亡而通常情况下，失去了共生藻类的珊瑚虫会因为死亡而导致珊瑚礁逐渐导致珊瑚礁逐渐“白化白化”，失去其鲜艳的色彩，那里，失去其鲜艳的色彩，那里的生物多样性也将锐减，从而造成系统的崩溃。的生物多样性也将锐减，从而造成系统的崩溃。例例1 1：豆科作物和固氮菌的共生也是一例。固氮菌为豆：豆科作物和固氮菌的共生也是一例。固氮菌为豆科作物提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物科作物提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。者的生长都要受到损害。2单一

15、的人工林比天然混合林的稳定性低，容易单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理（）遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理（） A物质循环再生原理物质循环再生原理 B协调与平衡原理协调与平衡原理 C物种多样性原理物种多样性原理 D系统整理性原理系统整理性原理1实现循环经济的最重要的手段之一是（实现循环经济的最重要的手段之一是（ ） A大力发展大力发展“石油农业石油农业” B生态工程生态工程 C清除污染物清除污染物 D禁止产出污染物禁止产出污染物3城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实现废物资源化利用。与该做法关系最密切

16、的生态现废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态工程原理是（工程原理是（ ） A物种多样性原理物种多样性原理 B整体性原理整体性原理 C物质循环再生原理物质循环再生原理 D系统学原理系统学原理4协调与平衡原理主要指（协调与平衡原理主要指（ ） A生物与环境的适应及环境对生物的承载力生物与环境的适应及环境对生物的承载力 B系统各组分之间要有适当的比例关系系统各组分之间要有适当的比例关系 C自然系统、经济系统、社会系统协调统一自然系统、经济系统、社会系统协调统一 D物质循环和能量流动协调统一物质循环和能量流动协调统一5.人类设计生态工程的根本目标是（人类设计生态工程的根本目标是（ ） A促进自然界

17、良性循环的前提下，达到生促进自然界良性循环的前提下，达到生态效益与经济效益的同步发展态效益与经济效益的同步发展 B促进自然界良性循环的前提下，防治环促进自然界良性循环的前提下，防治环境污染，提高经济效益境污染，提高经济效益 C防治环境污染，达到生态效益与经济效防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展益的同步发展 D促进自然界良性循环的前提下，充分发促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展效益与经济效益的同步发展6.我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多

18、种，其中一个主要原因是超载放牧，导因有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理（工程的什么原理（ ） A系统整体性原理系统整体性原理 B协调与平衡原理协调与平衡原理 C物种多样性原理物种多样性原理 D整体性原理整体性原理7在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是（工程原理是（ ） A

19、系统整体性原理系统整体性原理 B整体性原理整体性原理 C系统结构决定功能原理系统结构决定功能原理 D以上都不是以上都不是8（多选）生态工程体系的特点是（多选）生态工程体系的特点是（ ） A少消耗少消耗 B多效益多效益 C可持续可持续 D多投资多投资5 5.2.2生态工程的实例和发展前景生态工程的实例和发展前景 类型类型内容内容农村综农村综合发展合发展型生态型生态工程工程小流域小流域综合治综合治理生态理生态工程工程大区域大区域生态系生态系统恢复统恢复工程工程湿地生湿地生态恢复态恢复工程工程矿区废矿区废弃地的弃地的生态恢生态恢复工程复工程城市环城市环境生态境生态工程工程问题问题对策对策案例案例阅读

20、课文后总结阅读课文后总结 一、生态工程的实例生态工程的实例1 1、农村综合发展型生态工程、农村综合发展型生态工程问题问题: :农村中物质农村中物质、 能量的多级利用问题能量的多级利用问题对策对策: :进行进行综合发展型生综合发展型生 态工程态工程案例案例: :北京窦店村以沼气北京窦店村以沼气 为中心的为中心的生态工程生态工程1.1.这一案例中，主要运用了哪些生态工程基本原理？这一案例中，主要运用了哪些生态工程基本原理？物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理等。物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理等。2.2.这一生态系统的结构和功能有哪些特点？有哪些值这一生态系统的结构和功能有哪些

21、特点？有哪些值得借鉴的做法？得借鉴的做法？ 这个案例以沼气工程为核心，农林牧副渔各业全面这个案例以沼气工程为核心，农林牧副渔各业全面发展，增加了劳动力就业机会，促进了经济发展；同时发展，增加了劳动力就业机会，促进了经济发展；同时又降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。又降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。2 2、小流域综合治理生态工程、小流域综合治理生态工程问题问题: :小流域水土小流域水土 流失问题流失问题对策对策: :进行综合治理进行综合治理 案例案例: :甘肃陇南县甘肃陇南县”九九 子登科子登科”模式模式山顶戴帽子：山顶戴帽子：山头实行封禁管理、营造水土保持林，山头实行封禁管理、营

22、造水土保持林，保护和恢复植被；保护和恢复植被；山腰系带子：山腰系带子：半山陡坡退耕还林还草，发挥林草拦半山陡坡退耕还林还草，发挥林草拦蓄作用，减少径流；蓄作用，减少径流；坡地修台子：坡地修台子：坡耕地以坡改梯田为突破口，建设基坡耕地以坡改梯田为突破口，建设基本农田，为调整农业产业结构提供条件；本农田，为调整农业产业结构提供条件；地埂锁边子：地埂锁边子：充分利用地埂种植经济作物，既获得充分利用地埂种植经济作物，既获得经济效益，又保护地埂；经济效益，又保护地埂；荒地荒沟栽苗子：荒地荒沟栽苗子：在荒山、荒沟、荒坡地建设薪炭在荒山、荒沟、荒坡地建设薪炭林；林；山脚种果子：山脚种果子：山脚发展经济林果园

23、，促进商品经济山脚发展经济林果园，促进商品经济发展；发展；沟底穿靴子：沟底穿靴子：在干、支、毛沟沟底修建谷坊、拦挡在干、支、毛沟沟底修建谷坊、拦挡坝，建设沟坝地，拦蓄泥沙，防止沟壑被水冲蚀而导致其坝，建设沟坝地，拦蓄泥沙，防止沟壑被水冲蚀而导致其不断扩张；不断扩张；见缝插针钉扣子：见缝插针钉扣子：利用田间地头、房前屋后栽植林利用田间地头、房前屋后栽植林果，发挥零星作用，提高治理程度；果，发挥零星作用，提高治理程度；秋田盖罩子：秋田盖罩子：在缓坡耕地改顺坡种植为横坡等高种在缓坡耕地改顺坡种植为横坡等高种植、实行地膜覆盖等保土耕作措施。植、实行地膜覆盖等保土耕作措施。”九九子子登登科科”模模式式基

24、本原理：基本原理：整体性原理，协调与平衡原理整体性原理，协调与平衡原理3 3、大区域生态系统恢复工程、大区域生态系统恢复工程问题问题: :我国土地荒我国土地荒 漠化问题漠化问题对策对策: :植树造林植树造林、退耕、退耕 还林、还草还林、还草 案例案例: :退耕还草退耕还草和三和三 北防护林建设北防护林建设n基本原理：基本原理：协调与平衡原理，整体性协调与平衡原理，整体性原理，生物多样性原理。原理，生物多样性原理。2.2.这一工程横跨多个省区，根据协调与平衡原理和这一工程横跨多个省区，根据协调与平衡原理和生物多样性原理，不同地区在造林设计上应当注意生物多样性原理，不同地区在造林设计上应当注意什么

25、问题？什么问题？ 三北防护林跨越中国三北防护林跨越中国1313个省、直辖市、自治区个省、直辖市、自治区; ;首先应考虑首先应考虑树种树种的生态适应性问题，的生态适应性问题，种植适宜品种，种植适宜品种，宜林则林，宜灌则灌，宜草则草宜林则林，宜灌则灌，宜草则草；其次要考虑；其次要考虑树种树种的多样性，保证防护林体系的稳定性的多样性，保证防护林体系的稳定性；不同地区应；不同地区应根据当地情况采取不同的策略，如条件恶劣的地区根据当地情况采取不同的策略，如条件恶劣的地区应该结合自然恢复力，而农区的防护林中农田防护应该结合自然恢复力，而农区的防护林中农田防护林网可能占较大比重。林网可能占较大比重。4 4、

26、湿地生态恢复工程、湿地生态恢复工程问题问题: :湿地的缩湿地的缩 小和破坏问题小和破坏问题 对策对策: :控制污染控制污染 、退、退 田还湖田还湖案例案例: :江西鄱阳湖湿江西鄱阳湖湿 地生态恢复工程地生态恢复工程 基本原理：基本原理：协调与平衡原理，整体性原理协调与平衡原理，整体性原理1.1.当初人们为什么要围湖造田？当初人们为什么要围湖造田？ 主要原因：我国历来人多地少，在主要原因：我国历来人多地少，在“以粮为纲以粮为纲”的年代，的年代，围湖造田，种植农作物，以生产更多的粮食；片面强调经济围湖造田，种植农作物，以生产更多的粮食；片面强调经济发展，没有认识到湖泊的巨大生态调节功能也是重要原因

27、。发展，没有认识到湖泊的巨大生态调节功能也是重要原因。2.2.为什么说为什么说“退耕还湖退耕还湖”是一项巨大的系统工程？实施这是一项巨大的系统工程？实施这一工程面临的主要困难是什么？一工程面临的主要困难是什么？ 退耕还湖不仅包括退耕地为湖区，还包括退耕后湖区上游退耕还湖不仅包括退耕地为湖区，还包括退耕后湖区上游以及湖区周围的生态环境保护工作；更重要的是原耕地上居以及湖区周围的生态环境保护工作；更重要的是原耕地上居民的迁移，要解决迁出居民的生活和就业等问题，这是退耕民的迁移，要解决迁出居民的生活和就业等问题，这是退耕还湖工程的主要困难。还湖工程的主要困难。3.3.地处湖区上游的人们对湿地恢复生态

28、工程负有什么责任？地处湖区上游的人们对湿地恢复生态工程负有什么责任？ 保护环境，减少水土流失和水污染。例如保护环境，减少水土流失和水污染。例如, ,减少工厂、生活减少工厂、生活污水往水体中的排放，农田中减少化肥和农药的施用量等。污水往水体中的排放，农田中减少化肥和农药的施用量等。5 5、矿区废弃地的生态工程、矿区废弃地的生态工程问题问题: :矿区生态环矿区生态环 境的破坏问题境的破坏问题 对策对策: :修复土地修复土地、恢复恢复 植被等植被等案例案例: :赤峰市元宝山矿赤峰市元宝山矿 区生态恢复工程区生态恢复工程 基本原理：基本原理：系统学和工程学原理系统学和工程学原理 1.1.在这一案例中，

29、恢复植被的措施是植树和种草，为什么不在这一案例中，恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？是种植农作物？ 矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，因此代之以适矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，因此代之以适应性强，耐旱的灌木、草和树。应性强，耐旱的灌木、草和树。 2.2.怎样合理地筹划养殖肉牛的数量？怎样合理地筹划养殖肉牛的数量？ 首先要考虑到牧草的产量，以草定畜；从外地调运饲料要考首先要考虑到牧草的产量，以草定畜；从外地调运饲料要考虑饲养成本；更重要的是要考虑到土地对粪肥的承载力虑饲养成本；更重要的是要考虑到土地对粪肥的承载力, ,以及对以及对粪肥的加工或利用情况，要保持在承载力范

30、围以内，以免养殖粪肥的加工或利用情况，要保持在承载力范围以内，以免养殖规模过大，粪肥数量巨大而造成新的污染。规模过大，粪肥数量巨大而造成新的污染。 3.3.除煤矿外，你知道还有哪些矿区吗？这些矿区的恢复工程除煤矿外，你知道还有哪些矿区吗？这些矿区的恢复工程与煤矿是否有不同之处？与煤矿是否有不同之处？ 除煤矿外，还有金矿、铁矿等。这些生态恢复工程最重要的除煤矿外，还有金矿、铁矿等。这些生态恢复工程最重要的是改良表土，恢复植被，但要因地制宜。是改良表土，恢复植被，但要因地制宜。6 6、城市环境生态工程、城市环境生态工程问题问题: :城市生态系统面临城市生态系统面临 的垃圾的垃圾、大气大气、噪音噪音 等污染问题等污染问题 对策与对策与案例案例: 城市绿化污水净化和废弃城市绿化污水净化和废弃物处理等综合治理物处理等综合治理 基本原理：基本原理：协调与平衡原理，整体性原理协调与平衡原理，整体性原理1.1.汽车尾气是