环境学概论第1章绪论

1、环环 境境 学学 概概 论论教材和参考书籍z选用教材选用教材z陈佂澳，邹洪涛主编. 环境学概论. 暨南大学出版社，2011. z参考教材参考教材z刘志峰，王静玲等编著. 环境科学概论. 高等教育出版社，2010zDavis,ML, Cornwell,DA著. 王建龙译. 环境工程导论.清华大学出版社 ,2002z左玉辉著，环境学，高等教育出版社，2002z林肇信，刘天齐，刘逸农主编 . 环境保护概论.高等教育出版社，2000，第二版推荐网站z国家环境保护部z中国环境科学研究院z中国环境科学学会z中国环保产业协会z中国环境新闻网z中国环境在线 课程教学要求和建议z是专业基础课，非常重要，是今后专

2、业课程的入门和基础，是将来考研究生的主要课程，因而应重视；z课程内容繁多，几乎涉及生物学生态学化学、高等数学普通物理等多方面知识，教学任务重希望大家可后多预习、复习；z希望大家多反馈意见、多提问，多讨论；z部分内容因时间关系，可能不讲或少讲；部分内容为课本外补充内容，需要课后通过资料查询，进行笔记补充。本课程主要章节（32课时）z第一章 绪论（2）z第二章 环境问题及可持续发展（6）z第三章 生态系统（2）z第四章 环境污染与人体健康（3-4）z第五章 大气污染及防治（4）z第六章 水污染及防治（4）z第七章 土壤环境污染及防治（2）z第八章 声学环境保护（1-2）z第九章 固体废物的处理、处

3、置和利用（2）z第十章 环境质量评价（2）z第十一章 环境管理（2）评估方式zEM1 课堂测试 15%zEM4 作业撰写 15%zEM9 出勤率 15%zEM10 口试 15%zEM3 期末考试 40%第一章第一章 绪论绪论 本章内容本章内容z1 、环境的基本概念及分类z2、环境的基本特征和功能特性z3、环境科学发展及研究对象、内容第一节第一节 环境及其组成环境及其组成z一一 环境环境z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，随中心事物的变化而变化。与中心事物有关的周围事物，就是与中心事物有关的周围事物，就是这个事物的环境这个事物的环境问：环境

4、科学中的环境中心事物问：环境科学中的环境中心事物？答答：人人类类环境科学中的环境环境科学中的环境是指围绕着人群的空间，以是指围绕着人群的空间，以及直接、间接影响人类生存和发展的各种天然及直接、间接影响人类生存和发展的各种天然的和经人工改造过的自然因素的总体的和经人工改造过的自然因素的总体。中华人民共和国环境保护法（2014修订版）中对环境的定义z环境，是指影响人类生存和发展的各种天环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，然的和经过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、包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、湿地、野生生物、自然遗迹、

5、人文草原、湿地、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。乡村等。z环境是人以外的自然-社会-文化-经济综合体自然环境自然环境z空气、阳光、水、土壤、矿物、岩石和生空气、阳光、水、土壤、矿物、岩石和生物等物等环境要素环境要素，以及由这些要素构成的，以及由这些要素构成的各各圈层圈层，如大气圈、水圈、土壤圈、生物圈，如大气圈、水圈、土壤圈、生物圈和岩石圈。和岩石圈。社会环境社会环境z社会环境是指人类的社会制度等上层建筑社会环境是指人类的社会制度等上层建筑条件，包括社会的经济基础、城乡结构以条件，包括社会的经济基础、城乡结构以及同各种社会

6、制度相适应的政治、经济、及同各种社会制度相适应的政治、经济、法律、宗教、艺术、哲学的观念和机构等。法律、宗教、艺术、哲学的观念和机构等。y绿色文化、绿色消费、绿色贸易壁垒、绿色绿色文化、绿色消费、绿色贸易壁垒、绿色GDP二、 环境的基本特征z从对人类社会生存发展的作用的角度来考察，环境的基本特征可以归纳为：y整体性与区域性y变动性和稳定性y资源性与价值性（一）整体性与区域性z环境的整体性：环境的各个组成部分或要素构成了一个完整的系统，故又称系统性z环境的区域性 ：环境（整体）特性的区域差异（二）变动性和稳定性z 环境的变动性：在自然和人类社会行为的共同作 用下，环境的内部结构和外在状态始终处于

7、不断变化之中z 稳定性：环境具有一定的自我调节能力的特性（三）资源性与价值性z环境具有不可估量的价值z环境价值源于环境的资源性 物质性部分（空气、水、动植物、森林、草原、矿产 资源）z资源性 非物质性部分（环境容量、环境状态）三三 环境的功能特性环境的功能特性孤立系统：与外界无物质能量交换的系统封闭系统：与外界有能量但无物质交换的系统开放系统：系统内外存在着物质和能量的变化 和交换 环 境 系 统 是 动 态 系 统 和 开 放 系 统1 整体性：整体性：环境的各组成部分之间以特定的方式联系在一起 局部与全局不可分 环境问题的全球化环境问题的全球化2 有限性：有限性： 地球空间有限 稳定性有限

8、（稳定性有限（调节能力） 资源有限（资源有限（空气、水、动植物、森林、草原、 矿产资源） 环境自净能力有限（环境自净能力有限（环境容量） 3 不可逆性：不可逆性：物质循环可逆 能量流动不可逆 环境只能实现局部恢复环境只能实现局部恢复4 隐显性隐显性 后果的显现需要一个过程和时间 如日本汞污染导致的水俣病（20年）5 持续反应性持续反应性 持续的时间长 人类健康影响大 如人类生殖能力的下降6 灾害放大性灾害放大性 某方面不引人注目的环境污染和破坏，经过环境的 作用后，其危害性无论从深度和广度深度和广度上都会明显放大 人类经济和社会发展不能违背环境的功能特性，否则会导致一系列 环境问题。四四 人类

9、与地球各圈层的关系人类与地球各圈层的关系z人类与大气圈人类与大气圈 z人类与水圈人类与水圈z人类与土壤圈人类与土壤圈 z人类与岩石圈人类与岩石圈 z人类与生物圈人类与生物圈（一）人类与大气圈（一）人类与大气圈z大气圈各组分之间保持着精细的平衡，这大气圈各组分之间保持着精细的平衡，这是地球环境亿万年来发育的结果。是地球环境亿万年来发育的结果。z然而，人类社会实现工业化以来，规模和然而，人类社会实现工业化以来，规模和强度日益加大的人类活动正在破坏这种平强度日益加大的人类活动正在破坏这种平衡，这是人类面临的重大环境问题之一。衡，这是人类面临的重大环境问题之一。z 加拿大达尔豪斯大学的Aaron va

10、n Donkelaar和Randall Martin将两台美国国家航空航天局（ NASA）卫星仪器监测仪器得到的气溶胶总量相加，并且与电脑模型计算出的气溶胶垂直分布量结合在一起，制作出了2001年至2006年PM2.5颗粒污染物浓度图。z（北非撒哈拉沙漠一直延伸到东亚的一大片区域，PM2.5污染指数相当严重）2012年迈向环境可持续的未来中华人民共和国国家环境分析全球污染最严重的全球污染最严重的10个城市个城市z 1太原z 2米兰z 3北京z 4乌鲁木齐z 5墨西哥城z 6兰州z 7重庆z 8济南z 9石家庄z 10德黑兰z 中国500个的城市，只有不到1%达到WHO空气质量标准。2014年1

11、月中国城市 空气污染排名z1、 邢台z2、石家庄z3、保定z4、邯郸z5、衡水z6、济南z7、唐山z8、成都z9、西安z10、武汉（二）（二） 人类与水圈人类与水圈z海洋和陆地上的液态水和固态水构成一个大海洋和陆地上的液态水和固态水构成一个大体连续的圈层覆盖在地球表面，称为水圈。体连续的圈层覆盖在地球表面，称为水圈。z地球上水地球上水13.9108 km3，97.41海水，海水，2.59淡水淡水y冰盖冰川（冰盖冰川（1.984 ）y地下水地下水(0.592%)y河流湖泊（河流湖泊（0.0071 )y土壤水（土壤水（0.005）y大气水（大气水（0.001）近代人类在其生产活动中，给水近代人类在

12、其生产活动中，给水圈带来各种各样的影响圈带来各种各样的影响z（1）兴建大型水库、大坝）兴建大型水库、大坝z（2）大量开采地下水）大量开采地下水z（3）小河流渠道化）小河流渠道化z（4）湖泊的污染、泯灭）湖泊的污染、泯灭z国土资源部南京地质矿产研究所主持的长三角地区地下水资源与地质灾害调查评价报告（上世纪90年代末）:z长三角地面沉降大于200毫米的范围近1万平方公里z上海、苏锡常和杭嘉湖的最大累计沉降量分别达到2.63、1.80和0.82米（三）人类与土壤圈（三）人类与土壤圈z土壤是地球陆地上能供植物生长与繁殖的土壤是地球陆地上能供植物生长与繁殖的疏松表层。疏松表层。z土壤圈是与大气圈、水圈同

13、样重要的第三土壤圈是与大气圈、水圈同样重要的第三大环境要素。大环境要素。 z土壤次生盐渍化z土壤沼泽化z荒漠化及沙化z水土流失z土壤污染（四）人类与岩石圈（四）人类与岩石圈z岩石圈是人类生存环境中最下面的一个圈层，又岩石圈是人类生存环境中最下面的一个圈层，又是地球内部各圈层的最外层。是地球内部各圈层的最外层。z 岩石圈对人类的发展也具有重要的价值，向人类岩石圈对人类的发展也具有重要的价值，向人类提供了丰富的提供了丰富的化石燃料和矿物燃料化石燃料和矿物燃料。z由于人口的持续增长和技术的迅速进步，对矿产由于人口的持续增长和技术的迅速进步，对矿产与能源的需求与日俱增，传统原料与燃料行将耗与能源的需求

14、与日俱增，传统原料与燃料行将耗竭。竭。中国能源消耗情况z2009年中国能源消费总量为21.46亿吨标准油y（美国能源消费总量23.82亿吨标准油）z2014年中国能源消费总量42.6亿吨标准煤z中国是世界最大的能源消费国，2013年占全球消费量的22.4%，以及全球净增长的49% -世界能源统计年鉴 2014400百万吨中国石油中国石油生产能力生产能力中国石油中国石油总需求总需求交通部门交通部门石油需求石油需求供需缺口供需缺口20002010202020302040z“在整个人类历史进程中，获取与控制自然资源（土地、水、能源和矿产）的战争，一直是国际紧张和武装冲突的根源”。 z -世界观察研究

15、所,全球预警推荐图书（五）人类与生物圈（五）人类与生物圈z 生物圈是指地球上有生命的部分，即地球上所有的生物，生物圈是指地球上有生命的部分，即地球上所有的生物，包括人类及其生存环境的总体。包括人类及其生存环境的总体。z 生物圈的发育经历了大约生物圈的发育经历了大约30亿年的历程亿年的历程y30亿年前出现原始细菌亿年前出现原始细菌y20亿年前出现了能进行光合作用的固氮生物，释放出亿年前出现了能进行光合作用的固氮生物，释放出氧气氧气y约约16亿年前形成了含氧气的大气圈亿年前形成了含氧气的大气圈z人类从农业社会进入工业社会后，掌握了人类从农业社会进入工业社会后，掌握了可以同大自然相抗衡的力量。尤其是

16、最近可以同大自然相抗衡的力量。尤其是最近半个世纪以来，科学技术迅猛发展，人类半个世纪以来，科学技术迅猛发展，人类处处以胜利者和占领者的姿态出现，破坏处处以胜利者和占领者的姿态出现，破坏了人类同大自然的平衡和和谐。了人类同大自然的平衡和和谐。17世纪以来鸟类和哺乳类灭绝的数量现在，在人类活动影响下平均 2 年有一种鸟类灭绝平均1.2年有一种哺乳动物灭绝自然状态下平均2000年有一种鸟类灭绝平均8000年有一种哺乳动物灭绝 园中的前园中的前145145块石碑已经倒下，代表有块石碑已经倒下，代表有145145种动物已经灭绝。第种动物已经灭绝。第146146块是白鳍豚的石碑，块是白鳍豚的石碑，半倒半立

17、，说明白鳍豚处于濒危状态。它后面半倒半立，说明白鳍豚处于濒危状态。它后面有有3030块刻着将可能灭绝的物种名称，块刻着将可能灭绝的物种名称，倒数第倒数第3 3块是人类，最后两块是鼠和昆虫。块是人类，最后两块是鼠和昆虫。人类面临的四大危机z人口增长失控z资源枯竭z环境污染z生态破坏第二节第二节 环境科学环境科学一 环境科学的形成与分支z出现背景：环境问题的凸现1 环境科学的发展历程z 环境科学诞生于20世纪的60年代y标志是1962年Rachel Carson的Silent Spring，1968年国际科学联合理事会 设立环境问题科学委员会z 7080年代得到了迅速发展y标志1972年联合国人类

18、环境会议，1987年Our Common Future提出“可持续 发展”概念z 90年代学科体系趋于成熟y1992年联合国环境与发展大会（UNCED）里约环境与发展宣言(Rio Declaration on Environment and Development)、21世纪议程（Agenda 21）z 21世纪环境科学学科在广度和深度上得到了更全面的拓展2 中国环境科学的发展z 6070年代：无知无畏的年代。z 80年代：开拓时代。开始在高等院校和研究机构设立环境科学系或研究所。z 90年代：发展时代。1998年国家和教育部设立环境科学与工程一级学科。国家把可持续发展作为基本国策之一。z 2

19、1 世纪：高速发展，应用广泛，环境科学与人类的现代和未来生活关系密切的时代。3 环境科学的概念z是一门研究人类社会发展活动与环境 演化规律之间相互作用关系，寻求人 类社会与环境协同演化、持续发展途 径与方法的科学。4 4 环境科学的研究对象环境科学的研究对象z “人类人类-环境环境”系统系统 z （人类与环境的相互作用）5 环境科学的定位 环境科学集自然科学、技术科学与社会科学为一体，是由多学科到跨学科的庞大科学体系组成的新兴学科、边际学科。环境科学的定位环境科学的定位：边缘性交叉性学科综合性环境物理化学生物经济法律管理边缘性环境环境物理环境生物环境经济环境法律 环境管理环境化学交叉性环境科学

20、的定位环境科学的定位：边缘性交叉性学科综合性综合性环境环境物理环境生物环境经济环境法律 环境管理环境化学环境问题的解决环境科学的定位环境科学的定位：边缘性交叉性学科综合性6 6 环境科学的分支环境科学的分支环境地学环境化学环境生态学环境数学环境毒理学环境物理学水环境学土壤环境学大气环境学生物环境学环境医学物理环境学环境生物学环境工程学环境控制学环境监测学环境经济学环境法学环境管理学环境心理学环境伦理学环境教育学环境污染化学环境分析化学环境控制化学环境声学环境光学环境电磁医学环境热学环境空气动力学环境污染防治工程技术环境系统工程技术环境区域综合整治技术环境质量评价学环境规划学按学科按环境要素自然

21、环境科学技术环境科学社会环境科学二二 环境科学的研究内容环境科学的研究内容z人类和环境的关系人类和环境的关系z污染物在自然环境中的迁移、转化、循环和积累的过程和规律z环境污染的危害环境污染的危害z环境状况调查、评价和环境预测z环境污染的控制和防治环境污染的控制和防治z自然资源的保护和合理利用z环境监测、分析技术和预报环境监测、分析技术和预报z环境区域规划和环境规划z环境管理环境管理现阶段环境科学急需研究的热点领域集中在z 探讨人类社会持续发展对环境的影响及其环境质量的变化规律。z 揭示人类活动同自然环境之间的关系，探索环境变化对人类生存和地球环境安全的影响z 帮助人类树立正确的社会发展观，研究

22、和探讨环境污染控制技术和管理手段，解决不同时空尺度下环境问题三 环境工程(Enviormental Engineering)z美国土木工程师学会环境工程分会发表了以下的声明：z环境工程通过健全的工程理论与实践来解决环境卫生问题。主要包括：y提供安全、可口和充足的公共给水；y建立城市和农村符合卫生要求的排水系统；y适当处置与循环使用废水和固体废物；y控制水、土壤和空气污染、并消除这些问题对社会和环境所造成的影响。环境工程学z认识一：x环境工程学是研究环境污染防治技术的原理和方法的学科，主要是研究对废气、废水、固体废物、噪声，以及对造成污染的放射性物质、热、电磁波等的防治技术z认识二：x环境工程学

23、除研究污染防治技术外还应包括环境系统工程、环境影响评价、环境工程经济和环境监测技术工程与工程师z 工程是一种职业，它利用通过学习、经验、实践所获得的数学和自然科学知识，寻求经济地利用物质和自然力量的方法，以造福人类z 工程师与科学家不同“科学家发现事物，工程师使它们有用” (Scientist discover things, Engineers make them work) 注册环保工程师z环保工程师的从业范围包括环境工程设计、技术咨询、设备招标和采购咨询、项目管理、施工指导等各类工程服务活动。注册环保工程师执业资格考试z考试日期为每年第三季度z实行全国统一大纲、统一考试制度，分为基础考试和专业考试注册环保工程师执业资格考试z 基础考试内容包括：高等数学、普通物理、普通化学、理论力学、材料力学、流体力学、计算机应用技术、电工电子技术、工程经济、工程流体力学与流体机械、环境工程微生物