引言环境科学-交叉和综合的科学环境问题的演化,人类面

引言：环境科学-交叉和综合的科学

环境问题的演化，人类面临的环境挑战环境的定义、人与环境的概念环境学、环境科学，环境科学的分支环境科学的定位：边缘性、交叉性学科、综合性主要教材：EnvironmentalScience,9thEdition,RichardT.Wright,PEARSONPrenticeHall,2004EnvironmentalScienceAstudyoninterrelationship,EldonD.EngerandBradleyF.Smith,TheMcGraw-HillCompanies,2004参考书目：环境学，左玉辉主编，高等教育出版社，2002环境科学概论，杨志峰、刘静玲等编著，高等教育出版社，2004环境问题的演化，人类目前面临的环境挑战环境公害对环境问题严重性的认识起源于本世纪20-50年代环境公害对人体健康的直接影响。发达国家在工业化过程中发生的公害事件，如洛杉矶光化学烟雾事件、伦敦烟雾事件、米糠油事件、水俣病事件等使我们对工业污染的危害有了深刻的认识。促使发达国家投入大量资金，研究工业污染物的排放标准、控制技术及相应的经济政策和环境法规。中国是否存在环境公害？最近发生的环境公害是什么？更广泛的环境问题随着经济的迅速发展，人类面对的环境问题层出不穷，如酸沉降、光化学烟雾、湖泊富营养化、海洋赤潮、全球气候变化、臭氧层破坏、土壤沙漠化、生物多样性损失等，影响范围和时间超出工业污染导致的环境公害。时间空间日月年10年局部区域全球环境公害酸沉降光化学烟雾湖泊富营养化海洋赤潮全球气候变化臭氧层破坏生物多样性损失土壤破坏我们面临的环境与资源问题人类对自然资源的掠夺性开发将使我们和我们后代很快面临资源贫乏、生态破坏、发展无以为继的局面。土壤的退化ll0个国家（共10亿人口）可耕地的肥沃程度在降低。在非洲、亚洲和拉丁美洲，由于森林植被的消失、耕地的过分开发和牧场的过度放牧，土壤侵蚀情况十分严重。裸露的土地无法长期抵御风雨的剥蚀。有些地方土壤的年流失量可达每公顷100吨。化肥和农药过量使用、空气污染物的沉降、泥浆的喷洒、危险废料的堆弃，都对土地造成不可逆转的损害。中国？WorldTotals(millionhectares)VegetationRemoval 579Overexploitation 133Overgrazing 679AgriculturalActivities 522IndustrialandBioindustrial 23DegradedSoilMeansLessFood

土壤退化意味着食物减少气候变化和能源浪费海平面的升高将淹没许多人口稠密的地区（如盂加拉国、中国沿海地带以及太平洋和印度洋上的多数岛屿）。气温的升高也将对农业和生态系统带来严重影响。生物多样性的损失由于城市化、农业发展、森林减少和环境污染，自然区域变得越来越小，导致数以千计物种的灭绝。一些物种的绝迹会导致许多可被用于制造新药品的分子消失，还会导致许多能有助于农作物战胜恶劣气候的基因消失，甚至会引起新的瘟疫。过去数百年里，温带地区失去了大部分森林。最近几十年以来，热带地区森林面积减少的情况也十分严重。在1980－1990年，世界上有1.5亿公顷森林（占全球森林面积的12%）消失。按照目前这种速度，40年以后，一些东南亚国家就再也见不到一棵树了。ForestLossIsSevereintheTropics森林面积减少在发展中国家，80-90%的疾病和l/3以上死亡者的死因都与受细菌或化学污染的水有关。现在，每天有2.5万人死于通过水传染的疾病。在农业发展程度较高的国家，由于过多使用农药和化肥，地面和地下水都受到了严重的污染。从下个世纪开始，世界上将有l/4的地方长期缺水。水的减少有可能引发严重的国与国间冲突。淡水资源受到威胁

工业带来的数百万种化合物存在于空气、土壤、水、植物、动物和人体中。作为地球上最后的大型天然生态系统，极地冰盖也受到了污染。有机化合物、重金属、有毒产品通过食物链富集，最终威胁到动植物的健康，引发癌症，导致土壤肥力减弱。化学污染

城市化-人口爆炸-农业土地退化-贫穷所有这些因素促使第三世界数百万农民离开农村，聚集于大城市的贫民窟里。大城市里的生活条件将进一步恶化：拥挤、水污染、卫生条件差、无安全感。这些大城市的无序扩大也损害到了自然区域。由于废水和垃圾很少得到处理，环境受到了严重破坏。

海洋的过度开发和沿海地带被污染SomeFishStocksHaveCollapsed

fromOverfishing由于过度捕捞，海洋的渔业资源正以可怕的速度减少。许多靠海产品蛋白质为生的穷人面临着饥饿的威胁。富集于鱼肉中的重金属和有机磷等有可能给食鱼者带来严重的健康问题。沿海地区也受到了巨大的人口压力，全世界有60%的人口挤在离大海不到100公里的地方。

多数大城市里的空气含有许多由取暖、运输和工厂生产产生的污染物。这些污染物威胁着数千万市民的健康，导致许多人失去了生命。SO2

排放空气污染

每年春天，在地球的两个极地的上空形成臭氧层空洞，北极的臭氧层损失20-30％，南极的臭氧层损失50%以上。紫外辐射的增加威胁到人体健康和生物遗传基因。极地臭氧层空洞面对今天的环境问题，传统的工业污染治理方式显得无能为力。传统上，工业界在污染治理中处于被动的角色，在民间的压力、政府经济政策的引导和环境法规的要求下，采取末端治理措施以求达到污染排放标准。然而新的环境问题层出不穷，社会对工业污染控制的要求也越来越多，越来越严。化石燃料为能源的火力发电厂降低烟尘而采取除尘设备、 降低二氧化硫采用脱硫设备 降低氮氧化物而采用脱氮设备减少温室效应气体排放的脱碳要求？？层出不穷的环境问题使得污染控制的成本不断增加。传统的工业污染治理难以应付新的环境问题Globalpopulationcontinuestorise经济发展面对资源有限的困境人口的增长需要经济的不断发展来满足人的需求能源、矿物、森林、水、土壤等资源的自然存量有限使经济发展与环境和生态保护成为更加对立的矛盾。

定义：“既满足当代人的需求又不危及后代人满足其需求的发展”。可持续发展的概念为经济发展与环境和生态保护之间的矛盾提供了解决方向。自1992年联合国环境与发展大会（巴西里约日内卢）起“可持续发展”的概念为国际社会普遍接受。可持续发展的概念1.SubstancesfromEarth’scrustmustnotsystematicallyincreaseintheecosphere.

来自于地壳的物质不应在生态圈中系统地积累2.Substancesproducedbysociety(man-madematerials)mustnotsystematicallyincreaseintheecosphere.

人类社会生产的物质不应在生态圈中系统地积累3.Theproductivityanddiversityofnaturemustnotbesystematicallydiminished.

自然的生产力和多样性不应得到系统地削弱4.Therefore,theremustbefairandefficientuseofresourcestomeethumanneeds.

因而，必须公平和有效地使用资源以满足人类需求。Source:ACompassforSustainableDevelopment.ByKarl-HenickRobert,HermanDaly,PaulHawkenandJohnHolmberg.PrinciplesofSustainability可持续性原则环境学/环境科学

环境科学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。它集自然科学、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。

自然科学地球圈层的物理、化学、生物规律资源环境技术污染物的排放、迁移、转化人体健康生态影响环境容量资源存量技术科学社会科学经济政策环境法规环境的定义环境:相对于一定中心事物而言，与某一中心事物相关的周围事物的结合就称为这一中心事物的环境中心事物：环境最主要的属性，代表了环境服务的对象和重点，是环境的主体。环境客体：与中心事物相关的周围事物，可以是物质或非物质。主体的不同是各个学科研究的环境之间最根本的差别；客体的不同则是各个子环之间的差别。生态学：主体为生物环境科学：主体为人类，客体为人类周边相关的事物环境多样性自然环境的多样性 物质多样性 过程多样性 形态多样性 功能多样性人类需求与创造的多样性 物质需求多样性 精神需求多样性 创造多样性人与环境相互作用的多样性 作用界面多样性 作用方式多样性 作用过程多样性 作用效果多样性环境科学的定位：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的定位：边缘性交叉性学科综合性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环境科学技术环境科学社会环境科学污染与健康资源与可持续发展人居环境城市及乡村环境区域环境全球环境大气环境水环境土壤环境生态环境社会环境环境健康:毒理流行病学人体暴露资源生态环境控制:物理化学