环境科学概论第二版人类活动与环境问题

第4章人类活动与环境问题4.1人类发展与环境的关系4.2人类活动与环境危机4.3环境与人类健康4.4小结

4.1人类发展与环境的关系人类与环境之间存在着对立统一关系对立，即人类的主观需求和有目的活动，同环境客观属性和发展规律之间，不可防止地存在着矛盾统一，即人类存在于一定的空间，其活动总与周围环境相互作用、相互制约历来人类更多的是利用环境，加剧了对环境的破坏，而极少保护环境环境予以人类以维持生存的物质，人类的生存绝对不可能离开环境和多种资源地理环境指生物尤其是人类赖以生存和发展的地球表层，涉及自然、经济和社会文化环境人类从地理环境中发展起来，反过来又对地理环境施加影响，且这种影响越来越明显4.1.1人类与环境相互依存20世纪50年代以来，人类对于发展认识不断深化，时至今日更强调以人为本的发展人类的发展要以保护环境为条件，保护环境也离不开人类经济发展经济发展带来环境问题，增强处理环境问题的实力；环境问题的处理又为经济连续稳定发展奠定基础4.1.2人类发展过程与环境环境与发展的辩证关系图

4.1.2人类发展过程与环境人类的发展与自然资源息息有关

人口剧增与经济发展压力正在超出资源基础承载极限全球性的资源危机，引起了一系列有关的全球问题4.1.3人类发展与资源消费的平衡

绿色卡片：环境史（environmentalhistory）

环境史诞生于环境危机形势严峻，人类环境意识空前强烈的20世纪后期，是一门新兴的学科。研究对象：自古至今与自然其他部分有关联的人类的生活，劳作和思索。宗旨：从与自然有关联的新视角重新探索对人类社会历史发展的认识，以便愈加好地把握人类对历史的影响，从而为寻找环境问题的答案提供基本视角。人类改造利用自然界的同步，又将产生的废弃物返还给自然界；人口剧增,废弃物量急剧增长，其间不乏有毒有害物质；当超出自然界自净和调整的阈值时，就会影响人类和其他生物的生存和发展，从而产生环境问题。4.2人类活动与环境危机环境问题是指因为自然力或人类活动所造成的全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和社会发展的多种现象。按成因，其分类如下图所示：环境问题

原生环境问题自然力引起次生环境问题人类活动引起如火山喷发、地震、洪涝、干旱、滑坡等引起的环境问题环境污染资源短缺耗竭生态破坏4.2.1环境问题的实质生产能力提升，人类对自然界改造和干预增多，当超出阈值时，自然界不能经过自我调整恢复平衡，人与自然将处于不协调状态。人类的行为未超出自然界所允许的阈值时，人与自然就友好相处。人类活动与全球环境问题的关系4.2.1环境问题的实质人类活动与全球环境问题的关系发达国家发展中国家高度经济活动工业污染农业污染高科技产业污染人口剧增滥用资源臭氧层空洞温室效应酸雨森林资源降低水土流失水资源危机地面下沉海水入侵荒漠化生物多样性降低海洋污染淡水污染固体废弃物污染土壤污染噪声污染光污染……热污染放射性污染耕地降低……石油煤炭使用化学物质使用12342、3101.氟利昂等破坏臭氧层的气体排放；2.CFCs等温室气体的排放；3.CO2等温室气体的排放；4.硫氧化物排放；5.乱砍滥伐；6.过分放牧；7.水资源不合理开发利用；8.过分开采地下水；9.滥捕滥采；10.建筑业发达，城市夜景；11.工业“三废”排放；12.机械运转；13.施用农药、化肥；14.火箭和超音速飞机飞行时释放的氮氧化物；15.玻璃幕墙；16.核工业；17.自然资源的消耗量剧增；18.人类生活排放污染物剧增；19.交通、建筑业迅猛发展；20.居住占用11111112111113131541617181920181845、658795、6环境问题的实质：人与自然关系不协调造成的对生态系统平衡关系的破坏，人口、经济、社会、环境非协调发展引起的问题。

要从根本上处理环境问题，人类必须变化无节制地生产和最大程度消费的生存方式，摒弃一味向自然索取以满足本身和短期利益的价值观念。4.2.1环境问题的实质概念:人类活动使得有害物质或因子进入环境环境系统的构造和功能发生变化不利于人类和其他生物生存和发展分类:大气污染水环境污染土壤污染4.2.2污染型环境问题人类活动与污染型环境问题示意图人类活动冶金工业采矿业燃料灰渣生活垃圾城建渣土……土壤污染工业“三废”农药、化肥农用地膜病原微生物寄生虫固体废弃物污染海洋污染石油工业SO2H2SCONO-NO2NH3N2OCmHnCO2热污染玻璃幕墙灯光光源激光光源热体光源光化学烟雾地表淡水污染交通噪声工厂噪声施工噪声社会噪声食品加工业农业生产放射性污染废热水废热气……酸雨地下水污染噪声污染木材加工业畜禽喂养农副产品加工臭氧层破坏温室效应光污染核工业“三废”核试验核电站人工放射性核素信息产业施用农药化肥城市建设城市灯光化学工业无机无毒污染物无机有毒污染物有机无毒污染物有机有毒污染物石油类污染物其他污染物：放射性物质、热污染核工业生活垃圾医院垃圾城市交通生活娱乐………………大气污染工业污染源生活污染源农业污染源水污染污染型环境问题大气污染物的复杂相互作用图4.2.2污染型环境问题——大气污染平流层对流层反应影响输入平流层污染物HalonsCFCsN2O温室气体HalonsCFCsN2OCO2CH4其他质量气体O3CO碳氮化合物NOSO2CO可以减少破坏温室气体的羟基，因此CO的增

加可增加

温

室气体

浓度。太阳辐射把平流层污染物分裂为高度活性的化学碎屑。活性化学碎屑活性化学碎屑损耗平流层O3平流层中的NO和CH4中和破坏O3的化学碎屑的影响；由于平流层O3耗损，更多的日光到达低层大气和地面。从而促进气候变暖由于平流层O3耗损，使日光增加，从而加速氧化剂产生。氧化剂O3、H2O2等酸性化合物温度的增加促进酸的产生温室气体捕获对流层中的热量，使较少热量进入平流层，较冷温度放慢O3的破坏过程。平流层O3损耗高空臭氧层重新分布对流层臭氧浓度增高高空温压场结构改变全球气候变化自然环境及生态系统变化对流层光化学反应增强人群健康受损地面紫外线辐射增强人类食物链受破坏农作物减产海洋浮游生物及鱼产量下降酸沉降对流层污染温室效应海平面上升滩涂生态系统破坏地基软化海岸侵蚀加剧沙滩粗化风暴潮加剧河口海水倒灌咸潮入侵地下水海水入侵加剧排水困难水质污染加重防潮堤严重破坏陆地海侵大片低地淹没海浪潮流作用陆地海侵大片低地淹没陆地海侵大片低地淹没陆地海侵大片低地淹没定义：排入水体的污染物超出水体的环境容量，造成水体物理、化学和生物特征发生不良变化，破坏水中固有生态系统和水体的功能。水环境的污染问题涉及地表淡水污染、地下水污染以及海洋污染。4.2.2污染型环境问题——水污染人类向地表水体大量排放多种未经无害化处理的液体和固体废物，使水环境污染越来越严重。

造成地下水污染的原因：工业废水和生活污水排放量大，处理率低；施用化肥、农药和污灌对地下水造成污染；人为经济活动造成城市地下水污染。

海洋污染：4.2.2

污染型环境问题——水污染人类把物质或能量引入海洋环境，造成损害生物资源，危害人类健康，损坏海水质量和减损环境美观等有害影响。环境背景值亦称自然本底值，指在不受污染的情况下，环境构成的各要素中与环境污染有关的多种化学元素的含量及基本化学成份。不同的地域有不同的背景值。相对不受污染情况下，环境要素的基本化学构成。该值对于开展区域环境质量评价、进行环境污染趋势预测预报、制定环境原则、工农业生产合理布局等，有着主要意义。绿色卡片——环境背景值

水体中的污染物按其种类和性质的分类情况水体污染物无机无毒物石油类污染物其他污染物有机无毒物无机有毒物有机有毒物（需氧有机物）颗粒状的污染物质（悬浮物）酸、碱、无机盐类污染物质氮、磷等植物营养物非重金属的无机毒性物质重金属毒性物质氰化物砷农药塑料、合成橡胶、人造纤维染料石油油类制品放射性物质热污染4.2.2污染型环境问题——水污染

定义：人类活动所产生的物质（污染物），经过多种途径进入土壤，其数量和速度超出了土壤容纳的能力和土壤的净化速度，从而引起土地正常功能遭到破坏或土壤肥力降低，并对土壤、植物和动物造成损害的现象。4.2.2污染型环境问题——土壤污染污染物种类主要来源无机污染物重金属汞(Hg)制烧碱和汞化合物等工业废水和污泥，含汞农药、汞蒸气镉(Cd)冶炼、电镀、染料等工业废水，污泥和废气、肥料杂质铜(Cu)冶炼制品生产废水、废渣和污泥、含铜农药放射素铯(137Cs)原子能、核动力、同位素生产等工业废水、废渣，核爆炸锶(90Sr)原子能、核动力、同位素生产等工业废水、废渣，核爆炸其他氟(F)盐冶炼、氟硅酸钠、磷酸和磷肥等工业废水，废气，肥料纸浆、纤维、化学等工业废水碱、酸硫酸、石油化工、酸洗、电镀等工业废水，大气酸沉降有机污染物有机农药农药生产和使用酚炼焦、炼油、合成苯酚、橡胶、化肥、农药等工业废水氰化物电镀、冶金、印染等工业废水、肥料土壤污染物质分类4.2.2污染型环境问题——土地沙化与土壤污染

土壤污染的类型水土流失土地沙漠化土壤盐碱化土壤退化水土污染资源短缺与资源耗竭自然资源可提成不可更新性、可更新性和恒定性资源三类，而不论哪类资源均存在稀缺问题。对特定区域，区域资源短缺涉及区域资源绝对短缺和区域资源相对短缺两个部分。

资源短缺与耗竭型环境问题

4.2.3资源短缺与耗竭型环境问题生态破坏人类活动直接作用于自然生态系统，造成生态系统的生产能力明显下降和构造明显变化，从而引起的环境问题。生态平衡与生态失衡生态系统内部调整能力使之能保持动态平衡，处于生态平衡；当外界干扰超出其调整能力时，将造成生态失衡。4.2.4生态破坏带来的环境失衡资源短缺与环境问题关系示意图

生态平衡与环境问题的关系示意图生态学第一定律：我们的任何行动都不是孤立的，对自然界的任何侵犯都有无数效应，其中许多效应都是不可逆的。（多效应原理）生态学第二定律：每一种事物无不与其他事物相互联络和相互交融。（相互联络原理）生态学第三定律：我们生产的任何物质均不应该对地球上自然的生物地球化学循环有任何干扰。（勿干扰原理）人口能源食物环境保护自然资源生态系统构造功能生态平衡基础物物相关相生相克能流物复负载定额协调稳定时空有宜环境资源极限规律输入与输出平衡规律相互适应协同进化规律相互制约协调规律环境污染对人体健康的危害

途径：环境中毒物经过消化道、呼吸道或皮肤等进入人体体现：特异性损害和非特异性损害两个方面4.3环境与人类健康人体对环境致病原因的反应过程（摘自刘天齐，2023）污染物对人体的危害煤烟引起支气管炎等硫酸烟雾对皮肤、眼结膜、鼻黏膜、咽喉等均有强烈刺激和损害铅略超过大气污染允许浓度以上时，可引起红血球障碍等慢性中毒症状，高浓度时可引起强烈的急性中毒症状二氧化硫吸入可引起心悸、呼吸困难等心肺疾病。重者可引起反射性声带痉挛，喉头水肿以致窒息氧化氮主要指一氧化氮和二氧化氮，中毒的特征是对深部呼吸道的作用一氧化碳对血液中的血色素亲和能力比氧大20倍，能引起严重缺氧症状即煤气中毒硫化氢低浓度接触仅有呼吸道及眼的局部刺激作用，高浓度时全身作用较明显，表现为中枢神经系统症状和窒息状(摘自陈立民，吴人坚，2023)4.3.1污染对人体健康的影响——大气污染概念生物性污染主要是因为寄生虫卵、细菌、立克次氏体、病毒等病原体污染水体、空气、土壤，引起寄生虫病和某些传染病的流行。分类空气生物污染涉及细菌、真菌、花粉、病毒有机成份等。食品生物性污染涉及细菌性污染、霉菌性污染等。水中的生物污染物涉及细菌、病毒和寄生虫等。4.3.1污染对人体健康的影响——生物性污染气候是传染病传播的主要影响原因之一，气候变化将可能干扰地域的天气形式和生态平衡，造成对人体健康多方面影响。全球趋暖还将使海平面和海表面温度上升，从而增长经水传播疾病的发病率。

4.3.2环境变化对人类健康的影响人的一生大约有2/3的时间是在居室内度过的.居住环境是以住宅为中心的区域环境，涉及地理环境、住宅环境及室外周围环境。居住环境对人体健康的影响原因如下页图所示。居室环境污染，从污染源来看，主要有空气污染、建筑装修材料和生活用具的化学污染、家用电器的放射性污染和噪声污染、生活垃圾污染等。4.3.3居住环境与人体健康4.3.3居住环境与人类健康居住环境对人体健康的影响原因居室环境污染，从污染源来看，主要有空气污染、建筑装修材料和生活用具的化学污染、家用电器的放射性污染和噪声污染、生活垃圾污染等。

居住环境对人体健康的危害涉及如下几种方面：引起呼吸系统疾病致癌作用传播疾病其他危害4.3.3居住环境与人类健康请讨论人口、资源、环境与发展四者的相互关系。讨论污染型环境问题、资源短缺型环境问题以及生态失衡问题的关系。请讨论自然资源的可耗竭性为何没有造成经济增长