第七讲环境科学技术

第七章

环境科学技术与环保产业近代以来：人类逐渐成为自然界的非法主人

文艺复兴运动中最著名的口号是：“我是人，我只希求人世的幸福”，“我们的幸福在今天，不在明天，在今世，不在来世”。第一节日益突出的环境问题一、全球性环境问题

1.自然资源遭到严重破坏

2.环境污染触目惊心

3.全球气候变暖明显加剧沙漠化

水污染

世界人口迅速膨胀，人口问题首当其冲世界人口年份10亿1830年50亿1987年60亿1999年85亿2050年70亿2010年环境污染严重，有害废弃物危害着人类健康和安全水源污染严重，淡水供给不足森林资源日益减少酸雨污染进一步发展印度大西洋海啸海啸后的城市母亲河源头的忧患-

黄河首曲荒漠化现象严重

生态环境问题的本质是人类危机、人的危机原油污染童安格：《梦开始的地方》

当浮云拒绝了阳光的问候还有多少温暖在你的心头当星星已不再出现在夜空你还有多少梦想多少希望能不能把碧绿还给大地能不能把蔚蓝还给海洋能不能把透明还给天空梦开始的地方一切还给自然电影《后天》描述的世界末日人类未来的家二、我国的环境问题1.环境污染（1）水污染已成为经济与社会可持续发展的制约因素。（2）大气污染问题将更为突出。（3）固体废物污染已成为影响环境质量的另一严重问题。（4）城市环境污染仍很严重。2.生态破坏（1）农业生态环境破坏还在继续。（2）水土流失、土地沙化和退化继续发展。（3）生态工程建设投入不高。（4）矿业资源开发和基础设施建设可能形成新的生态破坏。

3.资源相对短缺（1）人均占有耕地面积继续减少，粮食生产压力加大。（2）矿产资源保证程度进一步下降，不少重要的矿产将长期短缺。（3）北方地区和城市缺水问题将更加突出。（4）海洋生物资源过度开发，近海污染严重。（5）资源综合利用总体水平低。占国土面积52%的干旱、半干旱区，2/3的山地，200万平方公里青藏高原，90万平方公里的岩溶地，60万平方公里的黄土高原；水土流失占国土面积37%；沙化面积100万平方公里，近年以3400平方公里/年扩展；草原退化面积已达62%；中东部耕地污染达20%；垃圾堆放量60亿吨。人类重新开始20世纪下半叶：人类与自然界的伙伴关系开始确立第二节环境科学的兴起和发展

地球生物圈是人类生存和发展的环境。环境是人类生存和发展的基础。环境问题的出现和日益严重，引起人们的重视，环境科学研究工作随之发展起来，逐渐形成环境科学这样一个新兴的综合性学科。一、环境科学的形成和发展环境科学的形成和发展，大体可分为两个阶段。

1.各学科对环境的分别探索阶段德国植物学家C.N.弗拉斯在1847年出版的《各个时代的气候和植物界》

美国学者G.P.马什在1864年出版的《人和自然》

德国地理学家K.里特尔和F.拉策尔探讨了地理环境对种族和民族分布、人口分布、密度和迁移，以及人类聚落形式和分布等方面的影响。马克思和恩格斯批判了这种理论的错误，并且根据许多科学家包括弗拉斯的调查材料，指出地球表面、气候、植物界、动物界以及人类本身都在不断地变化，这一切都是人类活动的结果。地球上生命的历史，是生物同它的周围环境相互作用的历史。英国生物学家C.R.达尔文在1859年出版的《物种起源》一书中，以无可辩驳的材料论证了生物是进化而来的，生物的进化同环境的变化有很大关系，生物只有适应环境，才能生存。达尔文把生物和环境的各种复杂关系叫做生存斗争或者叫适者生存。1869年德国生物学家E.H.海克尔提出了物种变异是适应和遗传两个因素相互作用的结果，创立了生态学的概念。1935年英国植物生态学家A.C.坦斯利提出了生态系统的概念，目前生态学的研究大多是围绕着生态系统进行的。

2.环境科学的出现从20世纪50年代环境问题成为全球性重大问题，于是专门以环境为研究对象的环境科学应运而生。1962年，美国卡尔松《寂静的春天》。1968年国际科学联合会理事会设立了环境问题科学委员会。1972年，第一届世界环境大会。英国经济学家B.沃德和美国微生物学家R.杜博斯受联合国人类环境会议秘书长的委托，主编出版了《只有一个地球》控制环境污染的技术大体上经历了3个时期。一是20世纪60年代中期，当时面临着严重的环境污染，许多国家的政府颁布一系列政策、法令，采取政治的和经济的手段，主要搞污染治理。二是20世纪60年代末期开始进入防治结合、以防为主的综合防治阶段。三是20世纪70年代中期，强调环境管理，强调全面规划、合理布局和资源的综合利用。二、环境科学的主要任务及分支学科

1.环境科学的主要任务（1）探索全球范围内环境演化的规律。（2）揭示人类活动同自然生态之间的关系。（3）探索环境变化对人类生存的影响。（4）研究区域环境污染综合防治的技术措施和管理措施。

2.环境科学的分支学科（1）环境地学（2）环境生物学（3）环境化学（4）环境物理学（5）环境医学（6）环境工程学（7）环境管理学（8）环境经济学（9）环境法学

三、环境科学的现状和展望（1）推动了自然科学各个学科的发展。（2）推动了科学整体化研究。在环境问题研究上的主要趋势是:以整体观念剖析环境问题;更加注意研究生命维持系统;扩大生态学原理的应用范围;提高环境监测的效率;注意全球性问题。这些趋势改变了以大气、水、土壤、生物等自然介质来划分环境的做法，要求环境科学从环境整体出发，实行跨学科合作，进行系统分析，以宏观和微观相结合的方法进行研究。第三节生物资源保护与生态安全一、生物资源保护和利用二、生物安全技术三、生态安全生态安全有其自身的特点:

一是整体性。二是不可逆性。三是长期性。四是全球性。自然界的平衡

生态系统指由生物群落及其地理环境相互作用所构成的功能系统它包括:

O无机环境(空气水矿物质土壤阳光和气候);

O生物的生产者(如绿色植物或能进行自养生

活的低等菌类);O

生物的消费者(如草食动物和肉食动物等);

O生物的分解者(如微生物)。食物链（网）金字塔定律（1/10定律）生态系统的演替极顶状态自然界中的循环：水、碳等有毒有害物质的富集熵、不可逆、进化、退化生态平衡的打破：生态系统是远离平衡态的稳态，其打破对自然界是中性的，对人则产生价值问题人类中心主义征服自然与自然协调发展生态学的研究内容生态学致力于探索解决经济发展和环境保护之间的矛盾，科学、合理开发自然资源，提高生产力水平，实现人类社会的可持续发展。（1）生态系统中种群规模的调控。（2）生物生产力的管理。（3）人工生物群落的稳定性。（4）生态指标体系。生态学的发展趋势

1、能量生态学、数学生态学、城市生态学、行为生态学、化学生态学、灾害生态学等。2、生态学致力于生物圈的功能研究。 3、生态学为可持续发展提供理论基础。4、生态学为解决生态危机提供具体的生态工程、生态技术的支持。人与自然关系的反思

1人与自然的对象性关系是能动性和受动性的统一

2人改造自然是人的内在尺度与自然的外在尺度的统一

3人类既是自然的征服者、消费者，又是自然的调控者和协同进化者。人与自然协调发展的思想前提

1．确立科技、经济、社会与自然相统一的整体观念

2．确立新的协调发展观念

3．确立全球意识第四节环境生物技术与环保产业一、环境生物技术环境生物技术是现代生物科学与环境工程技术相结合而形成的前沿交叉学科。环境生物技术采用现代分子生物学和分子生态学的原理和方法，充分利用各种环境生物的特殊功能，进行生物净化、生物修复、生物转化和生物催化，从污染治理、清洁生产到可再生资源利用，多层面、全方位地解决工业和生活污染、农业和农村面源污染、荒漠化和海水污染等问题。人与自然协调发展的科学技术前提

1．自然科学与社会科学一体化;2．科技产业化与产业科技化;3．物质生产、精神生产、人口生产相适应，促进人的现代化;4．以现代科技革命为先导，建立一种真正造福于人类的经济