环境学课件(1 - 12) - 图文

环境学 Environmental Science 王凯荣 资源与环境学院 联系方式:

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1 绪 论 2 学时 2 大气环境 4 学时 3 水体环境 4 学时 4 土壤环境 4 学时 5 生物环境 4 学时 6 景观环境 2 学时 7 物理环境污染 2 学时 8 能源与环境 2 学时 9 资源与人口 2 学时 10 可持续发展 2学时 11 环境影响评价 2学时 12 环境规划管理 2学时

第一章：绪 论

1.1 环境概念 1.2 环境组成与分类 1.3 环境问题

1.4 环境学及其研究问题

本章重点： 环境的概念与环境问题。

知识点：环境、环境要素、环境属性、环境问题、环境学研究的内容。

第一节 环境的概念

一般意义上，环境是相对于主体（或中心事物）而言的客体（或外围事物） 环境与其主体相互依存，二者同等重要。

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（中华人民共和国环境保护法）。 人是主体，环境服务于人，人保护利用环境。 在环境科学中，“环境”是指以人类为主体的外部世界。 基础层次（个体）－生境 最高层次（全人类）－全球环境

中间层次（规模大小与文明类型不同的居落）－区域环境 人类环境＝自然环境＋社会环境

第二节 环境的组成与分类

一、 环境的组成

环境包括物质环境和人文环境

物质环境：包括自然环境和工程环境，自然环境包括空间组成和物质组成，物质组成又包括生物成分和非生物成分。 人文环境——社会环境

1、自然环境：大气、水体、土壤、生物、景观、外空 … … 2、工程环境：农业、工业、交通、能源 、信息 … … 3、社会环境：政治、经济、文化 … … 自然环境中的物质组成:

（I）生物（有机）环境: 植物（生产者）、动物（消费者）和微生物（分解者）。生物群落组成成分、营养级数目和组合决定生物环境的结构。 （II）非生物（无机）环境：自然界中物理化学要素的集合。 环境组成要素的主要特点：

1、最差限制律：从生物主体的角度考虑，环境对生物主体的作用受环境诸要素中与最优状态差距最大的要素所控制。 2、等值性：从环境自身的角度考虑，任何一个环境要素，其对环境质量（或功能）的限制作用是相同的。

3、环境的整体性大于环境诸要素的个体和：包括环境自身的稳定性及其服务功能。

4、相互依赖性（关联性）：环境各单元之间通过物质流、能量流和信息流相互联系，共同发挥作用。 二、 环境的分类

可按不同分类方法对环境进行分类。 主要分类方法有：

按环境的主体（人或其它生物） 按环境的范围 按环境的构成要素

按环境的主体分类：人类环境 植物环境（森林、草地、农田） 动物环境 微生物环境

按环境的范围分类：个体环境（生境）种群环境（家族）聚落环境（社区）区域环境（气候带）流域环境（跨区域）全球环境（地球） 按环境的构成要素分类：土壤环境 水体环境 大气环境 生物环境 景观环境 自然环境、工程环境、人文环境

第三节 环境问题

一、 定义

因自然变化或人类活动而引起的环境破坏和环境质量变化，以及由此给人类的生存和发展带来的不利影响的现象。 原生环境问题、次生环境问题 1、原生环境问题（第一类环境问题）

由于自然环境本身变化引起的、没有人为因素或者人为因素很少的环境问题。 原生环境问题俗称灾害（calamity; disaster），属于地学和灾害学的研究领域。 2、次生环境问题（第二类环境问题）

由于人为因素所造成的环境问题，包括两大类型： ① 生态破坏：开发利用资源不当所致。

② 环境污染：在生产和生活过程中向环境排放过量废弃物和余能所致，俗称公害（social effects of pollution; public hazard），为环境学的研究重点。 二、环境问题的发展 1、原始人类时期

文明特点：人类主动适应环境，对环境的干预和影响力极弱。 环境问题：局部的生物资源破坏等，易于恢复。 2、农业文明时期

文明特点：从新石器时期开始至18世纪中叶产业革命以前（“第一次文明浪潮”形成与发展阶段）。

环境问题：（1）刀耕火种（slash and burn cultivation）－植被破坏－土壤侵蚀－生态破坏－生存环境崩溃－文明消失（巴比伦文明、哈巴拉文明、玛雅文明）；（2）污染问题萌芽（城市问题）。 3、 工业文明时期

文明特点：自18世纪60年代蒸汽机的发明开始至20世纪60年代现代（机械）工业革命的发展（“第二次文明浪潮”时期）。 环境问题：生产率高速发展－资源过渡开发－环境污染/公害病产生－人口/资源矛盾－生存环境恶化 4、 现代环境问题-全球性影响

① 非生物资源的加速消耗-可持续利用问题

② 向环境排放过多的废物-大气、水体污染，臭氧层破坏、全球气候变化 ③ 生物量的巨大损失-生物多样性减少

三、环境问题的解决

由于人工环境系统的演进性质，我们所面临的环境问题在一定程度上是不可避免的，这决不仅仅是由于人类意识的局限性。 解决环境问题的根本途径是调节人类社会活动与资源环境的关系。

要以资源、环境和适度消费制约生产，运用自然和经济规律改造和保护环境。一味追求高消费的发展是不可能可持续发展的，应当全面规划、合理安排社会生产力，并在实践和动态过程中，使发展生产力和保护环境的关系协调起来。

第四节 环境科学及其研究对象

一、 环境科学的产生与发展

环境科学：研究“人类－环境”系统的发生和发展、调节和控制，以及改造和利用的科学（Environmental Sciences），其目标是解决人类面临的环境问题，建立更适宜、更美好的人类生存发展环境。

环境学的产生和发展源于环境问题的产生和发展。

20世纪50年代以来，伴随着经济的快速发展，许多工业国家出现了严重的环境污染和破坏问题，因而明确提出了“环境问题”和“公害”的概念，用以概括和反映人类与环境系统关系的失调，并且第一次把人类活动所引起的“环境问题”同自然因素所造成的“灾害”区分开来，并辟为专门的科学研究领域，作为确定的科学研究任务。

二、 环境科学的研究内容

1、探索环境演化规律及其内在机制，了解人类环境变化的基本过程和特性，研究环境结构及其对人类生活、生存的影响； 2、揭示人类活动与自然环境之间的关系，协调社会经济发展与环境保护的关系（与生态学交叉）； 3、探索环境变化对人类生存的影响，重点是污染物对人体健康的影响及其机理，为人类健康生活服务； 4、研究区域环境治理改造技术与管理政策。 环境科学各分科的研究内容：

理论环境学-环境科学方法论、环境质量评价的理论与方法、环境规划和环境区划的原理与方法、人类生态系统的理论与方法等 综合环境学-人类与环境系统作为一个整体，综合研究人类与环境对立－统一关系的发展和调控，以及环境改造与利用 部门环境学-以人类与环境之间的某种或某类特殊矛盾为对象，研究其对立统一关系的发展与调控 自然环境学：环境地学、环境生物学、环境物理学、环境化学等

社会环境学：环境管理学、环境政治学、环境经济学、环境法学、环境美学等

技术环境学：环境医学、环境工程学、工业环境学、农业环境学、能源环境学、交通环境学等 三、 环境科学的作用 思维模式→行为准则 融入环境→改造环境

是非判断题：

1、对于环境科学而言，环境是指影响人类生存和发展的各种天然因素的总体。 2、广义上，环境是指与某一中心事物密切相关，并服务于中心事物的周围事物的集合。 复习思考：

1、环境由哪些基本要素组成？

2、“公害”和“灾害”有哪些区别，又有何联系？

第二章 大气环境（污染及其防治）

第一节 大气环境组成与结构 第二节 大气污染及污染物 第三节 大气污染危害

第四节 大气污染控制 本章重点

1、大气环境结构；2、大气污染与防控。

第一节 大气环境的组成与结构

一、大气环境结构及其基本特性 圈层名称 对流层 Troposphere 亚层结构 边界层 圈层高度 1-2 km 基本特性 对流强烈，空气密度大，气温随高度升高而降低，大气污染物集中分布层 自由大气层 平流层 Stratosphere 变温层 同温层 > 2 km ?30-50 km 雨、雪、雹形成层 无对流运动，空气稀薄，大气透明度高，温度随高度升高变化小 >30-35 km 温度随高度升高而升高 中间层 Mesosphere 热成层 Thermosphere +80 km 对流运动强烈，气温随高度增加而降低 =500 km 下部以分子氮为主，上部以原子氧为主，原子氧层带电离子密度大，气温随高度增加而升高 散逸层 >500 km 大部分空气分子发生电离，空气稀薄，受地心引力小 二、大气的组成

干洁空气、水气和悬浮微粒 干洁空气的主要组分(<85km)

N2 78.09% 780840 ppm O2 20.95% 209460 ppm Ar 0.93% 9340 ppm CO2 0.033 % 330 ppm

根据含量变化情况，可将大气组分分为恒定组分、可变组分和不定组分三部分。 1、恒定组分：含量保持基本恒定的大气组分。

氮(N2)、氧(O2) 氩(Ar)、氖(Ne)、氦(He)、氪(Kr)、氢(H2)、氙(Xe)、氡(Rn) 非污染大气环境中的氮氧组分为什么能保持基本恒定？

固氮与释氮平衡： 生物固氮 反硝化作用； 耗氧与释氧平衡： 呼吸、燃烧、氧化、有机物分解 光合作用 2、可变组分：含量随季节、气象条件和人类活动的影响而变化的大气组分。 3、不定组分：含量变化剧烈的大气组分。 尘埃、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、盐类 及恶臭气体(如硫化氢、氨)等。 ?

大气环境科学研究的重点是对流层而不是其它层的污染问题，为什么 ？

第二节 大气污染及污染物

一、 大气污染的概念

由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现足够的浓度，达到了足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利，或危害了环境，这种现象称作大气污染。

--国际标准化组织(ISO)

狭义大气污染：对人类生产、生活和社会秩序等带来可感触到的现实的负面效应的大气组分变化(化工厂废气、汽车尾气、恶臭气体等的排放)。 广义大气污染：对自然生态系统和环境功能（包括大气环境自身）及人类社会带来潜在的或现实的负面效应的大气组分变化(温室气体排放)。 二、 大气污染物

由于人类活动或自然过程排入大气，对人或环境产生有害影响的物质，称为大气污染物。 ＃ 按形成过程分：一次污染物和二次污染物。