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环境科学概论IntroductionofEnvironmentalScience授课教师：魏世强单位:西南大学一、涉及的知识•物理学：热、电、声等。•化学：络合、螯合等反应。•数学：数学模型的建立。•生物学：生物富集、生物多样性等。•气象学：大气污染扩散的气象条件等。二、课程的主要内容第一部分：本课程的基本要求内容，包括环境的基本概念、环境问题的产生与发展、全球环境问题等；第二部分：本课程的重点要求内容，包括水、气、土、声、渣等自然环境要素的污染过程与机理，重点污染指标，以及污染治理技术第三部分：本课程的扩展内容，包括农业环境问题、生态环境问题等。章节安排第一章绪论第二章水污染与防治第三章大气污染与防治第四章土壤污染与防治第五章固体废物处理与资源化第六章物理性污染与防治第七章生态环境保护第八章农业环境保护与农产品安全第九章环境监测与评价第十章环境管理第十一章可持续发展课程的特点？（1）涉及知识面广；（2）叙述性内容多；（3）专业基础性强。三、掌握深度•掌握与环境有关的基础知识。•掌握污染物在环境中的迁移转化规律。•掌握各种环境污染的成因、治理技术和治理对策。•了解各种环境污染的危害。•了解环境热点问题。•树立环境意识，保护环境从身边做起。四、参考书目：1《环境学概论》朱鲁生主编，中国农业出版社2《环境学概论》（第二版）刘培桐主编，高等教育出版社3《环境科学基础教程》关伯仁等，中国环境科学出版社4《环境保护与可持续发展》钱易、唐孝炎，高等教育出版社5《资源与环境概论》王敬国，中国农业大学出版社6《环境学》左玉辉，高等教育出版社参考杂志：•《北方环境》《长江流域资源与环境》•《城市环境与城市生态》《环境》•《海洋环境科学》《福建环境》•《黑龙江环境通报》《环境技术》•《环境保护科学》《环境保护》•《电力环境保护》《环境导报》•《环境科学动态》《环境科学》•《环境科学文摘》《环境工程》•《环境科学研究》《环境科学与技术》•《江苏环境科技》《环境污染与防治》•《环境科学学报》《绿色家园》参考杂志•《中国环境监测》《中国环保产业》•《中国环境管理》《重庆环境科学》•《中国环境科学》《中国环境年鉴》•《云南环境科学》《沿海环境》•《新疆环境保护》《世界环境》•《污染防治技术》《四川环境》•《上海环境科学》《陕西环境》•《农业环境保护》《青海环境》•《农村生态环境》《内蒙古环境保护》第一章绪论第一节环境及环境问题第二节环境科学第三节环境保护第一节环境与环境问题一、环境的概念与特征什么是环境？环境是相对于中心事物而言的，与某一中心事物有关的事物，就是这个中心事物的环境。（surrounding）电子版《中国大百科全书》（1.1版）2000年10月环境：主体周边相关客体的集合客体可以是物质的、精神的和运动的。周边包含地域和非地域的概念，根据主体的影响能力，有一定的“辐射半径”。丹顶鹤的环境滩涂、沼泽等水域保护区内部保护区周边农田保护区内其它生物其它迁徙路线上相关湿地、农田等学生体育馆教学楼办公楼宿舍图书馆运动场食堂实验楼依照主体（中心事物）的差异，区分环境类型动物的环境植物的环境人的环境投资环境教育环境城市环境生产环境办公环境创业环境建筑物的环境政治环境地球的时空环境小区环境居住环境科研环境技术环境环境科学研究的环境环境科学研究的环境，是以人类为主体的外部世界，即人类赖以生存和发展的物质条件的综合体。——电子版《中国大百科全书》主体是人类，客体是人类周边的事物。人类的环境=自然环境原生的自然环境经过人类的创造和改造形成的人工环境大自然不能创造出人类的所有环境人类环境城市建筑交通工具潜艇宇宙飞船家工厂休闲场所……人类的环境自然环境文化环境伦理道德环境法律环境社会环境依照客体的差异管理环境政策环境人类的环境自然环境水环境大气环境土壤环境生物环境地质环境宇宙太阳系地球……分子原子质子、电子夸克物理环境人类的环境聚落环境工业环境农业环境文化环境社会环境医疗修养环境人工环境是在自然环境的基础上经过人类的改造而形成的。我国的“环境”概念由《中华人民共和国环境保护法》给出：“本法所称环境是指：大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、野生植物、名胜古迹、风景游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等。”《环境保护法》定义的环境环境分类按照主体划分：按照环境的范围大小划分：宇宙环境、地球环境、区域环境、城市环境、车间环境、居室环境、微环境按照环境要素划分：自然环境、社会环境1、环境要素环境要素又称环境基质，是指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分。分自然环境要素与人工环境要素。自然环境要素通常包括：水、大气、生物、阳光、岩石、土壤等。环境要素组成环境结构单元，环境结构单元又组成环境整体或环境系统。由水组成水体．全部水体总称为水圈；由大气组成大气层，整个大气层总称为大气圈；由生物体组成生物群落，全部生物群落构成生物圈。环境要素和环境质量2、环境要素的属性最差（小）限制律：整体环境的质量，不能由环境诸要素的平均状态决定，而是受环境诸要素中那个与最优状态差距最大的要素所控制。等值性：是指各个环境要素，无论它们本身在规模上或数量上如何的不相同，但只要是一个独立的要素，那么对于环境质量的限制作用并无质的差别。整体性大于个体和：是指环境诸要素互相联系、互相作用产生的集体效应，是个体效应基础上质的飞跃。出现先后，互相联系，互相依赖：是指环境诸要素在地球演化史上的出现，具有先后之别，但它们又是相互联系，相互依赖的。3、环境质量环境质量是指在一个具体的环境内，环境的总体或环境的某些要素，对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度，是反映人群的具体要求而形成的对环境评定的一种概念。环境质量是对环境状况的一种描述；环境状况的形成由来自自然的原因，也有来自人为的原因，而且从某种意义来说，人为原因是更重要的原因；人群的文化状态也影响着环境质量。二、人与环境的相互作用与环境问题1、自然环境的多样性物质多样形态多样功能多样自然环境多样性自然环境病毒自然环境地球上的生物原核生物无脊椎动物原生动物脊椎动物腔肠动物扁形动物线性动物环节动物软体动物节肢动物鱼类两栖动物爬行动物鸟类哺乳动物动物植物裸子植物被子植物藻类植物苔藓类植物蕨类植物种子植物真核原生生物真菌1自然环境地球上的生物2已知140万种，其中：昆虫75万种，脊椎动物4.1万种，高等植物25万种不同的生命个体一般具有不同的遗传物质同种类的生物一般具有相似的遗传物质多种脱氧核糖核酸、核糖核酸腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶核糖、脱氧核糖以及磷酸自然环境生物非生物数万种无机物单质、化合物已知112种元素，300多种原子地球上的物质千万种有机物无环、碳环、杂环质子电子中子d、u、s、c、b、t六味夸克轻子？山川河谷，流泉飞瀑五岳之首，泰山至尊伊瓜苏瀑布南美第一奇观、世界五大名瀑波光潋滟晴方好，山色空蒙雨亦奇。若把西湖比西子，浓妆淡抹总相宜。——苏轼（宋）奇山云海黄山云海孤峰奇石沙漠和荒漠也是大自然的另一面江作青罗带，山如碧玉簪河流、湖泊海洋、沼泽自然环境水域平原、盆地、丘陵山地、高原内力作用：板块运动、岩浆运动地表形态陆地外力作用：风化、侵蚀、搬运、沉积、成岩、降水、蒸发自然环境功能面对需求的功能生态功能树林防风固沙保持水土涵养水源降低噪音净化空气光合作用调节气候美化环境保护生物木材香料休闲欣赏果实油料自然环境功能面对需求的功能生态功能大气层保温作用保护作用提供物质提供飞行环境保障物质循环（C，N，水）提供氧气库反射电磁波自然环境功能面对需求的功能生态功能为主自然环境森林草原大气环境生态环境土地和土壤江河湖海农田、植被湿地生物多样性矿产动植物水事物的功能由事物本身的特性以及人类的需求决定2、人与环境的相互作用的多样性作用效应多样人类与环境相互作用的多样性作用界面多样作用方式多样作用过程多样人与环境相互作用过程多样性•界面多样性城市、乡村、陆海空……•方式多样性资源开发、工农业生产、废物排放、城市建设……•过程多样性物理过程、化学过程、生物过程、生态过程……•效应多样性人类活动对环境产生的效应：物理、化学、生物、生态……环境变化对人类产生的效应：生理、社会、经济、技术……3、人类需求与创造的多样性•人类的需求•物质需求、精神需求、服务需求……衣食住行用医教旅健闲······各种产业、产业链、产业群以及产业网•人类的创造•创造的方式、过程和结果具有多样性人与环境的相互作用和谐发展环境问题环境问题及其与社会经济发展的关系1、什么是环境问题？广义：由自然力或人力引起生态平衡破坏，最后直接或间接影响人类的生存和发展的一切客观存在的问题。狭义：由于人类的生产和生活活动，使自然生态系统失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一切问题。2、环境问题的分类根据环境问题的来源，可分为两类。（1）由自然力引起的为原生环境问题，又称第一环境问题，它主要是指地震、洪捞、干旱、滑坡等自然灾害问题；（2）由人类活动引起的为次生环境问题，也叫第二环境问题，它又分为环境污染和生态环境破坏两类。其中，环境污染又可分为环境污染（如水污染、大气污染、土壤污染等）和环境干扰（噪声干扰、热干扰和电磁干扰等）。人与环境关系的选择适应生存环境安全环境健康环境舒适环境欣赏人口剧增环境污染生态破坏资源耗竭自然灾害五大环境问题自然灾害生态破坏资源耗竭环境污染人口剧增不和谐的音符◆自然灾害天文灾害地质灾害气象水文灾害生物灾害天体撞击、太阳辐射异常电磁异暴、宇宙射线火山、地震、岩崩水灾、旱灾、风暴、冰雹、雪灾、热浪、寒潮……病虫害、森林火灾、物种灭绝……◆生态破坏水土流失沙漠化、荒漠化土壤次生盐碱化森林锐减草场退化、土地退化生物多样性的减少湖泊的富营养化◆资源耗竭矿产资源危机能源危机水资源短缺土地资源紧缺生物多样性的减少土壤资源的退化◆环境污染水环境污染大气环境污染土壤环境污染生物污染物理环境污染◆人口剧增人口剧增的结果使得上面所有的问题都被大大地放大了自然灾害生态破坏资源耗竭环境污染人口剧增威胁人类生存限制人类发展侵害人体健康危及人类安全人与环境和谐适应生存环境安全环境健康环境舒适环境欣赏和谐度增加人类发展的五个阶段60亿人口的生存现状由物质到精神的提高人类生存面临的危机人类难以适应生存人口剧增资源耗竭生态破坏人均耕地减少人均粮食减少废弃物增加森林锐减沙漠化和荒漠化生物多样性锐减水资源短缺土地资源紧缺能源危机矿产资源危机适应生存适应生存的量度量度背景资源的有限性人口极限量度环境承载力人口容量自然资源供给指标社会支持条件指标污染承受能力指标资源平衡分析法数学规划法系统动力学方法天文灾害地质灾害气象水文灾害生物灾害生物安全食品安全核安全危及环境安全环境安全面临的挑战环境安全环境安全的量度防灾设施防灾机制量度减灾机制完备状况建设标准资源物资储备灾害后恢复能力快速反应能力预防新灾害形成应对反应速度•地方性甲状腺肿•地方性氟病•癌症•心血管病•克山病、大骨节病•生物性地方病地方病环境污染危及人类的健康•水污染•大气污染•土壤污染•生物污染•噪声污染......环境健康面临的威胁环境健康环境健康的量度生物测试结构活性相关量度哪些环境因子有害环境因子存在状况环境流行病学调查环境监测环境因子生理影响适宜的人口密度充足的绿地广场宽敞的住宅良好的环境质量完善的城市基础设施便捷的城市交通快捷的信息通讯服务方便的服务系统丰富的休闲娱乐场所……舒适的人居环境环境舒适的表现环境舒适环境舒适的量度量度绿地、森林、水面合理的土地利用人口密度适宜基础设施完善先进城市文明……人的精神需求自然景观人文景观山水天象气象生物形象美气息美色彩美动静美朦胧美寓意美文化遗产城市建筑园林绿化工艺美术和谐美特色美色彩美人文美环境欣赏的内容环境欣赏环境欣赏的量度量度自然景观特色人工环境质量自然环境质量城市特色……历史文化沉淀人与环境和谐人与环境和谐人与自然和谐人与自然环境的和谐人与人工环境的和谐人工环境与自然环境的和谐第二节环境科学科学科