环境问题案例分析

环境问题案例分析主讲老师：林云琴环境科学与工程系2案例1气候变化——“气候变化公约第六次缔约方大会”背景与行动一、全球气候变化的含义气候和地球上各种自然现象一样是不断变化。人类出现以前的气候变化是自然因素造成的。人类出现以后的气候变化既有自然因素的影响，又有人为因素的影响。20世纪70年代，科学家把“全球变暖”作为一个全球环境问题提出来，主要强调人类进入工业社会以来，由于矿物燃料的大量燃烧以及大量砍伐森林等人类活动造成CO2等温室气体增加，温室效应增强，从而导致气候变暖。《联合国气候变化框架公约》第六次缔约方大会：2000年11月13日至24日，荷兰海牙举行，近万名代表参加了会议。会上气候专家发出警告：在未来100年内，全球气温将升高1.4～5.8℃，海平面将比目前升高9～88cm，沙漠将更干燥，气候将更恶劣，厄尔尼诺现象将更严重，全球变暖将直接影响数以亿计人们的生活。二、温室效应地球大气中的一些微量气体，它们一方面对太阳辐射（可见光为主的短波辐射）吸收极少，使其几乎无衰退地通过；另一方面地球大气，可强烈吸收地面发射的长波辐射，并同时向宇宙和地面两个方向辐射波长更长的长波辐射，其中向下到达地面的大气逆辐射将一部分热量有返回到地面，从而减少了向外层空间的能量净排放，使大气层和地球表面热起来。大气这种对地表热辐射遮挡保温的属性类似温室中玻璃具有的作用，所以称为温室效应。地面太阳地球大气温室效应示意图三、温室气体大气中能强烈吸收地面辐射产生温室效应的气体，称为温室气体。主要的温室气体有水汽（H2O）、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、臭氧(O3)、氟氯烃（CFCS）等。水汽和二氧化碳贡献最大，而甲烷(CH4)、氟氯烃（CFCS）等温室气体的温室效应强度大大高于二氧化碳(CO2)。四、全球气候变暖带来的危害气候变暖已经或可能导致的影响综合看大致有如下方面：①引起极地和高山冰川融化，海水热膨胀海平面上升，对沿海地区和岛国的经济发展和生存条件带来重大影响；（岛国图瓦卢已向澳大利亚和新西兰提出全国移民的要求）②造成温度带的变化，进而导致气压和风的变化及降水的变化，从而使旱涝灾害更加剧，厄尔尼诺现象（包括反厄尔尼诺）频繁；③使自然生态和农业发生难以预料的变化。很多植物的迁徙可能赶不上气候变化的速率，导致物种灭绝；农作物品种的地理分布也将发生变化，病虫害增多，农作物减产；④热天气使传染病传播更广泛，疾病和死亡率增高；⑤经济损失大，社会不安定。五、人类预防和控制全球气候变暖的措施1997年12月11日结束的联合国《气候变化框架公约》缔约方举行的第三次大会通过了《京都协议书》，协议书规定，所有发达国家应在2010年把6种温室气体（二氧化碳、一氧化二氮、甲烷和三种氯化烃）排放量比1990年水平减少5.2％。议定书中允许发达国家采取4种灵活的减排方式：①发达国家之间可买卖超额二氧化碳额度即难以完成的。②以“净排放量”方法计算本国温室气体的排放量。即从本国实际排放量中扣除本国森林与吸收的二氧化碳数量。③可以采取绿色开发机制，促进发达国家与发展中国家共同减排温室气体。（CDM）④可以采用“集团方式”结账，例如，欧盟作为一个集团，其中有的国家超排，只要欧盟总体完成减排任务即可。案例2大气层的变化——保护臭氧层3一、何谓臭氧层臭氧是地球大气中一种微量气体。臭氧主要分布在大气平流层内，特别是在距地表20~30km处最为集中，故这一气层被称为臭氧层，它保存了大气中约90%的臭氧。低层大气中的臭氧主要由闪电等原因造成，由于这些作用并不经常，所以对流层臭氧含量也很少。对流层与平流层臭氧存在一种联系，即上部大气臭氧浓度的减少会使到达低层的紫外辐射增加。这种紫外辐射的增加将加速光化学反应的速率，从而在低层大气生成臭氧。对流层中的臭氧，对人类是有害的，它是当前城市大气光化学烟雾污染的主要物质，吸入量稍超剂量就会出现呼吸困难、咳嗽、眼睛过敏反应等症状。二、保护臭氧层的意义臭氧层是地球的天然屏障，臭氧层能有效地吸收对人类健康有害的紫外线（UV-B段），从而保护了地球上的生命。臭氧层被大量损耗后，吸收紫外辐射的能力大大减弱，导致到达地球表面的紫外线B明显增加，这将直接导致人类疾病的增加和免疫功能的衰退，引起整个生态系统破坏，造成一系列不堪设想的恶果。但是20世纪70年代以来，科学家们不断发现被誉为地球“生命之伞”的臭氧层遭到破坏，南极已出现臭氧“空洞”。三、臭氧层被破坏的原因大多数科学家认为，人类过多使用氟氯碳类物质是臭氧层破坏的一个主要原因。人工合成的含氯和含溴的物质破坏臭氧层，被称之为破坏臭氧层物质(ODS，即英文QzoneDepleptingSubstance的缩写)。典型的是氟氯化碳（英文间称CFCS，俗称氟利昂）以及哈龙（Halon）。影响臭氧浓度的物理化学过程四、人们在为拯救臭氧层做哪些努力由于臭氧层损耗对人类生存，地球上的生态系统将产生直接的破坏性影响，而且通过研究已经知道氟氯化碳，哈龙等是破坏臭氧层的主要物质，因此科学家呼吁国际社会尽快采取行动保护我们共有的臭氧层。国际社会《关于消耗臭氧层物资的蒙特利尔议定书》（简称蒙特利尔议定书），在1997年通过了议定书的伦敦修正案，根据修改后的议定书规定，发达国家到1994年停止使用哈龙（少数必要场合除外），1996年1月停止使用氟氯化碳，四氯化碳，甲基氯仿；发展中国家1999年7月1日将CFCs的年生产量和消费量分别冻结在1995－1997年3年的平均水平上，可延续至2010年全部停止使用这些消耗臭氧层物资。案例3水资源短缺——黄河断流一、水资源与水危机水资源：指在目前技术和经济条件下，比较容易被人类利用的补给条件好的那部分淡水量，即大陆上由大气降水补给的各种地表水、地下淡水水体的动态量。水危机：随着人口剧增和社会经济的发展，人类对水资源过度利用以及不恰当地改造措施导致水资源的破坏以至枯竭，水资源的短缺已经导致了地区性的水危机，并有可能成为全球性危机。目前，世界上有80个国家约15亿人口面临淡水不足，其中29个国家的4.5亿多人生活在缺水状态中，水危机给全球政治、经济、和平发展带来巨大的挑战。据预测，到2025年世界上无法获得安全饮用水的人数将增加到23亿，到2050年年底，全世界90亿总人口当中的大约70亿将可能面临用水短缺。二、河流断流河流断流是指自然的或人为的原因导致河流干涸，使河流的一个断面内没有可以流动的水。全日断流：河流在某一断面的日平均流量等于零；间歇断流：日平均流量不为零，但一日内某些时段流量等于零；断流天数：全日断流与间歇断流天数之和。（水文年鉴整编规定）造成断流的原因主要有：持续干旱；过度开发水资源；因水工建筑物的控制，使正常的水资源供应中断等。三、黄河断流的原因1、黄河水资源时空分布不均；2、黄河流域降水量降低；3、黄河流域水资源利用过度；4、黄河水资源管理不当。四黄河断流的影响1、导致生态环境退化黄河断流导致黄河流域特别是黄河三角洲湿地生态环境将恶化，从而造成生态系统、生物种群和遗传基因多样性的丧失，并进一步危及渤海生态系统的平衡。2给工农业生产、人民生活带来严重影响黄河沿岸居民饮用水、农业灌溉用水短缺，农业、城市用水出现危机。五黄河流域水资源的管理措施全流域水资源统一管理，统一调度，对引水量实行有效的监督和控制。案例4森林资源——长江上游天然林的保护一、我国天然林保护的形势形势：天然林大面积破坏，原始林向次生林演替，林木生长稀疏，林相残破，已丧失了原有天然林物种丰富、结构复杂、生物量高和自我维持能力强的功能。从全国来看，天然林生态系统已支离破碎，天然林保护形势严峻。原因：中国曾是一个森林资源十分丰富的国家，由于在较长的一段时间里，以“木材生产为中心”的指导思想，重伐轻造，加之以粮为纲、人口增加、农民毁林开垦和国家对林业的扶持政策不落实等等，导致。二、森林及森林资源森林，实际上是指森林生态系统，它既包括了地上部分的生物群落，也包括了土壤及其这里的生物系统，以及树木冠层以内的大气所构成的综合体；并且认为这个综合体内的所有生命与非生命成分之间，在以物质循环和能量流动为纽带的联系中，构成了一个有机整体。与其它生态系统类型不同的是，这个系统内的生产者必须是以树木和其它木本植物为主体的。森林资源的内涵森林资源是以多年生木本植物为主体并包括以森林环境为生存条件的动物、植物、微生物在内的生物群落，它具有一定的生物结构和地段类型并形成特有的生态环境，在进行科学管理及合理经营的条件下，可以不断地向社会提供大量的物质产品(传统的有形产品)、非物质产品和以生态效益为基础的各种服务，以促进社会经济的持续发展与环境的改善和健康。故，森林资源是由森林生态系统的各个组成成分以及这些成分构成一个完整的整体后所直接和间接提供的，属于自然资源的范畴。但和其它类型的自然资源有所不同的是：森林资源在一定的限度内，可以再生和重复使用：森林资源有直接性也有间接性；有显现的形式也有潜在的形式。因此，森林资源实际上是更多的提供了一种环境，一种服务与一种工具，人们可以利用这种环境和工具开发出更多的资源和创造出更美好的生活。三、森林的重要功能森林生态系统是地球上陆地生态系统的主体，在维持地球与生态平衡中起着关键的无法替代的作用，它是人类赖以生存和发展所必需的环境条件。随着社会经济的发展和人们认识的提高，人们发现森林的生态功能价值将随着社会的发展越来越显现，是人类持续发展所必不可少的。1．森林的净化和更新大气作用(1)吸收CO2放出O2的作用(2)减尘滞尘作用(3)吸收SO2作用(4)杀菌作用(5)减少噪音作用(6)其它净化作用2．调节气候，增加淡水资源的作用森林在生存和发展的过程中能不断地改变当地的气候条件，对光、温、水等气候因子进行调节和分配，为自己创造有利的生存环境，这种特殊的森林小气候环境也是人类非常需要的。3．保育生物多样性的作用森林是保育生物多样性的场所，是地球上生物繁衍最活跃的区域，尤其是热带雨林，它养育着五百万以上不同种类的动植物，所以森林是地球上的基因库，是保育生物多样性的重要地区。4．生态环境的监测作用四、森林资源的保护与开发原则凭借客观实际，以生态经济理论为尺度来衡量林业。改变林业指导思想、经营方式、管理方法，通过科学地利用森林的可再生性，取得更多的连续不断的木材，以及包括木材效益在内的比原来大出几倍、几十倍的生态和社会效益。案例5大气污染——我国重庆地区的酸沉降一、三大全球性大气环境问题酸沉降与臭氧层破坏、全球气候变化一起并称三大全球性大气问题。二、酸沉降与酸雨酸沉降指大气中的酸性物质（主要是H2SO4、HNO3及其前体物SOX、NOX等）通过降水（包括雨、雪、霜、雹、雾、露等形式）或在气流作用下直接迁移到地表造成污染的现象。前者称为湿沉降，后者称为干沉降。湿沉降习称酸雨，一般指Ph5.6的形式的降水。近年来，国际上倾向与将酸雨的含义扩大，将干沉降也归于对酸雨范畴，使酸沉降＝酸雨。三、酸雨的来源和成因根据酸性物质形成的途径和降水的形式，可以将酸雨的成因分为云中致酸和云下致酸。云中致酸指在云的形成过程中大气中的致酸物（主要为SOX、NOX和酸性细粒子）和氧化剂进入云水，在云水中不断反应生成酸性物质从而使云水酸化；云下致酸则指雨水离开云基后冲刷近地层大气，吸附大气污染物并在雨滴中不断反应生成酸性物质而使雨水酸化。与此同时，大气中存在的碱性物质（如Ca2+和其他碱性粗粒子以及碱性气体NH3）对降水的酸性起一定的中和作用。因此，酸雨形成是一个十分复杂的过程，受酸性物质排放量、大气颗粒物、土壤特征、大气输送能力、气温、降水、太阳辐射等因素的综合影响。酸雨物质形成到飘降附着过程在影响降水酸化的物质中，含硫化合物和含氮化合物的天然排放源包括海浪溅沫、地热排放气体与颗粒物、火山喷发、闪电生成、生物产生释放以及有机质分解等；但是大气中大部分硫和氮的化合物是人为活动产生的。化石燃料利用造成的SOX与NOX的排放，是产生酸雨的根本原因。大气中的Ca＋