环境学概论第1章绪论.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,宏观世界 微观原理 综合应用,引言,环境监测,污染控制,环境工程学,环境化学,环境生物学,环境毒理学,环境生态学,环境规划与管理,环境影响评价,参考书,参考书：,环境学概论,（第二版）刘培桐等编著，高等教育出版社出版。,环境学导论,（第二版）何强等编著，清华大学出版社出版。,现代环境科学导论,盛连喜主编，化学工业出版社；,环境学,左玉辉编著，高等教育出版社出版；,环境学,一、,环境的概念,二、环境的组成要素和分类,三、环境的结构,第一节,环境,一、环境的概念,1,、,概念：,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。,学生,体育馆,教学楼,办公楼,宿舍,图书馆,运动场,食堂,实验楼,二、环境的分类和组成,自然环境,人工环境,社会环境,自然现象：太阳地球稳定性、全球要素循环,能量：阳光、引力、地磁力、地热、气温,物质：空气、水、土壤、生物,意识形态,文化风俗,道德观念,经济关系,农 业,建 筑,工 业,交 通,通讯工程,环,境,三、环境要素,构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又从服从整体演化规律的基本物质组成。,分自然要素和人工要素。,自然要素：水、大气、生物、阳光、岩石、土壤,最差（小）限制律,等值性,整体大于各个体之和,出现先后，相互联系，相互依赖,环境要素属性,最差（小）限制律,它由德国化学家,V.J.,李比希于,1804,年首先提出，,20,世纪初英国科学家布来克曼所发展而趋于完善。该定律指出：,“,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,”,。,这就是说，环境质量的好坏，取决于诸要素中处于,最低状态,的那个要素，不能用其余的处于优良状态的环境要素去代替。,环境要素属性,因此在改造自然和改进环境质量时，必须对环境诸要素的优劣状态进行数值分类，循着由差到优的顺序，依次改造每个要素，使之均衡地达到最佳状态,等值性,任何一个环境要素，对于环境质量的限制，只有当它们处于,最差状态时,，才具有等值性。这就是说，各个环境要素，无论它们本身在规模上或数量上是如何的不相同，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异。,环境要素属性,整体大于各个体之和,或说环境的整体性大于环境诸要素之和。环境诸要素的互相联系、互相作用产生的集体效应，是个体效应基础上的质的飞跃。,环境要素属性,相互联系，相互依赖,从演化的意义上看，某些要素孕育着其他的要素。岩石圈的形成为大气的出现提供了条件；岩石圈和大气圈的存在，又为水的产生提供了条件；岩石圈、大气圈和水圈又孕育了生物圈。,环境要素属性,四、环境的结构,由自然环境、人工环境、社会环境共同组成各级人类生存环境结构单元。它由近及远，由小到大可分为内环境、微环境、区域环境、全球环境,、,宇宙环境。,环境范围,内 环 境,微 环 境,区 域 环 境,全 球 环 境,宇 宙 环 境,1,、内环境,内环境,指生物组织或细胞间的环境。对生物体的生长和繁殖具有直接的影响。,2.,微环境,微环境是人类群居生活的场所。是人类利用和改造自然而创造出来的与人类关系最密切、最直接的生存环境。按其性质、功能和规模大小可分为：,微环境,校园环境,村落环境,院落环境,室内环境,3.,区域环境,区域环境是包括人工环境在内的占有一定地域空间的自然环境,以自然环境为主体的区域环境有森林、草原、沙漠、冰川、海洋、湖泊、河流、山地、平原等多种类型,4.,区域环境,以人工环境为主体的区域环境有城市、农村、工业区、旅游区、开发区等多种类型,现实社会中，区域环境往往兼具二者的特点，是一种结构复杂，功能多样的环境,5.,全球环境,又称地球环境。范围包括大气圈中的对流层和平流层的下部、水圈、土壤岩石圈和生物圈。它是人类生活和生物栖息繁衍的场所，是向人类提供各种资源的场所，也是不断受到人类活动改造和冲击的空间。,6.,宇宙环境,指的是大气层以外的环境。它是人类生存环境的最外圈部分，即大气层以外的宇宙空间。这是人类活动进入大气层以外的空间和地球邻近的天体的过程中提出来的概念，也称空间环境,。,五,.,环境功能特性,整体性,（相互联系制约，无地区界限，省界、国界）,有限性,(,资源、容纳污染物能力、自净能力）,不可逆性,(,能量循环、物质循环,),隐显性,(,汞污染引起的水俣病、,DDT,农药,),持续反应性,(,遗传性、生态资源的破坏,),灾害放大性,(,温室效应、臭氧层空洞、酸雨,),第二节、环境问题的产生和发展,一、环境问题,1,、定义,：,任何由于人类活动作用于环境而引起的环境质量变化（破坏和污染），以及这种变化反过来对人类生存和社会发展的各种不利影响的问题。,2,、分类,：,第一环境问题（原生环境问题）；,天灾,由于,自然因素,引起的环境问题,地震、洪涝、干旱、滑坡等自然灾害。,第二环境问题,（次生环境问题）；,人祸,由于,人为因素,造成的环境污染或破坏而引起的环境问题。,天灾、人祸图片,环境问题主要不是自然灾害问题（原生或第一环境问题，,天灾,），而是人为因素所引的环境问题（次生或第二环境问题，,人祸,）。,这种人为环境问题一般可分为两类：,一是不合理开发利用自然资源，超出环境承载力，形成生态环境质量恶化或自然资源枯竭等现象，即生态环境破坏问题；,二是人口激增、城市化和工农业高速发展引起的环境污染和破坏问题。,这些都是人类经济社会发展与环境的关系不协调所引起的问题。,天灾，常常因人祸而增强,砍伐森林、水土流失，诱发泥石流、地震、洪水,二、环境问题,自从有了人类就开始利用和改造自然。随着人口增加，砍伐森林、捕杀动物、开垦土地，环境问题开始出现。,1,、远古时代（环境问题的萌芽阶段）,自然为主，人类为奴隶；,洪水猛兽,人类被动的适应和利用环境，主要依赖自然而生活；,对环境的影响较小，未对自然产生太大伤害。,自然界的自发调节作用抵消了许多不利的环境影响。,2,、农业文明时代,自然与人,“,平起平坐,”,相互抗衡,出现了农业和畜牧业，人类改造自然的作用越来越明显；,铁器的出现,由于农业砍伐围垦造成水土流失、荒漠化，对自然有较大伤害，但限于局部区域。,人类被动地接受环境惩罚或逃避环境灾难。,造成的环境问题,黄河流域：东汉的大规模开垦,古印度文明,3,、近代工业革命时代,人把自然当奴隶,19,世纪，科学技术突飞猛进，征服、改造自然的能力迅猛发展，对自然进行掠夺式开发，对全球环境产生了严重的破坏；,蒸汽机的出现、机械化,城市化、产业化进程加快；,环境问题日趋严重，重大公害事件屡屡发生，形成了环境问题高潮；,人类逐渐认识环境问题，采取相应环境对策。,4,、知识经济时代（后工业时代）,人视自然为朋友,现代，科学技术得到了前所未有的发展；,环境问题依然十分严峻，对人类的生存和发展仍然构成了极大的威胁；,21,世纪的人类面临的十大环境问题；,人类积极进行环境保护。,“,绿色文明,”,“,世界八大公害”,公害名称,时间,地点,事件发生起因,结果和影响,马斯河谷事件,1930,年,比利时马斯河谷工业区,工厂排出的有害气体在近地层积累,胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有,60,多人死亡,多诺拉事件,1948,年,美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇,二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合,眼痛、喉痛，发病者,5911,人，死亡,17,人,洛杉矶光化学烟雾事件,1943,年,美国洛杉矶市,汽车排出的碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳在日光作用下，形成的光化学烟雾,大量居民出现眼睛红肿、流泪等症状,伦敦烟雾事件,1952,年,英国伦敦市,烟尘和二氧化硫在浓雾中积聚不散形成,硫酸盐型烟雾,死亡,1,万多人,四日市哮喘事件,1961,年,日本四日市,石油冶炼和工业燃油产生的废气，重金属微粒与二氧化硫,哮喘病患者达,817,人，死亡,10,多人,水俣病事件,1953,1956,年,日本熊本县水俣市,人们食用被汞污染的鱼、贝等水生生物,造成大量居民中枢神经中毒，,60,多人死亡。,富山痛痛病事件,1955,1972,年,日本富山县,人们食用用含镉废水污染的河水和稻米而中毒,死亡,100,多人,爱知米糠油事件,1968,年,日本九州爱知县,人们食用含多氯联苯的米糠油后造成中毒,患者超过,1,万人，,16,人死亡。,三、我国的生态环境问题,（,1,）森林生态功能较弱；,（,2,）草原退化与减少的状况难以根本改变；,（,3,）水土流失、土壤沙化、耕地被占；,（,4,）水旱灾害日益严重；,（,5,）水资源短缺。,四、环境问题的性质和实质,1,、性质：,（,1,）,环境问题具有,不可根除和不断发展的属性,，它与人的欲望、经济的发展、科技的进步同时产生、同时发展，呈现孪生关系；,（,2,）,环境问题,范围广泛而全面,，存在于生产、生活、政治、工业、农业、科技等全部领域中；,（,3,）,对人类的,行为具有反馈作用,，使人类的生产方式、生活方式、思维方式等一系列问题引起新的变化；,（,4,）,可控性，即通过教育，提高人们的环境意识，充分发挥人的智慧和创造力，借助法律的、经济的和技术的手段，总,可以把环境问题控制在影响最小的范围内,。,2,、环境问题的实质：,是一个经济问题和社会问题，是人类自然的，而且是自觉的建设人类文明的问题。,包括两层意思：,（,1,）所谓的环境问题都是人类经济活动的直接或间接的结果；,（,2,）要对人类经济活动产生的环境污染和破坏进行治理和控制，必须要有相当的经济实力。,第三节、人类与环境,1,、地球环境孕育产生了人类文明,1,）、生命是地球环境演变到一定阶段的产物,只有在各种条件都适合的情况下，产生了生命，漫长的生物进化过程开始。,2,）、环境的变化，促进了人类的出现,森林退化，直立行走；恶劣的条件，促使工具、语言、火的出现，劳动促成了猿到人的转变,3,）、人体通过新陈代谢与周围环境进行物质和能量的交换,人体内微量元素的种类与海洋相似，血液中的化学元素的含量与地壳具有相关性,一、人类与环境,环 境,环 境,人类社会,物质和能量,废弃物,人类与环境的关系,地球元素含量与人体含量关系图,2,、人与环境的关系,1,）、,环境制约着人类的生存和发展,环境是人类赖以生存、进化和发展的物质基础和前提；人类依靠环境而生存、进化和发展，不断从环境中索取物质、能源和信息。,一方水土养一方人；,2,）、,人类可以能动的认识、改造环境,能动地调节和控制自身的行为及其结果和影响，从而更好地去征服、改造和利用环境，并使环境更适合于人类的发展。,3,）、,两者的关系是相互联系和相互影响的不可分割的辨证统一体。,人与环境是密不可分，人类与环境之间的关系是相互联系和相互影响的。环境对人类的制约性与人对能环境的能动性是统一的。,二、人类的环境观,1,、天命论的自然观,远古时代生产力水平低下，产生了原始宗教反映了人类对自然的屈服；另一方面，征服自然的幻想与欲望也产生了美丽的神话如：大禹治水、夸父逐日、精卫填海、女娲补天。,2,、地理环境决定论，又称决定论,德国地理学家拉采尔，把自然环境看作社会发展的决定因素，把人说成是环境的产物。,环境决定论是生产力比较低下，科学不甚发达的条件下的环境观或自然观。反映人类对大自然的畏惧和顺从，和天命论的自然观是一脉相承的。,3,、征服论的自然观,人类征服自然的思想古而有之，战国时代孟子,(,公元前约,372,一前,289),主张,“,天时不如地利，地利不如人和,”,(,孟子,公孙丑下,),，即具有人定胜天的思想。,18,世纪的以蒸汽机为代表的工业革命大大解放了生产力。人类进一步征服了海洋，开采了更多的矿产，砍伐森林、开垦草原、拦河筑坝、移山填海,人类似乎真正征服了自然，成了自然的主人。,我国则有过,“,人有多大的胆，地有多高的产,”,的口号，其他国家在其经济发展史上几乎也都经过征服论盛行的阶段，不顾自然规律，掠夺式开发自然资源，忽视环境保护，从而引起环境恶化，人类最终自食恶果。,恩格斯的著名论断,“,我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利，对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们,”,每一次胜利，在第一步都确实取得了我们预期的结果，但是在第二步和第三步却有了完全本同的、出乎预料的影响，常常把第一个结果又取消了。,4,、协调论的环境观,随着环境问题日益严重，环境科学的发展，一种全新的协调论,(,或和谐论,),的环境观应运而生。它既否定了,“,天定胜人,”,的天命论和决定论的环境观，也舍弃了,“,人定胜天,”,的征服论环境观。,人类只有保持同自然界,(,环境,),的平衡与协调才能生存与发展。,“,人,”,和,“,天,”,的关系不再是谁战胜谁，而应是,“,天人合一,”,世界观,。,人类和环境是,朋友,关系，两者应和谐相处，人类应该走可持续发展道路。,三、环境污染与人体健康,1,、环境污染,定义：由于人类活动所引起的环境质量下降，并危害人类和其他生物的正常生存和发展的现象。,2,）,、环境污染源,工业、交通运输、农业、生活,3,）、环境污染物,生产性污染物（三废，农药，化学品）,生活性（污水，粪便，废物）,放射性,环境污染物按其性质可分为：,(1),、化学性污染物，如：有毒的无机化合物和有机,化合物。,(2),、物理性污染因素，如：噪声、热污染、电磁辐,射和放射等。,(3),、生物性污染物，如：细菌、霉菌、病毒、毒蘑,菇、蛇毒、寄生虫等,4,）、环境污染具有,易,污染，,难,治理的特点,2,、环境污染的致病特征,1,）、,影响范围大,环境致病具有区域性、大面积的特点；一定条件下可对其他区域产生影响。如：放射性尘埃远距离扩散,2,）、,作用时间长,由于人群长时间的暴露在环境中，会长时间持续性的接触污染物，从而致病。,3,）、,作用机理复杂,污染物进入环境中，一般浓度较低，各种污染物通过理化、生化的作用发生变化，有的单独危害人体，有的联合加强危害，有的相互削弱影响。涉及环境医学、环境毒理学、环境化学等多学科内容。,4,）、,通过多种途径进入人体,呼吸、消化、皮肤吸收,3,、污染物在人体中的转归,1,）、侵入和吸收,通过呼吸道、消化道、皮肤、黏膜、伤口进入人体，尤其是呼吸道、消化道,2,）、分布和蓄积,污染物进人人体经吸收后由血液带到人体各器官和组织。由于各种毒物的化学结构和理化特性不同，它们与人体内某些器官表现出不同的亲和力，使毒物分布蓄积在某些不同器官和组织内。,CO,与血液血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白，造成组织缺氧，致死，这就是,CO,中毒。,污染物长期蓄积在某一器官中并达到毒作用的阈值，就会致病，危害人体健康。,部分污染物易蓄积的器官,污染物蓄积器官,污染物,骨骼,Cd(,铬,),脂肪,农药等有机物,脑,甲基汞,肝脏,As,（砷）和,Hg,甲状腺,碘,污染物在人体中的转归过程示意图,3,）、生物转化,毒物在某些,酶,作用下的代谢转化过程称为,生物转化作用,。一般肝脏、肾脏、胃、肠等器官对各种毒物都具有生物转化作用，其中以肝脏最为重要，是人体的主要解毒器官。在生物代谢过程中可能会发生两种反应，一是降解反应，使毒性降低或无毒从体内排出，二是激活反应，变成致突变物或致癌物，使毒性增加。,4,）、排泄,毒物经生化转化后通过尿液、粪便、呼吸、汗液、乳汁、唾液等分泌物排出体外的主要途径有。,4,、环境污染对人体健康的危害,1,）、,急性危害,某些,特殊的情况,下，环境污染物短时间内大量进入环境，使得暴露人群在,较短时间,内出现急性中毒、死亡。,如：世界上发达国家在工业化进程中，著名的公害事件。目前我国和其他一些发展中国家，也面临着这样的问题。,2,）、,慢性危害,在多数情况下，环境污染物都处于较低浓度，不易被察觉。环境中有害因素,(,污染物,),以,低浓度,、,长时间,反复,作用于机体产生慢性危害。,人机体免疫功能、对环境因素的抵抗力将明显减弱，健康状况逐步下降，人群中患病率、死亡率增加，儿童生长发育受到影响。还可直接造成机体某种慢性疾病。如：慢性支气管炎、支气管哮喘等。,3,）、,远期危害,某些有致癌、致畸形、致基因突变作用的,“,三致,”,物质，如砷、铬、镍、苯、胺、苯并芘和其他多环芳烃、卤代烃等污染环境后，可以进入各种食品、大气、水体和土壤中，通过食物链进入人体中。长期在体内蓄积，最终诱发癌症，造成发病甚至死亡，还有可能通过遗传引起胎儿畸形。,应该指出，环境污染物作用于人群时，并不是所有的人都出现同样的毒性反应。由于个体的身体素质不同，抵抗能力不同，只有少部分人出现病变甚至死亡。环境医学的一项重要任务就是及早发现亚临床变化和保护敏感人群。,第四节 环境科学研究的对象和内容,一、什么是环境科学？,是研究和指导人类在,认识,、,利用,和,改造,自然中，正确协调,人,与,环境,相互关系，寻求人类社会,可持续发展,途径与方法的科学，是由众多分支学科组成的学科体系的总称。,图,1,5,环境科学与三大科学领域的关系,社会科学,技术科学,自然科学,环境科学,二、环境科学研究的对象、内容和任务,1,、对象,：,是以,“,人类,-,环境,”,系统为其特定的研究对象，它是研究,“,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。,2,、研究内容,：,环境系统学说,环境质量学说,环境承载力学说,环境协调学说,环境与人类之间关系,监测提高环境质量,环境规划、影响评价,环境管理，指导人类行为,环境科学主要研究以下的具体内容,（,1,）人类与其生存环境的基本关系。,（,2,）污染物在自然环境中的迁移、转化、循环和积累的过程和规律。,（,3,）环境污染的危害。,（,4,）环境质量的调查、评价和预测。,（,5,）环境污染的控制与防治。,（,6,）自然资源的保护与合理使用。,（,7,）环境质量的监测、分析技术和预报。,（,8,）环境规划。,（,9,）环境管理。,3,、研究任务,全球范围内环境演化规律,人类活动同自然环境之间的,关系,环境变化对人类,生存的影响,区域环境污染,综合防治技术措施和管理措施,二、环境科学的发生与发展,环境科学产生于,20,世纪,60,年代,1,、分化发展阶段,2,、整体发展阶段,1,、,分化发展阶段,：,也称为多学科发展阶段：在各基础科学内部有关环境问题的研究逐渐走向独立发展的新阶段。它们分别用不同理论和方法研究和解决不同性质的环境问题，属于多学科性的。,特点,：环境科学分支分别发展，环境科学还没有形成一个较完整的统一体系。,物理,化学,生物,地质,经济,法律,管理,2,、整体化发展阶段,运用系统分析和系统组合的方法，对人类与环境系统进行全面的研究。,特点,：强调研究对象的整体性，把人类与环境系统看作是具有特定结构和功能的有机整体。,三、环境科学的主要内容和分科,分为三大部分：,1,、环境学：环境科学的核心，研究环境科学基本理论和方法论；,2,、,基础环境学,：环境科学发展中形成的基础学科；（环境数学、环境物理学、环境化学等）,3,、,应用环境学,：环境科学中实践应用的学科。（环境工程学、环境经济学、环境管理学等）,环境科学,环境学,基础环,境学,应用环境科学,环境经济学,环境质量评价,环境规划学,环境管理学,环境工程学,环境行为学,环境法学,环境数学,环境物理学,环境化学,环境监测,环境生物学,环境毒理学,环境地质学,可持续发展论,环境生态学,