环境学基础教程.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,*,环境学基础教程,资源环境与旅游学院 李勇,贾振邦 黄润华编,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,（第三版）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；,农业环境保护,张宝莉主编，化学工业出版社；,环境学,左玉辉编著，高等教育出版社出版；,环境保护概论,刘天齐主编，高等教育出版社出版。,环境保护基础教程,；,当代环境保护知识,张凯主编,环境出版社；,环境保护与可持续发展,程发良,孙成访,清华大学出版社,参考书目,关于本课程的几点说明,、本课程是环境科学的基础。,、教材第二、五、七章如没时间不讲。,3,、,认真对待平时作业,4,、学时：,48,5,、考试方法：平时,20%,，结束考试,80,%,6,、考试前没有复习题。,7,、不会完全按照教材内容讲解。,海德公园,德国浪漫之路,令人触目惊心的大宝山尾砂坝矿废水飞流奇观。,废水随浩浩翁江日夜南流，危及沿岸群众健康。,水体污染,授课内容,前言,第一章 绪论,第三章 人类与大气圈,第四章 人类与水圈,第六章 人类与土壤圈,第八章 人口与环境,前言,一是中国曾经有过世界上最早的，并经历朝历代基本延续下来的环境保护机构,虞,尚书,尧典,：舜任命伯益担任虞,夏、商、周：虞人，下设山虞、泽虞、川衡、林衡；,秦、汉：少府；,魏、晋：虞曹部；,隋、唐、宋：虞部（隶属工部）；,明、清：虞衡清吏司（隶属工部）。,二是中国曾经有过世界上最早的环境法律法规。,公元前,11,世纪，西周,伐崇令,，就包含明确保护建筑、水源、森林、动物的规定：“毋坏屋，毋填井，毋伐树，毋动六畜。有不令者，死无赦。”,公元前,2,世纪，秦朝,田律,，对伐木、烧草、捕兽、捞鱼等活动，都有遵循时令予以禁放的时限规定。,对于乱倒垃圾，历代也曾有过非常严厉的法规。如：,韩非子,内储说上,记载，“殷之法，刑弃灰于公道者。”,唐律疏议,记载：“其穿垣出秽者，杖六十。主司不禁，与同罪。”,尽管在农业文明时期的中国有过世界上最早的环境保护机构和环境法规，却仍然未能够阻挡住环境的恶化。早在先秦时期，黄河中上游地区气候温和，植被茂密，整个黄土高原森林覆盖率超过,50%,。秦始皇统一中国后，开始大兴土木，毁林开荒。到了汉朝，人口剧增，出现了空前规模的大开荒，耕地面积由秦朝的,1,亿亩猛增至西汉的,8,亿亩。到了东汉至隋朝期间，由于人口锐减，环境压力相对减轻，生态环境有所恢复。到了唐朝，人口又急剧增长，开始了新一轮的更大规模的开荒，仅新垦土地就超过,6,亿亩。安史之乱后，昔日繁华的黄河流域，耕地荒芜，水利失修，人口大量死亡或南迁，经济急趋衰落，中国的经济中心遂逐渐转移到长江流域。,解放后,大炼钢铁，改革开放一段时期内，目前，经济增长是以高能耗、高成本为代价的，地方行政长官政绩评价等等，都对环境保护不利。,第一章 绪论,一、环境,二、,环境问题,三、著名环境事故,第一节环境和环境问题,一、环境,(Environment),（一）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,环境的科学定义,在环境科学中，环境系指围绕着人的全部空间以及其中一切可以影响人的生活与发展的各种天然的与人工改造过的自然要素的总和。,主体是人类，客体是人类周边的事物。,环境的法律定义,各国不同时期的法律对环境的表述方式也有所不同。,1989,年,12,月颁布施行的,中华人民共和国环境保护法,的第二条，对环境作了如下界定：“本法所称环境，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的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人工遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。”,可见，以上两个概念所说的环境是一个“大环境”的概念，既包括自然环境，也包括人工环境；既包括生活环境，也包括生态环境。,（二）环境的分类,1,环境（要素）,自然环境,社会环境,大气环境、地质环境,水环境、矿藏环境,土壤环境、生物环境,星球环境、宇宙环境等,聚居环境（村镇、城市）,生产环境（厂矿、农场）,交通环境（车站、港口）,文化环境（学校、剧院,）,自然环境,自然环境是人类出现之前就存在的，是人类目前赖以生存、生活和生产所必需的,自然条件,和,自然资源,的,总称,，即阳光、温度、气候、地磁、空气、水、岩石、土壤、动植物、微生物以及地壳的稳定性等等自然因素的总和；,用一句话概括就是“直接或间接,影响到人类的一切自然形成的,物质,、,能量,和,自然现象,的总体”。,自然环境的要素构成,物 质,自然环境,能 量,自然现象,空 气,水,岩石，土壤,生 物,地磁力,气,温,引,力,阳,光,太阳的稳定性,地壳稳定性,大气力量,水循环,水上演变等多种因素,自然环境的层次结构,自然环境,地球环境,外部空间环境,岩石 圈,土圈,水圈,生物圈,其他圈层,社会环境,社会环境：经济、政治、文化组成。是人类活动的产物，但反过来又成为人类活动的制约条件，也是影响人类与自然环境的决定性因素。,西双版纳的竹楼,西双版纳的竹楼,陕北的窑洞,北京的四合院,农家乐,山村,农家乐,连云港渔村,山村,2,环境（功能,）,劳动环境,生活环境,生态环境,区域环境,流域环境,全球环境,（三）环境的作用（思考）,1,、提供资源,2,、消纳残余物,3,、美学与精神享受,4,、生命支持系统,1,、提供资源,人们的衣、食、住、行和生产所需的各种原料，无一不是取自至然要素。环境是人类从事生产的物质基础，也是各种生物生存的基本条件。如煤、石油、天然气、粮食等。上百万年宋，环境一直给人们提供着大量的资源。岩石圈,矿产资源；土壤圈,各类农作物所需的营养条件；生物圈,食物、药材、生产资料；水；空气,2,、消纳残余物,经济活动在提供人们所需产品时，也会产生一些副产品。限于经济、技术条件和人们的认识，有些副产品不能被利用，而成为残余物排入环境。环境通过各种各样的物理、化学、生物反应，容纳、稀释、转化这些残余物，并由存在于大气、水体、土壤中的大量微生物将其中的一些有机物分解成为稳定的无机物，又重新进入不同元素的循环中，称之为环境的自净作用。如果环境不具备这种自净能力，整个自然界早就充斥了残余物，环境的这种自净能力又称为“环境容量”。但某些人工合成的有机物（如塑料、有毒化学品）难于被微生物降解，遂成为公害。（地方领导、生活中购物）,3,、美学与精神享受,环境不仅能为经济活动提供物质资源，还能满足人们对舒适性的要求。清洁的空气和水既是工农业生产必须的要素，也是人们健康愉快生活的基本需求。全世界有许多优美的自然与人文景观：如中国的桂林山水、美国的黄石公园、埃及的金字塔等，每年吸引着成千上万的游客。优美舒适的环境使人们心情愉快、精神放松，有利于提高人体素质、更有效地工作，而且经济越增长，对于环境舒适性的要求越多。,4,、生命支持系统,人类不可能孤零零地生活在这个世界上。自然界由上千万种生物物种及其生态群落和各种环境因素构成的系统正在支持着人类的生存。,1995,年，美国“生物圈,2,号”试验（验证人类能否生活在一个预先设计好的与世隔绝的封闭系统中）的失败，说明人类目前离不开地球环境这个生命支持系统。,注：地球为生物圈,1,号，,1984,年，在美国亚利桑那州的沙漠里，出现了一座用钢筋玻璃盖成的密封型建筑，占地,1.3,万,km2,，里面有林草、耕地、牧场和人工海洋等，耗资,2,亿多美圆。人们称其为生物圈,2,号。,1993,年，,8,名科学家进入其中。他们计划一边耕作养殖，一边进行,科学研究，同时，要努力维持在,这密封型建筑中的小小的生态系统的平衡，包括气候（尤其是氧的含量）和食物。原定这些科学家在其中停留,2,年，以检验人类能否在同地球隔绝的模拟的生物圈,2,号环境中长期生活。但是，,1,年多以后，氧气含量从,21%,下降到了,14%,，所种下的粮食歉收，无奈只能吃种子。在这种情况下，不得不提前撤出。随后，这套建筑移交给了哥伦比亚大学。,1996,年，对该项试验的总结为：在现有条件下，人类无法模拟可供人类生存的地球生态环境。,（四）环境的价值,WorldBank,（世界银行）于,1995,年向全球公布了新的衡量可持续发展的指标体系，并宣称，“这一新体系在确定国家发展战略时，不仅是用收入（,income,），而是用财富（,wealth,）作为出发点。它对传统思维提出了挑战，同时也使有史以来第一次以三维的立体形式，而不是过去常用的局限的单因子的形式来展示世界上各个国家或地区的真实财富。,1,、衡量国家财富的四种资本,1,）产品资本或人造资本（,GNP,）,2,）自然资本,3,）人力资本或人力资源,4,）社会资本,2,、自然资本的价值,椐英国,自然,杂志,1997,年,5,月报道，科学家于,20,世纪,90,年代后期对全球自然资本不完全估算的价值（不包括不可再生燃料与矿物，也未包括大气层本身），其范围从,10,多万亿美圆到,58,多万亿美圆，平均值为,36,万亿美圆，而,1998,年全球产品资本的价值是,39,万亿美圆。随着一些不可再生资源的消耗与匮乏，而人口却继续增长，自然资本的价值还将不断提高。,（五）环境的特点,1,、稀缺性,2,、非独占性与非排他性,3,、外部性,（六）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。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,环境要素属性,等值性,即各个环境要素，无论它们本身在规模上或数量上如何的不同，但要是一个独立的要素，那么对于环境质量的限制作用无质的差异。也就是说任何一个环境要素，对于环境质量的限制，只有他们处于最差状态时，才具有等值性。,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,出现先后，相互联系，相互依赖,从深化的意义上看，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；岩石圈的大气的存在，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,五 环境问题,（一）基本概念,1,、原生环境问题或第一环境问题,2,、次生环境问题或第二环境问题,3,、社会环境问题或第三环境问题,1.,第一环境问题,自然灾害、地方病,第一环境问题也称,原生环境问题,，主要指自然界发生异常变化，,分两类：,一是如火山爆发、山崩、地震、海啸、台风、水旱灾害等自然灾害；,二是自然界本来就存在对人类和生物有害的因素，如某些地方水土中缺少,(,或过多,),某些人体所需的化学元素而导致疾病的发生,(,地方病,),。,意大利维苏威火山暴发,印度洋海啸,印度洋海啸中的伤亡,唐山大地震,（,2,）第二环境问题,人类发展到,20,世纪末，人口急剧增长，工业高度发达，其,影响生存环境的能力，已经达到了全球化的规模，远远超出了史前的水平。,如今，在地球上没有哪个角落不受到人的影响。人类将地球上现有,30%,以上的陆地上作为农田、放牧地和人工经营的林地、森林,“,地球之肺,”,大量被砍伐，热带雨林被破坏等等；这是第二环境问题，,又称次生环境问题。,主要指：,人类对自然资源利用的不合理和对废弃物处理的不妥，以及由于生产发展和人口膨胀所带来的,生态的破坏与环境的污染。,巴比伦的空中花园,这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔,这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔,次生环境问题,在不同时期表现出的现象不同，归纳起来，有两大方面的问题：,A,生态的破坏,森林植被破坏；,沙漠化；,土壤侵蚀；,环境地质问题,(,人工爆破、地下核试验、采空区塌陷等,),；,生物物种的消灭。,B,环境的污染,大气区域性污染；,水源与江河水污染；,噪声污染；,土地污染,(,废弃物,),；,全球性污染,3,、社会环境问题或第三环境问题,人口发展、城市化及经济发展过程中所带来的社会结构和社会生活问题。,通常所说的环境问题指哪一种？,其定义为：是指人类活动影响周围环境，环境又反作用于人类，产生危害人体健康，破坏自然资源和生态平衡，影响人类生活和生产，甚至影响人类生存的种种问题。,（二）产生和发展,1,、采集、渔猎时期：自然灾害,2,、种植和畜牧时期 气象灾害（及病虫害）、滥垦滥伐（农业环境破坏）,3,、产业革命,工业化时期 生产力水平提高，自然资源大量消耗和破坏以及工业“三废”引起的环境恶化。,（三）引起环境问题的主要原因,1,、滥采滥用自然自然资源,物种灭绝、地下漏斗等,2,、任意排放有害物质,三废、农药,3,、城市人口恶性膨胀,居住条件恶化、交通拥挤、噪声、垃圾等,4,、某些大型工程建设不当,二十世纪,50,年代前后“八大公害”事件,事件时间,事件名称,事件后果,1930,年,12,月,比利时马斯河谷烟雾事件,几千人呼吸道发病，约,60,人死亡,1948,年,10,月,美国多诺拉烟雾事件,4,天内有,6000,人患病，,17,人死亡,1952,年,12,月,英国伦敦烟雾事件,5,天内,4000,人死亡并连续发生,3,次,40,年代初，每年,5-11,月,洛杉矶化学烟雾事件,浅蓝色烟雾刺激喉、鼻，植物变黄，到,1955,年死亡,400,多人,1953,年始发现,日本水俣事件,180,人患病，,50,人死亡,1931,年,-1972,年,日本富山骨痛病事件,患者超过,280,人，死亡,34,人,1970,年,日本四日市事件,500,多人患病，,10,多人死亡,1968,年,日本米糠油事件,5000,多人患病，,16,人死亡,马斯河谷烟雾事件,原因：逆温、硫氧化物,多诺拉烟雾事件,原因：逆温、硫氧化物,伦敦烟雾事件,原因：逆温、硫氧化物,洛杉矶烟雾事件,原因：烃类、阳光、三面环山,水俣事件,原因：甲基汞,富山事件,原因：镉米,四日市事件,原因：二氧化硫、重金属粉尘,炼油厂使烟雾厚达,500,米,八十年代十大污染事件,事件时间,事件名称,危害后果,1976,年,7,月,10,日,意大利维索化学污染,一家化工厂爆炸，剧毒化学品二恶英扩散，使许多人中毒。事隔多年后，当地居民的畸形儿出生率大为增加。,1978,年,3,月,法国阿摩柯卡的斯油轮泄油,油轮触礁后，,22,万吨原油入海，导致藻类、湖间带动物、海鸟灭绝。工农业生产、旅游业重大损失。,1979,年,3,月,28,日,美国三哩岛核电站事故,一座反应堆大部分元件烧,毁,，一部分放射性物质外泄。,1985,年,1,月,英国威尔士饮用水污染,英国一家化工公司经含酚废水排入河流中，导致,200,万居民饮水污染，,44,的人中毒,1984,年,11,月,9,日,墨西哥液化气爆炸事故,墨西哥首都近郊一座液化气供应站发生爆炸,，,五十四个储气罐爆炸起火,，,死一千多人,，,伤四千多人,，,毁房一千余幢,，,3,万人无家可归。,（四）当代环境问题的特点（学生总结）,1,、人类自身的生产已成为当代一大环境问题,2,、人类过程归环境的影响规模越来越大、越来越深刻,3,、长期性,4,、不可逆性,（五）环境问题的实质,1,、是人类经济活动索取资源的速度超过了资源本身及其替代品的再生速度；,2,、是向环境排放废弃物的数量超过了环境的自净能力；,避免或减少环境问题，人们必须深刻了解以下两个简单而重要的事实，对全民进行养成教育,1,、,环境容量,是有限的 全球每年向环境排放大量的废水、废气和固体废物，这些废物排入环境后，有的能够稳定的存在上百年，因而使全球环境状况发生显著变化。所以，日常生活中：少用一张餐巾纸或只用一张餐巾纸、买东西不用塑料袋、不用含,P,洗衣粉等。,2,、,自然资源的补给和再生、增殖都是需要时间,的，一旦超过了极限，要想恢复是困难的，有时甚至是不可逆转的。,美国生物学家雷切尔,卡森于,1962,年出版了名著,寂静的春天,以大量的科学事实和依据揭示了滥用杀虫剂对生态环境的破坏和对人体健康的损害。激烈抨击了依靠科学技术征服、统治自然的生活方式、发展模式和价值观念。,如果没有这本书，环境运动将会被延误很长时间，或者,现在还没有开始。这本书犹如一道闪电，第一 次使我们,时代值得讨论的最重要的问题显露出来。她惊醒的是,整个世界。”,美国宇航员詹姆斯,欧文返回地球后说,：,“站在月球上远远望去，我第一次惊异发现，我们的地球是那样的伟大而美丽，又是那样的,渺小而脆弱！,造化赐给我们人类的竟是一个如此狭小的生存空间，她太宝贵了！我突然扪心自问，我们从前的生活方式是不是有些自私？那一刻，我最迫切的想法是重返地球并告诉所有的人们：只有我们的地球是温暖的，有生命的。,好好地照料我们的地球，珍惜我们的地球，,加倍爱护环境，爱护生命，爱护生活吧！”,保护环境,呵护我们的家园,美国生物学家雷切尔,卡森于,1962,年出版了名著,寂静的春天,以大量的科学事实和依据揭示了滥用杀虫剂对生态环境的破坏和对人体健康的损害。激烈抨击了依靠科学技术征服、统治自然的生活方式、发展模式和价值观念。,如果没有这本书，环境运动将会被延误很长时间，或者,现在还没有开始。这本书犹如一道闪电，第一 次使我们,时代值得讨论的最重要的问题显露出来。她惊醒的是,整个世界。”,第二节 环境科学,一 环境科学的研究对象和任务,（一）研究对象,人类,-,环境系统,是环境科学特定的研究对象，环境科学既不象,部门自然科学,那样把各个,环境要素,作为研究对象、也不象,自然地学与生态学,那样，综合的研究人类的环境，而是把高智能动物,人类对在环境干预下所造成的变化和为了保持人类,-,环境系统的稳定性所应采取的对策与措施。,1,、,宏观上,，它研究人类与环境之间的对立统一关系，揭示社会经济发展和环境保护协调发展的基本规律。,2,、,微观上,，它研究环境中的物质，尤其是类排放的污染物在有机体内迁移、转化和积累的过程与运动规律，探索其对生命的影响及作用机理。,【,问,】,什么是环境科学？,环境科学，是一门综合性学科，它以生态学和地球化学为主要基础理论，充分利用数学、物理、化学、生物学、地学、力学等学科的知识和技术，对人类活动引起的水、空气、土壤、生物等环境问题以及为保持人类,-,环境系统的稳定性所采取的措施和对策进行系统的研究的一门学科。,（二）总任务,1,、总任务,揭示人类与环境这对矛盾的实质，掌握其发展规律，寻求解决矛盾的途径和方法，以便有效地治理和保护环境，提高环境质量。,2,、具体任务,（,1,）探索环境演化的规律；,（,2,）揭示人类活动同自然生态之间的关,（,3,）探索人类影响下的全球性变化；,（,4,）研究环境污染综合防治措施。,二 环境科学的分科,环境科学,环境地学,环境生物学,环境化学,环境物理学,环境医学,环境法学,环境经济学,环境管理学,环境工程学,第三节 人类的环境观,1,、天命论,2,、地理环境决定论,3,、征服论,4,、协调论,5,、可持续发展理论,可持续发展理论,1,、什么是可持续性,2,、可持续发展概念的提出,3,、可持续发展的定义,4,、可持续发展的内涵,3,、可持续发展的定义,世界环境与发展委员会（,WCED,）于,1987,年发,表的,我们共同的未来,报告中，对于可持续发,展的定义为：既满足当代人的需求又不对后代人,满足其需求的能力构成危害的发展。,这个定义鲜明地表达了两个基本观点：,是人类要发展，尤其穷人要发展；,是发展有限度，它不能危及后代人的发展。,4,、可持续发展的内涵,强调需要发展,显示了环境与发展的辩证关系,从伦理的角度提出了代际公平,还包括代内公平,思考：协调论与可持续发展最,大的区别在于什么？,第四节 环境伦理,一 道德与伦理,道德：“走路的德行”，引申为人在社会上为人处,世的规则。伦理：次序，如：天地君亲师。,伦理与道德是有着显著区别的两个概念，伦理范畴侧重于反映人伦关系以及维持人伦关系所必须遵循的规则，道德范畴侧重在反映道德活动或道德活动主体自身行为之应当；伦理义务对成员的要求具有双向性特征，而道德义务的要求具有单向性特征；伦理是客观法，是他律的，道德是主观法，是自律的；伦理是对人们行为应当理由的说明，而道德则是对人们行为应当境界的表达。,二 环境伦理,（一）人类中心伦理学,西方传统伦理学,强人类中心主义伦理学,其基本观念为,：,1,人的利益是道德原则的惟一相关因素。,2,人是惟一的道德代理人，也是唯一的道德顾客。,3,人是惟一具有内在价值的存在物，其他存在物只具有工具价值。,开明的人类中心主义伦理学,弱人类中心主义伦理学,其基本观念,：,1,地球环境是所有人（现代人和后代人）的共同财富；,2,人类要学会作为一个整体共同生活在地球上。,（,二）非人类中心环境伦理理论,1,、动物解放,/,权利论,辛格（,Singer.P,.,）：凡能带来快乐的行为就是善的行为；凡能带来痛苦的行为就是恶的行为。动物能感受苦乐，因此动物的苦乐也要纳入“道德计算”中。,雷根（,Regan.T,.,）：动物和人一样，拥有不可侵犯的权利。权利的基础是“天赋价值”；而人有“天赋价值”，是由于人是有生命、有意识的生命主体；拥有期望、偏好、感觉、记忆、认同感和实现自己意愿的能力，拥有一种伴随着愉快和痛苦的生活以及独立于他人的个体幸福状态。,2,、生物平等主义,史怀泽（,Schweitzer.A,.,）：敬畏生命理论,：善的本质就是保持生命、促进生命，使可发展的生命实现其最高的价值；恶的本质就是毁灭生命、伤害生命，阻碍生命的发展。一个人，只有把所有的生命都视为神圣的，把植物和动物视为他的同胞，并尽其所能去帮助所有需要帮助的生命的时候，他才是道德的。,泰勒（,Tayor.P,.,）：尊重大自然,人只是地球生物共同体的一个成员，与其他生物是密不可分的；人类和其他物种一样，都是一个相互依赖的系统的有机构成要素；每一个有机体都是生命的目的中心；人并非天生就比其他物种优越。因此所有的物种都是平等的，都拥有同等的天赋价值；而一个有机体一旦被视为拥有天赋价值，那么人们对它所采取的惟一合适的态度就只能是尊重。,3,、生态整体主义,生态整体主义认为：一种恰当的环境伦理学必须从道德上关心无生命的生态系统、自然过程以及其他自然存在物。环境伦理学必须是整体主义的，即它不仅要承认存在于客体之间的关系，而且要把物种和生态系统这类生态“整体”视为拥有直接的道德地位的道德顾客。,利奥波德（,Leopold.A,.,）：大地伦理学,环境伦理观的主要内容,尊重与善待自然：,尊重并善待一切物种；,维护生态系统的和谐与稳定；,顺应自然的生活,关心自己并关心人类：,人类应享有平等的权利、应争取美好生活加强合作,着眼当前并思虑未来：,应遵从责任原则，节约原则，慎行原则。,第三章人类 与大气圈,大气圈是一个复杂的流体系统（气体和悬浮物），虽然现在看起来，它是一个较稳定的系统，各组分较为稳定，但地球在行星系统中开始出现到大气圈基本形成之前，其各组分却有着较大的变化，在原始大气中：,H,2,、,NH,3,、,CH,4,是主要气体，,N,2,、,CO,2,、,O,2,却是痕量气体；但现在,N,2,、,O,2,、,CO,2,却是主要气体，而,H,2,、,NH,3,、,CH,4,却是痕量气体（,trace atmosphere),。但大气圈的这种变化都是向着有利于生命演化的方向发展的。,第一节大气圈的结构和组成,一、大气圈发展史,1,、原始大气的形成,2,、有机分子及,CO,2,的出现,3,、氧革命,1,、原始大气的形成,45,亿年前，地球形成早期，火山、地震频发，地球内部的一些元素结合形成了一些气体，如,H,2,S,、,H,2,O,、,SO,2,、,NH,3,、,CH,4,等，同时，在太阳辐射及各种射线的作用下，,C,、,H,、,O,、,N,等原子结合形成,H,2,、,NH,3,、,CH,4,与,H,2,O,等分子。,2,、有机分子及,CO,2,的出现,大约,30,亿年前，原始海洋中的,C,元素在射线作用下与其它元素结合产生了少量的有机分子，随后，原始细菌出现，其从有机化合物在厌氧环境下发酵获取能量，同时放出,CO,2,，,CO,2,的出现使叶绿素的光合作用合成糖成为可能。,3,、氧革命,虽然现在地球上的绿色植物到处都有，但,20,亿年前，含叶绿素的生物出现，却真正在地球大气圈的发育史上具有划时代的意义，从而地球上出现了,O,2,，从而使地球上有了氧化作用，地球上的物质逐渐丰富起来。而,O,2,和,O,结合生成,O,3,使生命逐渐由水中向水面、陆地进化创造了条件。,CH,4,+2O,2,CO,2,+2H,2,O,4NH,3,+3O,2,2N,2,+6H,2,O,O,2,+OO,3,二、大气圈的结构,1.,大气圈：指包围在地球周围的气体，其厚,度达,800-1000km,，总质量估计为,5.210,15,T,。,其中，对人类及生物生存起着重要作用的是,近地面约,10km,内的气体层（对流层），常称,这层气体为空气层。,2.,大气的结构,（,1,）按照分子组成,均质层,非均质层,N,层,O,层,He,层,H,层,按大气的化学和物理性质,光化层,离子层,大致以平流层顶为分界线,（,3,）根据大气温度随高度垂直变化的特征,对流层,平流层,热成层,中间层,逸散层,对流层,特点：,（,1,）气温随高度增加而降低,（,2,）空气具有强烈的对流运动,（,3,）气体密度大,平流层,平流层内，随着高度的增加，气温,变化不大，故又称同温层。,特点：,(1),大气稳定。,(2),平流层内垂直对流运动很小。,(3),大气透明度高。,中间层,从平流层顶到约,80,85km,间的一,层称为中间层。,特点：,（,1,）气温随高度增加而降低,（,2,）大气可发生垂直对流运动,热层,从,80km,到约,500km,称为热层。,特点：,(1),气温随高度增高而普遍上升，,温度最高可升至,1200,。,(2),空气处于高度电离状态。,逸散层,（,1,）在热成层之上的大气层称为逸散层。,（,2,）是大气圈的最外层，大约在,800km,以,上。在外层，大气极为稀薄，地心引力微,弱，大气质点之间很难相互碰撞。,（,3,）有些运动速度较快的大气质点有可,能完全摆脱地球引力而进入宇宙空间去。,三、大气的组成,。,地球大气中的稳定组分,氮（,N,2,）、氧（,O,2,）、氩（,Ar,）、,氖（,Ne,）、氦（,He,）、氪（,Kr,）、,甲烷,(CH,4,),、氢,(H,2,),、氙,(,Xe,）等是,大气中的稳定组分，这一组分的比,例，从地球表面至,90,公里的高度范,围内都是稳定的。,地球大气中的可变的不稳定组分,二氧化碳（,CO,2,）、二氧化硫,（,SO,2,）、硫化氢（,H,2,S),、臭氧,（,O,3,）、水汽（,H,2,O,）等是地球,大气中的不稳定组分。,地球大气中的可变的不稳定组分,地球大气中的固体和液体的杂质,.,主要来源于自然界的火山爆发、地震、,岩石风化、森林火灾等和人类活动产,生的煤烟、尘、硫氧化物和氮氧化物,等,.,2.,大气的成分变化的生态后果,二氧化碳,在大气圈中只占,0.03,。,19,世纪工业革命前，大气中二氧化碳保持在,0.028,。,工业革命后，随人口增加和工业发展，使大气二氧化碳浓度逐年上升，目前已经达到,0.035,左右。,大气的成分变化的生态后果,二氧化碳 在大气圈中只占,0.03,。,19,世纪工业革命前，大气中二氧,化碳保持在,0.028,。,工业革命后，随人口增加和工业,发展，使大气二氧化碳浓度逐年上,升，目前已经达到,0.035,左右。,大气的成分变化的生态后果,引起的后果,由于二氧化碳具有吸收长波辐射的特,性，而使地球表面温度升高，并因此,导致一系列连锁反应，其中对人类影,响较大的是温度上升会使极地冰帽融,化，海平面上升，世界上许多地区将,被淹没在海水,之下。,大气的成分变化的生态后果,相反，如果二氧化碳含量减少，则会,引起气温下降，这种温度下降的幅度,即使很小，也会带来很大的影响。因,为温度下降会使作物生长期缩短，而,导致产量减少。,大气的成分变化的生态后果,甲烷也是温室气体，其浓度目前为,1.4ppm,。只要略有增高，在现有氧的,浓度下就会因闪电而燃烧。而更重要,的是，甲烷的“温室效应”比二氧化碳,效果强,300,多倍。对全球变暖起着重,要作用。,氧浓度的大小决定了生物的演化过程,大气中氧浓度的降低或增高都会影,响许多重要的生命过程和产生一些意,想不到的恶果。,30,亿年前，地球大气中氧的浓度只,有现在浓度的千分之一，生命只可能,出现在水下,10,米深处。,氧浓度的大小决定了生物的演化过程,大约距今,6,亿年时，地球大气中氧的,浓度达到了现在浓度的百分之一，生,物开始出现在水面上，这是生物发展,史上的第一个关键浓度。,氧浓度的大小决定了生物的演化过程,到了大约,4,亿年以前，大气中氧的浓,度达到了现在浓度的十分之一，生物,从海洋登上了陆地，这是生物发展史,上的第二个关键浓度。,大气的成分变化的生态后果,大气中氧含量如果由现在的,21,增,高至,25,，则雷电就能把嫩枝与草地,点燃，造成连绵不断的火灾，使全球,植被化为乌有。,当然，这只是一种假想的情况，因,为发生森林火灾的同时也消耗了大气,中的氧，这里还存在一些负反馈机制,问题。,第二节大气污染及其类型,一、大气污染的含义,清洁的空气是人类和生物赖以生存的,环境要素之一。在通常情况下，每人,每天平均吸入,10-12m3,的空气，在,60-90m,2,的肺泡面积上进行气体交换，,吸收生命所必须的氧气，以维持人体,正常的生理活动。,资料卡,但随着工业及交通运输等事业的,发展，特别是化石燃料煤和石油的大,量使用，产生大量的有害物质（烟尘、,SO,2,、,NxOy,、,CO,、,CH,化合物等）排放到,大气中，当其浓度超过环境所能允许,的极限并持续一定时间后，就会改变,大气特别是空气的正常组成，破坏自,然的物理、化学生态平衡体系，从而,危害人们的生活、工作和健康，损害,自然资源及财产、器物等，这种情况,称之为大气污染。,资料卡,1,、,大气污染与空气污染的区别,大气污染,Atmosphere Pollution,用法比较固定，专指有毒有害化学物,质排放到室外空气中所产生的污染问,题。,空气污染,Air Pollution,使用比较混乱，有人将此词仅仅理,解为室内空气污染；也有人将其理解,为室内和室外空气污染的总称。,2,、,大气污染的含义,由于历史的或人为的过程，改变了,大气圈中某些原有成分和增加了某些,有毒有害物质，致使大气质量恶化，,影响原来有力的生态平衡体系，严重,威胁着人体健康和正常工农业生产，,损害建筑物和设备财产等现象称为大,气污染。,二、大气污染的分类,1,、按影响范围,（,1,）局部性污染,（,2,）地区性污染,（,3,）广域性污染,（,4,）全球性污染,2,、根据能源性质和大气污染物组成和反应分,（,1,）煤炭型污染,（,2,）石油型污染,（,3,）混合型污染,（,4,）特殊型污染,3,按污染物的化学性质及其存在的大气环境状况分,（,1,）还原型污染，又称煤炭型污染,（,2,）氧化型污染，又称汽车尾气型污染,主要污染物为,SO,2,、,CO,和颗粒物,一次污染物为,CO,、,NO,x,和,CH,化合,物；二次污染物,O,3,、醛类和,PAN,三、大气污染源的分类,大气污染源可分为自然的和人为的两大,类。前者是自然界所发生火山爆发、地,震、台风、森林火灾等自然灾害所造成,的。后者是人类活动所排放的有毒有害,气体所造成的。目前，一般所说的大气,污染多指后者。人为造成大气污染的污,染源较多，根据不同的研究目的以及污,染源的特点，大气污染源的划分方法有,4,种：,资料卡,1,、,按污染源存在形式来分,（,1,）固定污染源,（,2,）移动污染源,2,、按污染物排放的方式来分,（,3,）线源,（,1,）高架源,（,2,）面源,3,、按污染物排放的时间来分,（,1,）连续源,（,2,）间断源,（,3,）瞬时源,4,、按污染物产生的类型来分,（,1,）生活污染源,（,2,）工业污染源,（,4,）农业污染源,（,3,）交通污染源,第三节 大气污染物的种类及其转化规律,大气污染物是指由于人类活动或自,然过程排入大气的并对人或环境产生有,害影响的物质。,大气污染物的含义,一、大气污染物的种类,1,、依据大气污染物的形成过程来分,（,1,）一次污染物（原发性污染物）,（,2,）二次污染物（继发性污染物）,（,1,）一次污染物（原发性污染物）,是直接从各种污染源排放到大气中的,有害物质。,常见的有：,SO,2,、,NxOy,、,CO,、,CH,化合,物、颗粒性物质（苯并（,a,）芘等强致,癌物质）、有毒重金属、多种有机和,无机化合物。,（,2,）二次污染物（继发性污染物）,是一次污染物在大气中相互作用或与大,气中的正常成分发生反应所产生的新污染,物。这些新的污染物的化学、物理性质完,全不同，多为气溶胶，颗粒小，毒性一般,比一次污染物大等特点。常见的有：硫酸,盐、硝酸盐、,O,3,、醛类、,PAN,等。,2,、依据污染物质的物理状态来分,（,1,）固体,（,2,）液体,（,3,）气体,3,、依据污染物的存在状态来分,（,1,）,分子状态污染物,（,2,）粒子状态污染物,（,1,）,分子状态污染物,SO,2,、,NxOy,、,CO,、,HCl,、,Cl,、,O,3,等沸点,都很低，在常温常压下以气体分子形式分,散于大气中。还有些物质如苯、苯酚等，,虽然在常温常压下是液态或固体，但其挥,发性强，故能以蒸汽态进入大气中。,（,1,）,分子状态污染物,无论是气体分子或蒸汽分子，都具有,运动速度较大、扩散快、在大气中分布比,较均匀的特点。它们的扩散情况与自身的,比重有关，比重大者向下沉降，如汞蒸气,等；比重小者向上漂浮，并受气象条件的,影响，可随气流扩散到很远的地方。,（,2,）粒子状态污染物,粒子状态污染物（或颗粒物）是分散,在大气中的微小液体或固体颗粒，粒径,多在,0.01-100,m,之间。通常根据颗粒,物在重力作用下的沉降特性将其分为降,尘和飘尘。粒径大于,10,m,的颗粒物能,较快地沉降到地面上，称为降尘，主要,来源于机械粉碎物、自然风刮起的沙粒,等；,（,2,）粒子状态污染物,粒径小于,10,m,的颗粒物可长期漂浮在,大气中，称为飘尘，主要来源于工矿企,业的烟尘、生产性粉尘,、交通工具排烟,和家庭炊烟。其具有胶体性质，易随呼,吸进入人体肺脏，在肺泡内积累，并可,进入血液输往全身，对人体危害较大，,因此又称为可吸入颗粒物。,4,、依据污染物的化学性质来分,（,1,）,碳氧化合物，,CO,、,CO,2,（,2,）,氮氧化物，,NO,、,NO,2,（,NO,x,）,（,3,）,硫氧化物，,SO,2,（,SO,x,）,（,4,）,碳氢化合物，醛、酮、,H-C-O,化合物,4,、依据污染物的化学性质来分,（,7,）,颗粒物及气溶胶,（,8,）,放射性物质,（,6,）,氧化剂，,O,3,、,PAN,和过氧化物等,（,5,）,卤素化合物，氟利昂,二、大气环境中主要污染物的迁移转化规律,（一）,SO,2,1,、,SO,2,的来源,自然源,是火山爆