境科学电子教案

环境科学电子教案1第一章环境与环境科学1.1环境及其组成1环境的概念•广义的环境：（即哲学上的环境）环境是与研究对象有关的周围客观事物的总和。即环境是相对于主体而言的客体的总和•环境保护法中的环境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。包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。•这一定义是从实际工作需要而制定的，对法律适用对象及范围作出规定，具有一定的可操作性，能确保环境保护法的实施。环境科学中的环境（即人类环境）环境科学中的环境（即人类环境）以人类及人类社会为主体的外部世界的总和。这里的外部世界既包括：未经人改造的自然要求，如阳光、空气、陆地、自然景观、土壤、水体、森林、草原、动物等。又包括人工改造的，如城市、村落、水质、园林等2．环境的分类按环境的主体分①人类环境：以人及人类为主体，把其他生命体和生命物质视为环境。人类生态学和环境科学中即以此种类型进行论述。②生物环境：以生物（界）为主体，周围非生物与生命物质（包括人类）为其环境，经典生态学中广泛应用。按环境范围大小分：特定环境：（如航天、航空等的机仓环境等）劳动环境：如车间等生活区环境：如院落环境、居住环境等区域环境：如本书研究的环境、流域环境、行政区环境等。人类自然环环境境人工物质能量自然现象空气，水，岩石，动植物等气温，阳光，地磁力等自然环境太阳活动，地球运动等人工环境社会体制，宗教信仰，生产力，科学技术，建筑，产品，人类行为自然环境组成人工环境组成PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn环境科学电子教案2全球环境：主要指生物圈宇宙环境：即星际环境按环境要素分①自然环境包括原生自然环境。未经人类活动影响和改造的原始森林等次生自然环境：受人类活动影响、改造的土地、水体、大气等。②社会环境：也称人工环境，是人类在长期发展过程中，为了不断提高人类的物质和文化生活而创造出来的。社会环境按其功能又分为：聚落环境（院落、村落、城市等）生产环境（矿山、农场、林场、果园、农田等）交通环境（机场、港口、车站等）文化环境（学校、剧院、文物古迹保护区、风景游览区、自然保护区等）按环境的存在空间位置分：地球环境，地理环境和宇宙环境地理环境•地理环境的含义：地理环境位于地球表层，包括岩石圈、土壤圈、水圈、大气圈和生物圈及其相互渗透的交错带，其厚度大约10～30km,是围绕人类的自然现象的总体。•地理环境的特点：一是具有两大能量来源，即地球内部的能量和太阳能。二是为人类提供生存的基地和条件（三大生存条件：常温常压的物理条件，适当的化学条件和丰富多样的生物条件）。•地理环境的存在对人类的作用与意义：一是提供全方位的生存空间，直是为人类的生存提供全部的物质条件。3．环境要素3.1环境要素概念：•构成环境整体的各个独立的、性质不同而又服从总体演化规律的基本物质称为环境要素。•环境要素分为自然环境要素和社会环境要素。目前研究较多的是自然环境要素。•自然环境要素主要包括水、大气、生物、土壤、岩石和阳光等。•由环境要素构成环境结构单元，环境结构单元又组成环境整体或环境系统。如由水组成水体，全部水体构成为水圈；大气构成大气层，大气层构成大气圈；生物体构成生物群落，全部生物群落构成整修生物圈等等。3.2环境要素的属性：（一）最小限制律（二）等值性（三）环境的整体性大于环境诸要素的个体和（四）环境诸要素的互相联系和互相依赖性（一）最小限制律•根据利比希的最小因子定律:“整个环境质量，不能由环境诸要素的平均状况去决定，而是受环境要素中与最优状态差距最大的要素所控制”。即环境质量的高低，取决于环境诸要素中处于最低状态的那个要素，而不能用其余处于优良状态的环境要素去弥补，去代替，去平衡。因此，在改进环境质量时，必须对环境诸要素的优劣状态进行数值分类，循着由差至优的顺序依次改造每个环境要素，使之均衡地达到最佳状态。•利比希的最小因子定律：•德国化学家利比希(Liebig)在研究作物生长时发现限制作物生长发育及产量的并不是那些大量元素而是那些需要量少又不可缺少的微量元素(硼、镁、铁等等)。于是他于1840年提出：作物的PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn环境科学电子教案3产量常常不是需要量大的营养物质所限制，而是受某些微量元素所限制，这就是利比希最小因子定律。后来人们戏称为“水桶定律”。(举例如板栗缺硼等略)。•植物的生长取决于那些处于最低量的营养元素，这些处于最低量的营养元素称最小因子（JustusvonLiebig,1840,德国）（二）等值性各个环境要素，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，那么它们对环境的限制作用并无质的差别。即任何一个环境要素，对于环境质量的限制在一定条件下都是相等的，其条件是：只有当它们处于最差状态时，才具有等值性。（三）环境的整体性大于环境诸要素的个体和•一个环境的性质，不等于组成该环境各个要素性质之和，而是比这种“和”丰富得多，复杂得多。环境诸要素互相关系、互相作用所产生的集体效应，是环境要素个体效应基础上的质的飞跃。研究环境要素，不但要研究单要素的作用，还要探讨整个环境的作用机制，综合分析和归纳整体效应的表现。（四）环境诸要素的互相联系和互相依赖性•一个环境的性质，不等于组成该环境各个要素性质之和，而是比这种“和”丰富得多，复杂得多。环境诸要素互相关系、互相作用所产生的集体效应，是环境要素个体效应基础上的质的飞跃。研究环境要素，不但要研究单要素的作用，还要探讨整个环境的作用机制，综合分析和归纳整体效应的表现。4．环境质量•环境质量：环境质量指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。是反映人类的具体要求而形成的对环境评定的一种概念.包括环境综合质量和各种环境要素的质量(如大气环境质量、水环境质量、土壤环境质量、生物环境质量、城市环境质量、生产环境质量、文化环境质量等)。5．环境的功能•环境功能是指：环境要素及其由其构成的环境状态对人类生产和生活所承担的职能和作用。对于人类而言，环境有以下几个方面的功能：•1．环境是人类的栖息地环境为人类及其它生物提供生息、繁衍的空间――空间功能•2.环境是人类生产劳动的对象，是人类社会存在和发展的依托•3.为人类及部分生物提供生长、发育所需的全部资源与能源－－营养功能•4．调节功能：包括气候的调节功能，空气组成成份的调节，水系及水体的调节等等。•5.环境对人类生存和发展的约束功能6．环境的特性整体性有限性不可逆性隐显性持续反应性灾害放大性环境的变异性整体性•环境是由许多个系统构成，而每个系统又是由若干个子系统组成，每个子系统中又有许多个环境因素或环境因子，而每个环境因子在系统中都有着独特的不可替代的作用。相反，某一个因子或因素的异常或发生变化，都会或多或少地引起整个环境系统发生变化，甚至影响功能的发挥或功能的改变，这充分表现出了环境的整体特性。有限性•地球是一切生物生存的最基本的物质基础，而生物的生存环境也都存在于各个圈层（大气圈、水圈、生物圈、岩石及土壤圈）之中，在这样一个大的环境中，一切物质都是有限的，包括环境的PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn环境科学电子教案4稳定性、资源、纳污能力以及环境的自净能力等。•一旦某一方面达到或超过一定限度都会导致一系列问题产生，甚至于灾难来临。•环境本底值：环境在未受到干扰时的化学元素及物质和能量公布的正常值。•环境容量：在人类生存和自然环境不致受灾的前提下，环境可能容纳污染物质的最大负荷量。•环境自净：环境对于污染物质或污染因素具有一定的迁移、扩散、同化和异化作用。环境通过物理、化学和生物作用以清除或降低污染，使环境得到自然净化的过程。不可逆性环境中物质的运转，主要依靠流的形式来实现，包括物质流、能量流和信息流等。物质可以循环，但能量的流动是不可逆的(即一个营养级将能量传递给下一个营养级，但下一营养级只能将能量继续向下传递而不能返还给上一营养级)另一方面，虽然一些环境遭到破坏可以人为地进行局部改造，但要恢复到原样是不可能的，因为环境一旦出现了问题，许多问题可以累加和传递，如由于人类活动引起的气温上升，是无法恢复到原来的水平的，即使经过全人类的努力，也只能减缓再上升的速度。隐显性人类对环境的影响并非是立杆见影的，需要经过一定的过程之后，环境问题才能显示出来，主要原因是：环境具有一定的自我恢复功能，如调节、纳污、自净等等。灾害放大性环境具有调节各种不协调现象的功能，但由于环境系统的各种现象都会导致一个累加的过程，使一些分散的、轻微的环境问题通过物质流、能量流和信息的传递作用，可使一些分散的问题逐渐集中，使原本轻微的问题逐渐加重，最后导致灾害现象发生。如SO2的不断累积导致的酸沉降水土流失是一个长年累日的渐变过程，结果通过累加而发生洪涝、干旱、沙尘暴、土地退化和土地减少等一系列灾害现象。环境的变异性•由于环境由多个环境因子构成，各因子随时都处于不断的变化之中，变是绝对的而不变是相对的，组成环境的各种因子与其它因子都存在着密切的关联性，一种因子的微妙变化都会引发相邻或相关的因子以致整个系统发生变化。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn环境科学电子教案51.2近代的环境科学及环境学1近代环境科学的地位主体学科交叉学科研究内容社会环境学人类社会政治活动对环境的影响社会科学环境社会学人类对环境保护的社会行为自然环境学自然状态下的环境属性与功能自然科学环境自然学环境的属性和作用对自然的影响工程环境学工程技术活动对环境的影响技术科学环境工程学利用工程技术措施保护与改善环境质量2近代环境环境科学研究内容环境科学概念：环境科学是研究人类活动与其环境质量关系的学科。主要研究人类周围大气、土地、水、能源、矿产资源、生物等环境因素及其与人类的关系以及人类活动如何改变那些关系的科学。研究范畴：包括原生环境问题（自然灾害）和次生环境问题，主要研究次生环境问题。研究对象：人类与其生活环境之间的矛盾．研究内容：①人类活动与环境质量的关系；②污染物在自然环境中的迁移、转化、循环和积累的规律；③环境污染的危害与防治；④环境监测、评价与预测预报；⑤自然资源的保护与合理利用；⑥环境规划；⑦环境管理。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn环境科学电子教案63近代环境科学体系复习题一、名词：人类环境地理环境环境要素最小限制律环境质量二、如何理解环境一词？三、按照环境要素可将环境分为哪些类型？四、环境按其存在空间位置分为哪些类型？五、简述地理环境的特点及其对人类的作用。六、环境对于人类而言有哪些重要功能？七、简述环境的重要特性。环境科学体环境学研究环境科学基础理论与方法论基础环境科学环境社会学环境经济学环境数学环境物理学环境化学环境生态学环境地质学环境毒理学应用环境学环境工程学环境法学环境医学环境工效学环境声学辐射污染及控制热污染及控制污染防治工程技术环境规划环境系统工程水利工程研究环境因素与工作效率的关系大气污染防治工程水污染防治工程固体废物治理工程噪声控制工程核污染控制工程PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn