当今面临的生态危机

大气污染造成的酸雨
• 大气中的二 氧化硫等酸 性污染物造 成酸雨，对 植物、建筑、 文物古迹都 具有严重的 破坏，甚至 诱发皮肤癌
大气污染导致的光化学烟雾
• 光化学烟雾是由汽车、工厂 等污染源排入大气的碳氢化 合物（HC）和氮氧化物 （NOx）等一次污染物，在 阳光的作用下发生化学反应， 生过成氧臭乙氧酰硝(O酸3)酯、（醛P、A酮N）、等酸、 二次污染物，参与光化学反 应过程的一次污染物和二次 污染物的混合物所形成的烟 雾污染现象叫做光化学烟雾。
太阳能
• 太阳能既是一次能源， 又是可再生能源。它资 源丰富，既可免费使用， 又无需运输，对环境无 任何污染。目前所使用 的太阳能电池板相对来 说效率很低。我们可以 增加对太阳能电池的研 发投入，以一种更好、 更有效的太阳能利用和 存储模式，降低利用成 本。
保护“地球之肺”（固碳）
• 热带雨林吸 收二氧化碳， 维护大气的 碳氧平衡。 保护热带雨 林，植树造 林，是缓解 全球变暖的 重要举措
环境污染对人类的巨大威胁！
WHO估计，当前全世界1/4的疾病归因于环境污染， 每年因饮水污染、空气污染和未加处理的废弃物 引起的死亡人数达770万。
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中国近百癌症村一览
❖ 广东翁源癌症村：3000多村民，从1987年至今，已有250余人 因癌症而丧生。
❖ 河南黄孟营癌症村：2400多人的村子，14年来已有114名村民 因患癌症去世。像这样的“癌症高发村”，在沙颍河沿岸还有 不少。
• 原因：温 室气体大 量排放使 碳循环失 衡，改变 了地球生 物圈的能 量转换形 式 ，这是
导致全球 变暖的主 要原因
煤炭、石油等化石能源
• 我国70%以上的电力 来自煤炭燃烧发电， 发电过程不仅造成大 量污染，发电导致的 二氧化碳排放和温室 效应更是导致气候变 化的元凶。调整能源 结构可以减排二氧化 碳，也就可以帮助减 少减缓气候变化。
生态危机的定义：
生态危机是指生态环境由于人类盲目和过度 的生产活动造成严重破坏，使人类的生存与发 展受到威胁的现象。是生态失调的恶性发展结 果。生态危机一旦形成，在较长时期内难以恢 复。
生态危机产生的根源：科技的发展（双刃剑！）
生态危机主要由于人类的活动导致局部地区 甚至整个生态系统结构和功能的严重破坏，从而 威胁人类的生存和发展。 一个世纪以来，由于 世界人口的增长，工农业生产的发展，加上战争 和社会动乱。
• 改革生产工 艺，对废气 进行治理
工业排放的 大气污染物 的治理，主 要集中在除 尘、控制二 氧化硫和氮 氧化物排放 两方面。
热点三：水污染及海洋污染
水体污染：指由自然或人为排入水体的污染物超过 水体自净能力，使水体的物理、化学性质或生物群 落组成发生变化，从而降低或破坏了水体的使用价 值，使水体丧失或部分丧失原有功能的现象。
气 温 变 化 与 大 气 CO2 浓 度变化基本是同步的。
➢ 冰期除了CO2浓度外，气温降低还伴随的干旱导致的灰尘对阳光的反射、热盐环流减 弱导致的深层水溶解氧浓度降低，进一步导致海洋生物吸收CO2能力的减弱。
二氧化碳对全球海洋热盐环流
热盐循环的路径并非永恒。有证据表明，在过去的地质时期，热盐环流曾多次改变方向，甚 至完全停顿，这些变化与气候的突然变化密切相关。 可能的危险：全球暖化导致极地区域温度的提高，引起冰川的融化，大量淡水输入北大西洋 ，将引起热盐环流传送方向的改变或中断，终将引起地球气候的剧变，甚至可能再次进入冰 河时代。而二氧化碳含量的增加可能就是一个导火索。
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热点一：全球变暖
• 科学家们称，目前大气 层中的温室气体已达到 44万年以来前所未有的 浓度。由于这些温室气 体对来自太阳辐射的可 见光具有高度的透过性， 而对地球反射出来的长 波辐射具有高度的吸收 性，能强烈吸收地面辐 射中的红外线,也就是常 说的“温室效应”，导
致全球气候变暖。
全球气温变化趋势
Bird Flu
SARS
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德国《明镜》周刊对中国环保总局副局长潘岳进行的专访 （摘录）：
➢ 1/3的中国土地都遭遇过酸雨的袭击，7大河中一半的 水资源被污染，另有1/4的中国人没有纯净的饮用水；
➢ 1/3的城市人口不得不呼吸被污染的空气； ➢ 不到20%的城市垃圾是按照环保的方式处理； ➢ 世界上10个污染最严重的城市中国占了5个。
[sʌb'ɑːktɪk] adj. 亚北极的
海洋初级生产的Fe限制问题
上述瓶子培养实验证明：
Fe的增加会提高HNLC海域的生物生产力， 降低主要营养盐的浓度，同时伴随着浮游植 物组成从小个体浮游植物（低Fe环境）向大 个体浮游植物（高Fe环境）的转化。
瓶子实验与海洋系统的差异
➢瓶子实验中是固定光强，仅模拟了海洋混 合层的现场光强，与实际变化并不完全一 致； ➢瓶子实验中的瓶壁可能会为浮游生物提供 非自然的生长表面； ➢瓶子实验所用的海水均为采水器采集，其 中含有细菌、绝大多数浮游植物和绝大多 数浮游动物，但无法采到大的浮游动物。 而食物链是一个非线性的、相互联系的系 统，消除了其中一个因素会对所有的联系 产生影响，从而改变生态系统的特征。 ➢消除差异的方法：HNLC海域现场Fe施肥 实验。
• 20世纪90 年代是自19 世纪中期开 始温度记录 工作以来最 温暖的十年， 在记录上最 热的几年依 次是： 1998年， 2002年， 2003年， 2001年和 1997年。
冰芯数据可以测量气泡中的二氧 化碳浓度和根据冰中18O和16O的 含量推测当时的温度，近年研究 的数据也说明二氧化碳的浓度与 厄尔尼诺现象有关
废水来源与特性
废水的来源
根据来源不同，废水可分为生活污水和 工业废水两大类。
生活污水：人们在日常生活中所产生的废 水。
工业废水：在工业生产过程中所排出的废 水。
废水中污染物种类：
废水中的污染物种类大致可如下区分：固体污染物、有机污 染物、营养性污染物、酸碱污染物、有毒污染物、油类污染物、 生物污染物、感官性污染物和热污染等。
植物对有害气体的净化作用
1)银苞芋、吊兰、芦荟、虎尾兰吸收甲醛 2)万青年和雏菊清除三氯乙稀 3)长青藤和铁树吸收苯 4)玫瑰吸二氧化硫 5)桂花能吸尘 6)薄荷可杀菌
治理大气污染（低碳生活）
• 采用汽车排气控制技
术降低汽车排气对环 境的污染，基于国内 汽车工业现状，一方 面应加快燃油汽车的 清洁 化，同时应大力 推广燃气汽车和电动 汽车，倡导自行车等 清洁交通，鼓励乘坐 公共交通工具
冰期－间冰期大气CO2浓度的变化
ppm
二 氧 化 碳 分 压 （ ）
0
100000
间冰期
温 度 （ 摄 氏 度 ）
冰期
0
100000
200000 距今时间（a）
300000
400000
200000 距今时间（a）
300000
400000
左图的数据为从冰芯中 测量得到。
在温暖的间冰期，大气 CO2 浓 度 一 般 高 于 250 ppm ， 而 在 寒 冷 的 冰 期 ， 大 气 CO2 浓 度 低 于 250 ppm （ 上 图 中 蓝 色 虚 线），说明大气中的 CO2 浓 度 对 气 候 有 直 接 的影响。
人类面临的生态危机和危害
深圳大学生命科学学院 徐宏
十二大生态灾难事件
1、乌克兰切尔诺贝利核泄漏 2、印度博帕尔毒气泄漏 3、科威特油井被炸 4、纽约腊夫运河化学污染 5、瓦尔迪兹号油船溢油 6、日本东海村核事故
7、中亚咸海萎缩乾涸 8、意大利塞维索化学污染 9、日本熊本水俣病 10、美国三哩岛核泄漏 11、印尼大海啸 12、日本福岛核危机
为了表征废水水质，规定了许多水质指标。主要有SS、COD、 BOD、pH、N、P、油含量、色度、温度、重金属、大肠杆菌 等。
及其他生态效应目前仍不清晰。
➢ 由于相关的机理并不清楚，施加Fe后生态系统的长期变化会如何，是否存在其他负 面效应等，仍没有很好的答案。
很显然：期望通过往HNLC海域施加Fe来吸收大气人类来源CO2的 目的从科学层面、操作层面与经济层面看仍存在问题。
热点二：大气污染
• 大气污染物目前已知 约有１００多种。有 自然因素（如森林火 灾、火山爆发等）和 人为因素（如工业废 气、生活燃煤、汽车 尾气、核爆炸等）两 种，且以后者为主， 尤其是工业生产和交 通运输所造成的。
和96%； ❖ 医学界认为，目前已知80％的癌症发病与环境有关，尤其是与
环境中的化学物质密切相关。
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❖ 传染病的流行过程与多种因素有关，其中生态因素对其发生 发展发挥着重要的影响；
❖ 人类的一些社会、经济行为破坏了原有的自然生态平衡，直 接影响了传染病的动态变化；
▪ 使人类接近了那些早已存在，但尚不为人类所熟悉的自然疫源 地；
大气污染危害方式
主要影响人和动物的呼吸道、神经和血液， 以及生育与致癌；影响植物主要生理功能的发挥 和生育过程。
大气污染的生态治理
我国大气主要污染物为烟尘和 SO2 ，其生态 治理的关键是防治烟尘和 SO2 等大气污染物的排 放量及其危害。为此必须采取以污染源控制、治 理为主，强化大气质量管理，选育优良抗污染生 物品种，开展植树造林等综合防治措施。
海洋初级生产的Fe限制问题（固碳）
全球海洋主要营养盐与初级生产力的分类与分布
➢寡营养盐、低生产力海域：硝酸盐浓度往往低于检测限，生物生产 力为N限制；如三大洋中的亚热带环流区、赤道大西洋、赤道印度洋 等。 ➢富营养盐、高生产力海域：具有较高的主要营养盐浓度和叶绿素浓 度；如50ºN以北的北大西洋、阿拉伯海和沿岸上升流区。 ➢富营养盐、低生产力海域（HNLC）：因叶绿素浓度太低导致生物生 产力较低，海水中溶解态Fe浓度很低，生物生产力为Fe限制（影响固 氮菌的生长）；占全球海洋面积的20 – 40%，如东赤道太平洋、亚北 极太平洋和南大洋。
❖ 湖北翟湾癌症村：3000多村民，近两三年来已有100多人死于 癌症。
❖ 江苏广丰癌症村：200来户村民，几年来因癌症去世的有近20 人，患癌症者近30人。 ……
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百度文库
❖ 癌症已成为中国农村居民最主要死因之一； ❖ 与环境、生活方式有关的肺癌、肝癌、结直肠癌、乳腺癌、膀
胱癌死亡人数明显上升； ❖ 其中肺癌和乳腺癌上升幅度最大，过去30年分别上升了465%
已进行现场铁施肥实验的10个海域（10面红旗所示）
名称缩写：每一次现场施肥都有其独特的名称缩写，如IronEx I和II是在赤道太平洋加 拉帕戈斯群岛以南的海域进行的。
➢ 不同的Fe施肥实验结果之间仍存在一些差异（如下表所示），产生差异的机制不明。 ➢ 尽管硅藻水华是是施加Fe后可预计的效应，但有关水华生物物种组成差异的原因，
▪ 为传播虫媒、传染源提供更好的生存和滋生条件； ▪ 增加了带菌动物或使人类与带菌动物更加接近；
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重大传染性疾病和中毒事件严重 威胁人类的生存
AIDS
Dioxin Crisis
Bovine Spongiform Enceohalopathy (BSE疯牛病)
Streptococcus Suis猪链球菌
• 工业合理布 局，以方便 于污染物的 扩散和工厂 之间互相利 用废气，减 少废气排放 量。
• .实行区域集 中供热，以 高效率的锅 炉代替分散 的低矮烟囱 排放方式， 提高能源的 利用效率这 是城市大气 污染防治的 有力措施。
• 改变燃 料构成。
如城市工 业和民用 煤气、液 化石油气。 发展，低 硫燃料和 新能源 （太阳能、 风能、地 热等）
• 风能作为一种清洁能
源具有巨大的潜力和 成熟的商业化基础引 人注目。
核能的利用
• 核电站是利
用一座或若干 座动力反应堆 所产生的热能 来发电或发电 兼供热的动力 设施 ，有利 于减少化石燃 料的使用
生物能源
• 沼气的主要成分
甲烷是一种理想的 气体燃料，它无色 无味，与适量空气 混合后即对燃烧。 1立方米沼气完全 燃烧后，能产生相 当于0.7千克无烟 煤提供的热量。与 其它燃气相比，其 抗爆性能较好，是 一种很好的清洁燃 料。
解决全球变暖问题：减排、固碳
• 解决全球变暖问 题就要对温室气 体的排放控制， 同时增加对温室 气体的吸收量， 实行人工固碳
改善能源结构 开发新能源
• 人类大量使用 化石燃料所排 放的二氧化碳 等温室气体造 成温室效应。 为了保住冰川， 保住我们的水 源，就要改变 能源结构
举例：三峡水电站
风力发电