第5章 环境学基础知识

第一节
自 然 环 境
环境概述
二、环境的分类和组成
物质：空气、水、土壤、生物 能量：阳光、引力、地磁力、地热、气温 自然现象：太阳地球稳定性、全球要素循环
环
境
工 程 环 境 社 会 环 境
交 通 工 业 农 业 建 筑 通讯工程
经济关系 道德观念 文化风俗 意识形态
第一节
三、环境的结构
环境概述
由自然环境、工程环境、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 大可分为聚落环境、区域环境、全球环境和星际 环境 。
化
学
物
质
3.臭氧层的变化对人类的影响
1)对人体健康的影响（UV-B的影响）： a.损坏人体的免疫系统，使呼吸道疾病增加
b.可破坏蛋白质与DNA结构，引发皮肤癌
c.可使眼睛受损，白内障发病率增高
2)对植物的影响 3)对水生生态的影响：破坏生态系统、影响植物 光合作用，导致农作物减产，引发粮食危机。 4)对其它方面的影响：过量紫外线照射，将使塑 料、高分子材料容易老化和分解，导致全球气 候变暖。
二、 能源资源的消费
（一）、世界能源的消费特点 （二）、中国能源发展和面临的问题
（一）、世界能源的消费特点
1、能源主要来自一次不可再生能源
天然气
世 界 能 源 消 费 比 例
煤
石油
世界能源消费：煤34%、石油42%、天然气24%
2、能源消耗水平差异甚大 占世界1/4的工业化国家消耗能源的3/4。 其中占世界人口5%的美国，能源消耗却占
1953年的5 411万吨标准煤增加到1978年的57144万吨标准
煤，再增长到2005年的222000万吨标准煤，年均增长速度分 别为9.89%、5.26%。
中国的人均能源消费量也在不断上升，1953年，中国人 均能源消费量为0.09t标准煤，1978年人均能源消费量为 0.59t标准煤，到2005年中国人均能源消费量为1.7t标准煤。
2.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
3.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 。
第五章 环境学基础知识
理学院
第一节
环境概述
1．环境的概念 2．环境的组成要素和分类 3．环境的结构 4、 环境问题的由来及发展
第一节
环境概述
一、环境的概念 环境是指以某一事物为 中心而存在于周围的事 物。在环境科学中，指 的是以人类为主体的外 部世界。 《中华人民共和国环境 保护法》明确指出， “本法所称环境是指： 大气、水、土地、矿 藏、森林、草原、野生 动物、野生植物、水生 生物、名胜古迹、风景 游览区、温泉、疗养 区、自然保护区、生活 居住区等。”

第二节 环境与环境污染问题

大气环境与污染 水环境与污染 土壤环境与污染 固体废弃物与环境
资料来源：Smog Alert, Derek Elsom 1996
全球气候变化
一、温室效应（Greenhouse Effect ） ：
大气层本身具有的属性。它是确保地球气温总能维
持在相对稳定范围的保障，而不会出现其它星球的剧烈 冷热变化。
2、中国能源问题
（1）、人均能源资源和人均消费量不足 （2）、能源资源分布不均
（3）、能源构成以煤为主
天然气
2 能 0 源 0 消 2 费 年 比 中 例 国
石油
煤71%、 石油27%、 天然气2.9%
煤
（4）、工业部门消耗能源占有很大比例
中国与其他国家2004年单位GDP能源消耗比较表
国家 能耗 比
2、增加了大气中CO2的积累
大气中CO2 按体积是每100万大气单 位有280个单位的CO2 。由于矿物燃 料的燃烧，1980年已达到了340个单 位，预计到21世纪中期至末期，其数 量将达到360个单位。如果大气中CO2 浓度增加1倍，由于其温室效应，全球 平均表面温度将上升1.5-3℃，极地温 度可能上升6-8℃，这样的温度可能导致 海平面上升20-140cm，将对全球许多国 家的经济、社会产生严重影响。
第三，气候带移动: 干旱 森林面积锐减
五、控制的综合对策
1）调整能源战略： 提高能源利用率，向清洁生产转化： 2) 绿化对策
3) 控制人口，提高粮食产量，限制毁林
4) 加强环境意识教育，促进全球合作
能源战略的调整

采用高效能转化设备
采用低耗能工艺
改进运输，降低油耗 推出新型高效家电 改进建筑保温 利用废热、余热集中供暖，可节能30％ 加强废旧物质回收利用 采用新能源：太阳能、核能、风能、地热能等
能源与环境
一、 能源资源概述 二、 能源资源的消费 三、 能源资源的可持续利用
一 、能源资源的概述
（一）、能源的概念：指提供可用能量的资源 （二）、分类： 1、根据来源划分为：太阳能、地球能、天体之间 的能量 2、根据利用方式：一次能源、二次能源 3、根据利用的历史状况：常规能源、新能源 4、根据再生性：可再生能源、不可再生能源
酸雨（acid rain）
1.定义：酸雨是大气污染后产生的酸性沉降物。
指PH值〈5.6 的降水、包括雨、雪、霜、 雹、雾和露等各种降水形式。
2.形成原因:酸雨的成因是一种复杂的大 气化学和大气物理现象。由于燃料燃烧 和天然排放的SO2和NOx所造成的。
3.酸雨的形成
1.SO2 的氧化途径： 2SO2 + 2H2O + O2
四、 环境问题的由来及发展
1、环境问题
指由于人类活动所引起的环境质量变 化，以及这种变化对人类生产、生活 以至健康和生命造成危害的问题。
四、 环境问题的由来及发展


2、环境问题的由来及发展（四个阶段）
环境问题萌芽阶段（工业革命以前） 环境问题恶化阶段（工业革命至20世 纪50年代） 环境问题的第一次高潮（20世纪50年 代－80年代） 环境问题的第二次高潮（20世纪80年 代后）
1750—2050年世界人口增长趋势和预测示意图
12 10 8 6 4 2 0 1750年 1800年 1850年 1900年 1950年 2000年 2050年
世界人口增长特点

随经济的发展而有所不同 年龄结构两级分化 城市人口急剧膨胀
中国人口发展特点 人口增长速度快 农村人口比重大 人口城市化加快 人口老龄化 男女性别比偏高 人口分布不均 人口素质亟待提高

中国历史上的人口增长
140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0
西汉 唐代 明 清末 1998年
人口(万人)
人口增长对环境造成的压力

环境对人口的承载能力有限 人口增长对自然资源的压力
二.人口剧增的后果 1.粮食供应不足 2.环境严重损害
3.使社会生态环境急剧恶化
6.酸雨的控制对策
1)使用低硫燃料和改进燃烧装置
2)脱硫脱氮技术的研究和使用 ：
烟道气脱硫脱氮
3)控制汽车尾气排放
4)能源的转化及燃料的代换：
清洁能源的使用，能源结构的改变，降低含硫燃 料的使用比例等。
臭氧层破坏（OZONE HOLE）
1.臭氧层的作用—地球的“保护伞” 平流层中的臭氧：吸收紫外线 对流层中的臭氧：为温室气体
4.控制对策
源自文库
提高利用效率，降低操作损失


回收和再循环
改进CFCS产品


非CFCS产品的替代品
“蒙特利尔条约”：
限制CFCS的生产和使用
第三节
环境问题原由剖析
一 人口与环境
二 能源与环境
人口与环境
一、人口增长的特点及世界人口的现状 1.世界人口数量大，增长速度快 2.世界人口分布极不平衡，发展中国家人口增长速 度快 3.发达国家人口增长缓慢，出现人口的老龄化。
中国 1
日本
法国
德国 1/7.7
英国 1/5.3
美国 1/3.3
1/11.5 1/7.7
（三）、能源利用对环境的影响
1、城市大气污染
近些年来随着工业的发展，污染物排放和城市悬浮物大量增加，直接导致了能见度 降低，使得整个城市看起来灰蒙蒙一片。目前，在我国的部分区域存在着4个明显的大 气棕色云区，即灰霾严重地区：北部的黄、淮、海地区；东部的长江三角洲；四川盆 地；珠江三角洲。灰霾的日趋严重导致这四个区域空气浑浊，能见度恶化，对城市和 都市人的危害越来越大。
催化剂
2H2SO4
2. NOx 氧化途径
4.主要的酸雨区
1) 北美、欧洲大陆、中国西南与华南地区 2)潜在的酸雨发展区域：
非洲东部、东南亚
5.酸雨的危害
1) 长距离输送的影响 2)引起水生态系统结构上的改变，导致水生 生物群落结构趋于单一化。 3) 导致土壤酸化，使土壤贫瘠。 4)腐蚀建筑物、金属材料、桥梁水坝、 工业装备、供水管网、电缆等及名胜古迹。 5)对森林的影响
聚落环境 环 境 结 构 区 全 星 域 球 际 环 境 环 环 境 境
1.聚落环境

聚落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：
居室环境 院落环境
聚落环境 村落环境 城市环境
2.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.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
5.环境的共同性
首先，环境是一个以人类社会为主体的客观物质体 系，对人类社会的生存和发展，它既有依托作用，又 有限制作用，因此，有合适与否，或优劣之分。 其次，环境是一个有机的整体，不同地区的环境由其 若干个独立组成部分（环境要素），以其特定的联系 方式构成一个完整的系统。 环境还具有明显的区域性、变动性特征。区域性在于 各个不同层次或不同空间的地域，其结构方式、组成 程度、能量物质流动规模和途径、稳定性程度等都具 有相对的特殊性，从而显示出区域特征。环境的变动 性是指在自然和人类社会行为的共同作用下，环境的 内部结构和外在状态始终处于不断变化地过程中。
世界的25%。占世界人口15%的印度，能
源消耗只占世界的1.5%。中国的人均能源
消耗不到世界人均能耗的1/3。
3、世界能源在继续增长
（二）、中国能源发展和面临的问题
1、中国能源的发展
建国以来，中国的经济总量和能源消费都出现了较大幅度 的增长。中国实际GDP(以1990年人民币不变价格计算)由 1953年的1 613亿元增加到1978年的6 580亿元，改革开放后 中国经济增长迅猛，2012年实际GDP超过4 0万亿元。 1953～1978年和1979～2005年两个不同历史阶段中国实际 GDP的增长率分别为5.78%、9.47%。中国能源消费量从

臭氧洞： 出现时间－每年9月－11月

表现：
臭氧层出现浓度减少区域，对紫外线的抵挡 功能削弱；

发生地区： 1984 南极上空首次
1989 北极上空 首次 其它地区也有类似情况出现
2.臭氧层破坏的原因

人类过多使用氟氯烃（CFCS）

影响臭氧浓度的物理化学过程：
影响臭氧层物质的来源
来 源 用于火箭的燃料气溶胶、制冷 CFC-11, CFC-12 剂、发泡剂及溶剂 CFC-22 制冷剂 CFC-113 溶剂 甲基氯仿 溶剂 四氯化碳 生产 CFC 及粮食熏烟处理 哈龙 1301, 灭火器 哈龙 1211 氧化氮 工业活动副产品 二氧化碳 甲烷 化石燃料燃烧副产品 农业产品及采矿活动的副产品

水泥的生产 不合理的土地利用，改变并破坏植被的自然 排放
2)CH4
主要来源：沼气、稻田以及工业生产 CH4 的温室效应为CO2的20倍

3)N2O

主要来源：化肥的使用、燃料的使用
年增长率：0.2-0.3%
4)O3: 在大气中的浓度仅次于CO2
四、全球变暖的危害
第一，它会使全球降水量重新分配，冰川和冻土融 化，海平面上升。 第二，森林、湿地和极地冻土等生态环境的破坏。
二、全球气候变暖的特征：

近百年来，全球气温呈上升趋势，平
均升温为0.6℃

全球气温的变化不呈直进式，而是呈
现冷暖交替的波动
三、全球气候变暖的原因：（温室气体的排放） 主要指：二氧化碳、臭氧、甲烷、氟里昂、 一氧化碳等 对地球辐射热量的收支平衡起重要作用
1）CO2:主要来源于以下：

燃料的使用： 石油、天然气、煤等化石燃 料的使用