環(huán)境學概論IntroductionofEnvironmentalScience

授課教師：解宏端沈陽化工大學環(huán)境與生物工程學院

1ppt課件

上治自然之疾，下療個體之苦，中知生存之道引言環(huán)境監(jiān)測污染控制環(huán)境工程學環(huán)境化學環(huán)境生物學環(huán)境毒理學環(huán)境生態(tài)學環(huán)境規(guī)劃與管理環(huán)境影響評價2ppt課件課本及參考書課本：《環(huán)境學基礎》鞠美庭等編著，化學工業(yè)出版社參考書：《環(huán)境學概論》（第二版）劉培桐等編著，高等教育出版社出版?！董h(huán)境學導論》（第二版）何強等編著，清華大學出版社出版?！冬F(xiàn)代環(huán)境科學導論》盛連喜主編，化學工業(yè)出版社；《環(huán)境學》左玉輝編著，高等教育出版社出版；3ppt課件環(huán)境學4ppt課件

第一章緒論

環(huán)境環(huán)境問題人類與環(huán)境環(huán)境科學5ppt課件習題作業(yè)1、什么是環(huán)境?環(huán)境的分類。2、環(huán)境要素主要有哪些，環(huán)境要素之間關系如何？3、什么是環(huán)境問題?引起環(huán)境問題的原因有哪里方面？4、環(huán)境科學研究的對象、內(nèi)容和任務是什么？6ppt課件一、環(huán)境的概念二、環(huán)境的組成要素和分類三、環(huán)境的結構

第一節(jié)

環(huán)境7ppt課件一、環(huán)境的概念

1、概念：是以人類為主體的外部世界，即人類賴以生存和發(fā)展的物質條件的綜合體。學生體育館教學樓辦公樓宿舍圖書館運動場食堂實驗樓8ppt課件二、環(huán)境的分類和組成自然環(huán)境人工環(huán)境社會環(huán)境自然現(xiàn)象：太陽地球穩(wěn)定性、全球要素循環(huán)能量：陽光、引力、地磁力、地熱、氣溫物質：空氣、水、土壤、生物意識形態(tài)文化風俗道德觀念經(jīng)濟關系農(nóng)業(yè)建筑工業(yè)交通通訊工程環(huán)境9ppt課件三、環(huán)境要素

構成人類環(huán)境整體的各個獨立的、性質不同的而又從服從整體演化規(guī)律的基本物質組成。分自然要素和人工要素。自然要素：水、大氣、生物、陽光、巖石、土壤10ppt課件最差（?。┫拗坡傻戎敌哉w大于各個體之和出現(xiàn)先后，相互聯(lián)系，相互依賴環(huán)境要素屬性11ppt課件①最差（?。┫拗坡伤傻聡瘜W家V.J.李比希于1804年首先提出，20世紀初英國科學家布來克曼所發(fā)展而趨于完善。該定律指出：“整體環(huán)境的質量，不能由環(huán)境諸要素的平均狀態(tài)決定，而是受環(huán)境諸要素中那個與最優(yōu)狀態(tài)差距最大的要素所控制”。這就是說，環(huán)境質量的好壞，取決于諸要素中處于‘最低狀態(tài)’的那個要素，不能用其余的處于優(yōu)良狀態(tài)的環(huán)境要素去代替。環(huán)境要素屬性

因此在改造自然和改進環(huán)境質量時，必須對環(huán)境諸要素的優(yōu)劣狀態(tài)進行數(shù)值分類，循著由差到優(yōu)的順序，依次改造每個要素，使之均衡地達到最佳狀態(tài)12ppt課件②等值性任何一個環(huán)境要素，對于環(huán)境質量的限制，只有當它們處于最差狀態(tài)時，才具有等值性。這就是說，各個環(huán)境要素，無論它們本身在規(guī)模上或數(shù)量上是如何的不相同，但只要是一個獨立的要素，那么對于環(huán)境質量的限制作用并無質的差異。環(huán)境要素屬性13ppt課件③整體大于各個體之和或說環(huán)境的整體性大于環(huán)境諸要素之和。環(huán)境諸要素的互相聯(lián)系、互相作用產(chǎn)生的集體效應，是個體效應基礎上的質的飛躍。環(huán)境要素屬性14ppt課件④相互聯(lián)系，相互依賴從演化的意義上看，某些要素孕育著其他的要素。巖石圈的形成為大氣的出現(xiàn)提供了條件；巖石圈和大氣圈的存在，又為水的產(chǎn)生提供了條件；巖石圈、大氣圈和水圈又孕育了生物圈。環(huán)境要素屬性15ppt課件

四、環(huán)境的結構

由自然環(huán)境、人工環(huán)境、社會環(huán)境共同組成各級人類生存環(huán)境結構單元。它由近及遠，由小到大可分為內(nèi)環(huán)境、微環(huán)境、區(qū)域環(huán)境、全球環(huán)境、宇宙環(huán)境。環(huán)境范圍內(nèi)環(huán)境微環(huán)境區(qū)域環(huán)境全球環(huán)境宇宙環(huán)境16ppt課件1、內(nèi)環(huán)境內(nèi)環(huán)境指生物組織或細胞間的環(huán)境。對生物體的生長和繁殖具有直接的影響。17ppt課件2.微環(huán)境微環(huán)境是人類群居生活的場所。是人類利用和改造自然而創(chuàng)造出來的與人類關系最密切、最直接的生存環(huán)境。按其性質、功能和規(guī)模大小可分為：微環(huán)境校園環(huán)境村落環(huán)境院落環(huán)境室內(nèi)環(huán)境18ppt課件2.區(qū)域環(huán)境區(qū)域環(huán)境是包括人工環(huán)境在內(nèi)的占有一定地域空間的自然環(huán)境以自然環(huán)境為主體的區(qū)域環(huán)境有森林、草原、沙漠、冰川、海洋、湖泊、河流、山地、平原等多種類型19ppt課件2.區(qū)域環(huán)境以人工環(huán)境為主體的區(qū)域環(huán)境有城市、農(nóng)村、工業(yè)區(qū)、旅游區(qū)、開發(fā)區(qū)等多種類型現(xiàn)實社會中，區(qū)域環(huán)境往往兼具二者的特點，是一種結構復雜，功能多樣的環(huán)境20ppt課件3.全球環(huán)境

又稱地球環(huán)境。范圍包括大氣圈中的對流層和平流層的下部、水圈、土壤巖石圈和生物圈。它是人類生活和生物棲息繁衍的場所，是向人類提供各種資源的場所，也是不斷受到人類活動改造和沖擊的空間。4.宇宙環(huán)境指的是大氣層以外的環(huán)境。它是人類生存環(huán)境的最外圈部分，即大氣層以外的宇宙空間。這是人類活動進入大氣層以外的空間和地球鄰近的天體的過程中提出來的概念，也稱空間環(huán)境。21ppt課件五.環(huán)境功能特性整體性（相互聯(lián)系制約，無地區(qū)界限，省界、國界）有限性(資源、容納污染物能力、自凈能力）不可逆性(能量循環(huán)、物質循環(huán))隱顯性(汞污染引起的水俁病、DDT農(nóng)藥)持續(xù)反應性(遺傳性、生態(tài)資源的破壞)災害放大性(溫室效應、臭氧層空洞、酸雨)22ppt課件第二節(jié)、環(huán)境問題的產(chǎn)生和發(fā)展一、環(huán)境問題1、定義：任何由于人類活動作用于環(huán)境而引起的環(huán)境質量變化（破壞和污染），以及這種變化反過來對人類生存和社會發(fā)展的各種不利影響的問題。2、分類：第一環(huán)境問題（原生環(huán)境問題）；天災

由于自然因素引起的環(huán)境問題,

地震、洪澇、干旱、滑坡等自然災害。第二環(huán)境問題（次生環(huán)境問題）；人禍

由于人為因素造成的環(huán)境污染或破壞而引起的環(huán)境問題。23ppt課件天災、人禍圖片24ppt課件環(huán)境問題主要不是自然災害問題（原生或第一環(huán)境問題，天災），而是人為因素所引的環(huán)境問題（次生或第二環(huán)境問題，人禍）。這種人為環(huán)境問題一般可分為兩類：一是不合理開發(fā)利用自然資源，超出環(huán)境承載力，形成生態(tài)環(huán)境質量惡化或自然資源枯竭等現(xiàn)象，即生態(tài)環(huán)境破壞問題；二是人口激增、城市化和工農(nóng)業(yè)高速發(fā)展引起的環(huán)境污染和破壞問題。這些都是人類經(jīng)濟社會發(fā)展與環(huán)境的關系不協(xié)調所引起的問題。天災，常常因人禍而增強砍伐森林、水土流失，誘發(fā)泥石流、地震、洪水

25ppt課件二、環(huán)境問題

自從有了人類就開始利用和改造自然。隨著人口增加，砍伐森林、捕殺動物、開墾土地，環(huán)境問題開始出現(xiàn)。1、遠古時代（環(huán)境問題的萌芽階段）自然為主，人類為奴隸；洪水猛獸人類被動的適應和利用環(huán)境，主要依賴自然而生活；對環(huán)境的影響較小，未對自然產(chǎn)生太大傷害。自然界的自發(fā)調節(jié)作用抵消了許多不利的環(huán)境影響。26ppt課件2、農(nóng)業(yè)文明時代自然與人“平起平坐”相互抗衡出現(xiàn)了農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)，人類改造自然的作用越來越明顯；鐵器的出現(xiàn)

由于農(nóng)業(yè)砍伐圍墾造成水土流失、荒漠化，對自然有較大傷害，但限于局部區(qū)域。人類被動地接受環(huán)境懲罰或逃避環(huán)境災難。造成的環(huán)境問題黃河流域：東漢的大規(guī)模開墾古印度文明

27ppt課件3、近代工業(yè)革命時代人把自然當奴隸19世紀，科學技術突飛猛進，征服、改造自然的能力迅猛發(fā)展，對自然進行掠奪式開發(fā)，對全球環(huán)境產(chǎn)生了嚴重的破壞；蒸汽機的出現(xiàn)、機械化

城市化、產(chǎn)業(yè)化進程加快；環(huán)境問題日趨嚴重，重大公害事件屢屢發(fā)生，形成了環(huán)境問題高潮；人類逐漸認識環(huán)境問題，采取相應環(huán)境對策。28ppt課件4、知識經(jīng)濟時代（后工業(yè)時代）人視自然為朋友現(xiàn)代，科學技術得到了前所未有的發(fā)展；環(huán)境問題依然十分嚴峻，對人類的生存和發(fā)展仍然構成了極大的威脅；21世紀的人類面臨的十大環(huán)境問題；人類積極進行環(huán)境保護?！熬G色文明”29ppt課件“世界八大公害”公害名稱時間地點事件發(fā)生起因結果和影響馬斯河谷事件1930年比利時馬斯河谷工業(yè)區(qū)工廠排出的有害氣體在近地層積累胸痛、咳嗽、呼吸困難等。一周內(nèi)有60多人死亡多諾拉事件1948年美國賓夕法尼亞洲多諾拉鎮(zhèn)

二氧化硫及其氧化作用的產(chǎn)物與大氣中塵粒結合眼痛、喉痛，發(fā)病者5911人，死亡17人洛杉磯光化學煙霧事件1943年美國洛杉磯市

汽車排出的碳氫化合物、氮氧化物、一氧化碳在日光作用下，形成的光化學煙霧大量居民出現(xiàn)眼睛紅腫、流淚等癥狀倫敦煙霧事件1952年英國倫敦市

煙塵和二氧化硫在濃霧中積聚不散形成硫酸鹽型煙霧死亡1萬多人四日市哮喘事件1961年日本四日市石油冶煉和工業(yè)燃油產(chǎn)生的廢氣，重金屬微粒與二氧化硫哮喘病患者達817人，死亡10多人水俁病事件1953～1956年日本熊本縣水俁市人們食用被汞污染的魚、貝等水生生物造成大量居民中樞神經(jīng)中毒，60多人死亡。富山痛痛病事件1955～1972年日本富山縣人們食用用含鎘廢水污染的河水和稻米而中毒死亡100多人愛知米糠油事件1968年日本九州愛知縣人們食用含多氯聯(lián)苯的米糠油后造成中毒患者超過1萬人，16人死亡。

30ppt課件三、我國的生態(tài)環(huán)境問題（1）森林生態(tài)功能較弱；（2）草原退化與減少的狀況難以根本改變；（3）水土流失、土壤沙化、耕地被占；（4）水旱災害日益嚴重；（5）水資源短缺。31ppt課件四、環(huán)境問題的性質和實質1、性質：（1）環(huán)境問題具有不可根除和不斷發(fā)展的屬性，它與人的欲望、經(jīng)濟的發(fā)展、科技的進步同時產(chǎn)生、同時發(fā)展，呈現(xiàn)孿生關系；（2）環(huán)境問題范圍廣泛而全面，存在于生產(chǎn)、生活、政治、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技等全部領域中；

（3）對人類的行為具有反饋作用，使人類的生產(chǎn)方式、生活方式、思維方式等一系列問題引起新的變化；

（4）可控性，即通過教育，提高人們的環(huán)境意識，充分發(fā)揮人的智慧和創(chuàng)造力，借助法律的、經(jīng)濟的和技術的手段，總可以把環(huán)境問題控制在影響最小的范圍內(nèi)。

32ppt課件2、環(huán)境問題的實質：

是一個經(jīng)濟問題和社會問題，是人類自然的，而且是自覺的建設人類文明的問題。

包括兩層意思：（1）所謂的環(huán)境問題都是人類經(jīng)濟活動的直接或間接的結果；（2）要對人類經(jīng)濟活動產(chǎn)生的環(huán)境污染和破壞進行治理和控制，必須要有相當?shù)慕?jīng)濟實力。33ppt課件第三節(jié)、人類與環(huán)境1、地球環(huán)境孕育產(chǎn)生了人類文明1）、生命是地球環(huán)境演變到一定階段的產(chǎn)物只有在各種條件都適合的情況下，產(chǎn)生了生命，漫長的生物進化過程開始。2）、環(huán)境的變化，促進了人類的出現(xiàn)森林退化，直立行走；惡劣的條件，促使工具、語言、火的出現(xiàn)，勞動促成了猿到人的轉變3）、人體通過新陳代謝與周圍環(huán)境進行物質和能量的交換人體內(nèi)微量元素的種類與海洋相似，血液中的化學元素的含量與地殼具有相關性一、人類與環(huán)境34ppt課件環(huán)境環(huán)境人類社會物質和能量廢棄物人類與環(huán)境的關系35ppt課件地球元素含量與人體含量關系圖

36ppt課件2、人與環(huán)境的關系1）、環(huán)境制約著人類的生存和發(fā)展

環(huán)境是人類賴以生存、進化和發(fā)展的物質基礎和前提；人類依靠環(huán)境而生存、進化和發(fā)展，不斷從環(huán)境中索取物質、能源和信息。一方水土養(yǎng)一方人；2）、人類可以能動的認識、改造環(huán)境

能動地調節(jié)和控制自身的行為及其結果和影響，從而更好地去征服、改造和利用環(huán)境，并使環(huán)境更適合于人類的發(fā)展。3）、兩者的關系是相互聯(lián)系和相互影響的不可分割的辨證統(tǒng)一體。人與環(huán)境是密不可分，人類與環(huán)境之間的關系是相互聯(lián)系和相互影響的。環(huán)境對人類的制約性與人對能環(huán)境的能動性是統(tǒng)一的。37ppt課件二、人類的環(huán)境觀1、天命論的自然觀遠古時代生產(chǎn)力水平低下，產(chǎn)生了原始宗教反映了人類對自然的屈服；另一方面，征服自然的幻想與欲望也產(chǎn)生了美麗的神話如：大禹治水、夸父逐日、精衛(wèi)填海、女媧補天。2、地理環(huán)境決定論，又稱決定論德國地理學家拉采爾，把自然環(huán)境看作社會發(fā)展的決定因素，把人說成是環(huán)境的產(chǎn)物。環(huán)境決定論是生產(chǎn)力比較低下，科學不甚發(fā)達的條件下的環(huán)境觀或自然觀。反映人類對大自然的畏懼和順從，和天命論的自然觀是一脈相承的。38ppt課件3、征服論的自然觀

人類征服自然的思想古而有之，戰(zhàn)國時代孟子(公元前約372一前289)主張“天時不如地利，地利不如人和”(《孟子·公孫丑下》)，即具有人定勝天的思想。

18世紀的以蒸汽機為代表的工業(yè)革命大大解放了生產(chǎn)力。人類進一步征服了海洋，開采了更多的礦產(chǎn)，砍伐森林、開墾草原、攔河筑壩、移山填?！祟愃坪跽嬲鞣俗匀?，成了自然的主人。我國則有過“人有多大的膽，地有多高的產(chǎn)”的口號，其他國家在其經(jīng)濟發(fā)展史上幾乎也都經(jīng)過征服論盛行的階段，不顧自然規(guī)律，掠奪式開發(fā)自然資源，忽視環(huán)境保護，從而引起環(huán)境惡化，人類最終自食惡果。39ppt課件恩格斯的著名論斷“我們不要過分陶醉于我們對自然界的勝利，對于每一次這樣的勝利，自然界都報復了我們”每一次勝利，在第一步都確實取得了我們預期的結果，但是在第二步和第三步卻有了完全本同的、出乎預料的影響，常常把第一個結果又取消了。40ppt課件4、協(xié)調論的環(huán)境觀隨著環(huán)境問題日益嚴重，環(huán)境科學的發(fā)展，一種全新的協(xié)調論(或和諧論)的環(huán)境觀應運而生。它既否定了“天定勝人”的天命論和決定論的環(huán)境觀，也舍棄了“人定勝天”的征服論環(huán)境觀。人類只有保持同自然界(環(huán)境)的平衡與協(xié)調才能生存與發(fā)展?！叭恕焙汀疤臁钡年P系不再是誰戰(zhàn)勝誰，而應是“天人合一”世界觀。人類和環(huán)境是朋友關系，兩者應和諧相處，人類應該走可持續(xù)發(fā)展道路。41ppt課件三、環(huán)境污染與人體健康1、環(huán)境污染定義：由于人類活動所引起的環(huán)境質量下降，并危害人類和其他生物的正常生存和發(fā)展的現(xiàn)象。42ppt課件2）、環(huán)境污染源工業(yè)、交通運輸、農(nóng)業(yè)、生活3）、環(huán)境污染物生產(chǎn)性污染物（三廢，農(nóng)藥，化學品）生活性（污水，糞便，廢物）放射性環(huán)境污染物按其性質可分為：(1)、化學性污染物，如：有毒的無機化合物和有機化合物。(2)、物理性污染因素，如：噪聲、熱污染、電磁輻射和放射等。(3)、生物性污染物，如：細菌、霉菌、病毒、毒蘑菇、蛇毒、寄生蟲等4）、環(huán)境污染具有易污染，難治理的特點43ppt課件2、環(huán)境污染的致病特征

1）、影響范圍大環(huán)境致病具有區(qū)域性、大面積的特點；一定條件下可對其他區(qū)域產(chǎn)生影響。如：放射性塵埃遠距離擴散2）、作用時間長由于人群長時間的暴露在環(huán)境中，會長時間持續(xù)性的接觸污染物，從而致病。3）、作用機理復雜污染物進入環(huán)境中，一般濃度較低，各種污染物通過理化、生化的作用發(fā)生變化，有的單獨危害人體，有的聯(lián)合加強危害，有的相互削弱影響。涉及環(huán)境醫(yī)學、環(huán)境毒理學、環(huán)境化學等多學科內(nèi)容。4）、通過多種途徑進入人體呼吸、消化、皮膚吸收44ppt課件3、污染物在人體中的轉歸1）、侵入和吸收通過呼吸道、消化道、皮膚、黏膜、傷口進入人體，尤其是呼吸道、消化道2）、分布和蓄積污染物進人人體經(jīng)吸收后由血液帶到人體各器官和組織。由于各種毒物的化學結構和理化特性不同，它們與人體內(nèi)某些器官表現(xiàn)出不同的親和力，使毒物分布蓄積在某些不同器官和組織內(nèi)。CO與血液血紅蛋白結合生成碳氧血紅蛋白，造成組織缺氧，致死，這就是CO中毒。污染物長期蓄積在某一器官中并達到毒作用的閾值，就會致病，危害人體健康。45ppt課件部分污染物易蓄積的器官污染物蓄積器官污染物骨骼Cd(鉻)脂肪農(nóng)藥等有機物腦甲基汞肝臟As（砷）和Hg甲狀腺碘污染物在人體中的轉歸過程示意圖46ppt課件3）、生物轉化毒物在某些酶作用下的代謝轉化過程稱為生物轉化作用。一般肝臟、腎臟、胃、腸等器官對各種毒物都具有生物轉化作用，其中以肝臟最為重要，是人體的主要解毒器官。在生物代謝過程中可能會發(fā)生兩種反應，一是降解反應，使毒性降低或無毒從體內(nèi)排出，二是激活反應，變成致突變物或致癌物，使毒性增加。4）、排泄毒物經(jīng)生化轉化后通過尿液、糞便、呼吸、汗液、乳汁、唾液等分泌物排出體外的主要途徑有。47ppt課件4、環(huán)境污染對人體健康的危害

1）、急性危害

某些特殊的情況下，環(huán)境污染物短時間內(nèi)大量進入環(huán)境，使得暴露人群在較短時間內(nèi)出現(xiàn)急性中毒、死亡。如：世界上發(fā)達國家在工業(yè)化進程中，著名的公害事件。目前我國和其他一些發(fā)展中國家，也面臨著這樣的問題。48ppt課件2）、慢性危害

在多數(shù)情況下，環(huán)境污染物都處于較低濃度，不易被察覺。環(huán)境中有害因素(污染物)以低濃度、長時間反復作用于機體產(chǎn)生慢性危害。人機體免疫功能、對環(huán)境因素的抵抗力將明顯減弱，健康狀況逐步下降，人群中患病率、死亡率增加，兒童生長發(fā)育受到影響。還可直接造成機體某種慢性疾病。如：慢性支氣管炎、支氣管哮喘等。49ppt課件3）、遠期危害

某些有致癌、致畸形、致基因突變作用的“三致”物質，如砷、鉻、鎳、苯、胺、苯并芘和其他多環(huán)芳烴、鹵代烴等污染環(huán)境后，可以進入各種食品、大氣、水體和土壤中，通過食物鏈進入人體中。長期在體內(nèi)蓄積，最終誘發(fā)癌癥，造成發(fā)病甚至死亡，還有可能通過遺傳引起胎兒畸形。

應該指出，環(huán)境污染物作用于人群時，并不是所有的人都出現(xiàn)同樣的毒性反應。由于個體的身體素質不同，抵抗能力不同，只有少部分人出現(xiàn)病變甚至死亡。環(huán)境醫(yī)學的一項重要任務就是及早發(fā)現(xiàn)亞臨床變化和保護敏感人群。50ppt課件第四節(jié)環(huán)境科學研究的對象和內(nèi)容一、什么是環(huán)境科學？是研究和指導人類在認識、利用和改造自然中，正確協(xié)調人與環(huán)境相互關系，尋求人類社會可持續(xù)發(fā)展途徑與方法的科學，是由眾多分支學科組成的學科體系的總稱。51ppt課件圖1－5環(huán)境科學與三大科學領域的關系社會科學技術科學自然科學環(huán)境科學52ppt課件二、環(huán)境科學研究的對象、內(nèi)容和任務

1、對象：是以“人類-環(huán)境”系統(tǒng)為其特定的研究對象，它是研究“人類-環(huán)境”系統(tǒng)的發(fā)生和發(fā)展、調節(jié)和控制以及改造和利用的科學。

53ppt課件2、研究內(nèi)容：環(huán)境系統(tǒng)學說環(huán)境質量學說環(huán)境承載力學說環(huán)境協(xié)調學說環(huán)境與人類之間關系監(jiān)測提高環(huán)境質量環(huán)境規(guī)劃、影響評價環(huán)境管理，指導人類行為54ppt課