第一章環(huán)境與環(huán)境科學(xué)及環(huán)境學(xué)

1、參考書目v馬倩如等環(huán)境質(zhì)量評價v朱崗崑編著大氣污染物理學(xué)基礎(chǔ)v井文涌等編當(dāng)代世界環(huán)境v蔣展鵬主編環(huán)境工程學(xué)v黃儒欽主編環(huán)境科學(xué)基礎(chǔ)第一章第一章 環(huán)境與環(huán)境科學(xué)及環(huán)境學(xué)環(huán)境與環(huán)境科學(xué)及環(huán)境學(xué)一、一、 環(huán)境及其組成環(huán)境及其組成 所謂環(huán)境環(huán)境總是相對于某一中心事物而言，作為某一中心事物的對立面而存在。它隨中心事物的不同而不同，隨中心事物的變化而變化。與某一中心事物有關(guān)的周圍事物，就是這個中心事物的環(huán)境。環(huán)境。1、人類的環(huán)境、人類的環(huán)境人人自自然然環(huán)環(huán)境境人人工工環(huán)環(huán)境境人類環(huán)境結(jié)構(gòu)人類環(huán)境結(jié)構(gòu)自然環(huán)境的構(gòu)成自然環(huán)境物質(zhì)自然現(xiàn)象水巖石、土壤動植物、微生物氣溫陽光引力地磁力太陽的穩(wěn)定性地殼穩(wěn)定性大氣力量

2、水循環(huán)水土演變等地質(zhì)構(gòu)造情況地震、火山活動海嘯能量v直接或間接影響到人類的一切自然形成的物質(zhì)、能量和自然現(xiàn)象的總體，有時也稱為環(huán)環(huán)境境v自然環(huán)境自然環(huán)境亦可以看作由地球環(huán)境和外圍空間環(huán)境兩部分組成。內(nèi)核外核地墁地殼大氣圈巖石圈水圈土圈1000km2430km2900km35.4km1000-1400km必須注意：v自然環(huán)境對人的影響是帶根本性的帶根本性的。人類要改善環(huán)境，都必須以自然環(huán)境為其大前提，誰要是超越它，勢必一事無成。人工環(huán)境的組成 指由于人類的活動而形成的環(huán)境要素，它包括由人工形成的物質(zhì)、能量和精神產(chǎn)品，以及人類活動中所形成的人與人之間的生態(tài)關(guān)系或稱上層建筑。v綜合生成力綜合生成力(

3、包括人等包括人等)v技術(shù)進(jìn)步技術(shù)進(jìn)步v人工構(gòu)筑物人工構(gòu)筑物v政治體制政治體制v社會行為社會行為v宗教信仰宗教信仰v文化與地方因素文化與地方因素環(huán)境科學(xué)研究中的環(huán)境v是指自然環(huán)境，也就是自然生物圈這一層和人工環(huán)境中的人工構(gòu)筑物、人工產(chǎn)品和能量以及人的關(guān)系問題。中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法中的環(huán)境v大氣、水、土地、礦藏、森林、草原、野生動物、野生植物、名勝古跡、風(fēng)景瀏覽區(qū)、溫泉、療養(yǎng)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、生活居住區(qū)等。新的環(huán)境概念v1982年聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃理事會特別會議的決議中，提出了新的環(huán)境概念，成為80年代人類文明發(fā)展的集中體現(xiàn)。 “經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展計劃必須慎重考慮到地球經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展計劃必須慎重考慮到地球的

4、生命支持系統(tǒng)中各個組分和各種反應(yīng)過程之的生命支持系統(tǒng)中各個組分和各種反應(yīng)過程之間的相互關(guān)系，對一個部門的有利行動，可能間的相互關(guān)系，對一個部門的有利行動，可能會對其他部門引起意想不到的損害會對其他部門引起意想不到的損害”，并指出經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展計劃必須考慮到“環(huán)境系統(tǒng)的環(huán)境系統(tǒng)的穩(wěn)定性的極限穩(wěn)定性的極限”2、環(huán)境要素與環(huán)境質(zhì)量（1） 環(huán)境要素環(huán)境要素，又稱環(huán)境基質(zhì)，是指構(gòu)成人類環(huán)境整體的各個獨(dú)立的、性質(zhì)不同的而又服從整體演化規(guī)律的基本物質(zhì)組分。環(huán)境要素組成環(huán)境結(jié)構(gòu)單元，環(huán)境結(jié)構(gòu)單元又組成環(huán)境整體或環(huán)境系統(tǒng)。例：由水組成水體，全部水體總稱為水圈。 環(huán)境要素的屬性：最差（?。┫拗坡伞Ｋ傻聡瘜W(xué)家V

5、.J.李比希于1804年首先提出，20世紀(jì)初英國科學(xué)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(zhì)量，整體環(huán)境的質(zhì)量，不能由環(huán)境諸要素的平均狀態(tài)決定，而不能由環(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最大的要素所控制”。這就是說，環(huán)境質(zhì)量的好壞，取決于諸要素中處于最低狀態(tài)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。 因此，在改造自然和改進(jìn)環(huán)境質(zhì)量時，必須對環(huán)境諸要素的優(yōu)劣狀態(tài)進(jìn)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(dá)到最佳狀態(tài)等值性。等值性。即各個環(huán)境要素，無論它們本身在規(guī)模上

6、或數(shù)量上如何的不同，但要是一個獨(dú)立的要素，那么對于環(huán)境質(zhì)量的限制作用無質(zhì)的差異。也就是說任何一個環(huán)境要素，對于環(huán)境質(zhì)量的限制，只有他們處于最差狀態(tài)時，才具有等值性。整體大于各個體之和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(yīng)，是個體效應(yīng)基礎(chǔ)上的質(zhì)的飛躍。出現(xiàn)先后，相互聯(lián)系，相互依賴。出現(xiàn)先后，相互聯(lián)系，相互依賴。從深化的意義上看，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；巖石圈的大氣的存在，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)境要素又會發(fā)生演變，其動力來自環(huán)境要素又會發(fā)生演變，其動力來自

7、地球內(nèi)部放射性元素的衰變能和太陽輻射地球內(nèi)部放射性元素的衰變能和太陽輻射能。其中太陽輻射能是環(huán)境要素演變的基能。其中太陽輻射能是環(huán)境要素演變的基本動力源泉。本動力源泉。 環(huán)境質(zhì)量 環(huán)境質(zhì)量一般指在一個具體的環(huán)境內(nèi)，環(huán)境的總體或環(huán)境的某些要素，對人群的生存和繁衍以及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的適宜程度，是反映人群的具體要求而形成的對環(huán)境評定的一種概念。 常用“環(huán)境質(zhì)量”的好壞來表示環(huán)境遭受污染的程度。 環(huán)境質(zhì)量是對環(huán)境狀況的一種描述，可分為自然原因和人為原因。人為原因指：污染可以改變環(huán)境質(zhì)量；資源利用的合理與否，同樣可以改變環(huán)境質(zhì)量；此外，人群的文化狀態(tài)也影響著環(huán)境。環(huán)境質(zhì)量除有所謂大氣環(huán)境質(zhì)量、水環(huán)境質(zhì)量，

8、土壤環(huán)境質(zhì)量、城市環(huán)境質(zhì)量之外，還有所謂生產(chǎn)環(huán)境質(zhì)量、文化環(huán)境質(zhì)量。3、環(huán)境的分類、環(huán)境的分類 人類環(huán)境是由若干個規(guī)模大小不同、復(fù)雜程度有別、等級高低有序、彼此交錯重疊、彼此相互轉(zhuǎn)化交換的子系統(tǒng)所組成，是一個具有程序性和層次結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。人們從不同的角度或以不同的原則，按照人類環(huán)境的組成和結(jié)構(gòu)關(guān)系，將它劃分為一系列層次，每一層次就是一個等級的環(huán)境系統(tǒng)或等類環(huán)境。按環(huán)境的范圍由近及遠(yuǎn)進(jìn)行分類：按環(huán)境的范圍由近及遠(yuǎn)進(jìn)行分類：聚落環(huán)境聚落環(huán)境又可分為又可分為院落環(huán)境院落環(huán)境(由一些功能不同的構(gòu)筑物與它聯(lián)系在一起的場院組成的基本環(huán)境單元)如北京的四合院、西南地區(qū)的竹樓、內(nèi)蒙古草原的蒙古包、陜北的窖洞、機(jī)

9、關(guān)大院、大中專院校、福建的土樓等村落環(huán)境村落環(huán)境(農(nóng)業(yè)人口集中的地方)如農(nóng)村、漁村、山村等。城市環(huán)境城市環(huán)境(非農(nóng)業(yè)人口集中的地方)。地理環(huán)境地理環(huán)境地理環(huán)境位于地球的表層，即巖石圈、土圈、地理環(huán)境位于地球的表層，即巖石圈、土圈、大氣圈和水圈、生物圈相互制約、相互滲透、相互轉(zhuǎn)化大氣圈和水圈、生物圈相互制約、相互滲透、相互轉(zhuǎn)化的交錯帶上，其厚度約為的交錯帶上，其厚度約為10-30km。是能量的交鋒帶是能量的交鋒帶。它具有三個特點(diǎn)：它具有三個特點(diǎn)：有來自地球內(nèi)部的內(nèi)能和主要來自太陽的外部能量，有來自地球內(nèi)部的內(nèi)能和主要來自太陽的外部能量，并在此相互作用；并在此相互作用；它具有構(gòu)成人類活動舞臺和基地

10、的三大條件，即常溫它具有構(gòu)成人類活動舞臺和基地的三大條件，即常溫常壓的物理?xiàng)l件、適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)條件和繁茂的生物條件常壓的物理?xiàng)l件、適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)條件和繁茂的生物條件與人類的生產(chǎn)和生活密切相關(guān)，直接影響人類的飲食與人類的生產(chǎn)和生活密切相關(guān)，直接影響人類的飲食、呼吸、衣著和往行。、呼吸、衣著和往行。地理環(huán)境有新發(fā)展，又出現(xiàn)了地理環(huán)境有新發(fā)展，又出現(xiàn)了人文地理環(huán)境人文地理環(huán)境這一概念這一概念地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)環(huán)境(指地理環(huán)境中除生物圈以外的其余部指地理環(huán)境中除生物圈以外的其余部分分)(4)宇宙環(huán)境(星際環(huán)境)v指大氣圈以外的環(huán)境。由廣漠的空間和存在于其中的各種天體以及彌漫物質(zhì)組成，幾近真空。各星球的大氣狀況及溫度

11、差別極大。對人類的生存而言，環(huán)境條件極為惡劣邊際 任何一個層次的環(huán)境系統(tǒng)，都是由低 級層次的各個子系統(tǒng)所組成；而它自身又是構(gòu)成更高級環(huán)境系統(tǒng)的組成部分。系統(tǒng)和子系統(tǒng)是整體和部分的關(guān)系。在系統(tǒng) 層次上，有些層次間的關(guān)系比較密切，有些層次間則可能出現(xiàn)較大的質(zhì)變。根據(jù)質(zhì)變關(guān)系可以將人類環(huán)境劃分成不同的層次等級。在層次結(jié)構(gòu)上，由于主成分的分布不平衡，往往形成該層次的環(huán)境系統(tǒng)的中心和邊緣的不同。兩種不同類型的環(huán)境的交錯地帶，簡稱邊際。邊際屬于兩種相鄰環(huán)境的過渡帶，它通常具有此兩種環(huán)境的特征和色彩。4、環(huán)境的功能特性、環(huán)境的功能特性系統(tǒng)的輸入等于輸出，就出現(xiàn)平衡系統(tǒng)的輸入等于輸出，就出現(xiàn)平衡(環(huán)境平衡環(huán)境

12、平衡)系統(tǒng)內(nèi)部，可以是有序的系統(tǒng)內(nèi)部，可以是有序的(負(fù)熵、穩(wěn)定性負(fù)熵、穩(wěn)定性)，也可以，也可以是無序的是無序的(混亂度、熵混亂度、熵)系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，它的穩(wěn)定性越大。越容系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，它的穩(wěn)定性越大。越容易保持平衡。任何一個系統(tǒng)各成分之間還具有相互易保持平衡。任何一個系統(tǒng)各成分之間還具有相互作用的機(jī)制。這種相互作用越復(fù)雜，彼此的調(diào)節(jié)能作用的機(jī)制。這種相互作用越復(fù)雜，彼此的調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)。這種調(diào)節(jié)的相互作用，稱為反饋?zhàn)饔?。力越?qiáng)。這種調(diào)節(jié)的相互作用，稱為反饋?zhàn)饔谩－h(huán)境系統(tǒng)的各子系統(tǒng)和各成分這之間存在著相互作環(huán)境系統(tǒng)的各子系統(tǒng)和各成分這之間存在著相互作用，并構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使環(huán)境

13、具有整體功能，用，并構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使環(huán)境具有整體功能，形成集體效應(yīng)，起著協(xié)同作用。環(huán)境的整體功能大形成集體效應(yīng)，起著協(xié)同作用。環(huán)境的整體功能大于各子系統(tǒng)和各組成部分功能之和于各子系統(tǒng)和各組成部分功能之和環(huán)境的功能特性環(huán)境的功能特性1、整體性2、有限性(環(huán)境本底值，環(huán)境容量，環(huán)境自凈)3、不可逆性(能量循環(huán)、物質(zhì)循環(huán))4、隱顯性(汞污染引起的水俁病，DDT農(nóng)藥) 5、持續(xù)反應(yīng)性(遺傳性，黃河生態(tài)資源的破壞)6、災(zāi)害放大性(溫室效應(yīng)，臭氧層空洞)二、近代的環(huán)境科學(xué)及環(huán)境學(xué)1、一門新興的綜合性邊緣學(xué)科、一門新興的綜合性邊緣學(xué)科 技術(shù)科學(xué)社會科學(xué)自然科學(xué)環(huán)境科學(xué)就是如右圖的三大領(lǐng)域的交接帶上，即通

14、過通過三個圓的切點(diǎn)所做的圓。相互交互的扇形就是它們的交差學(xué)科。環(huán)境社會學(xué)環(huán)境工程學(xué)環(huán)境自然學(xué)環(huán)境科學(xué)經(jīng)過環(huán)境科學(xué)經(jīng)過60年代的醞釀，到年代的醞釀，到70年代初期便從零星而不系統(tǒng)的環(huán)境年代初期便從零星而不系統(tǒng)的環(huán)境保護(hù)和研究工作匯集成一門獨(dú)立的、保護(hù)和研究工作匯集成一門獨(dú)立的、內(nèi)容豐富的、領(lǐng)域廣泛的新興學(xué)科。內(nèi)容豐富的、領(lǐng)域廣泛的新興學(xué)科。最近一二十所的發(fā)展更為迅速，各最近一二十所的發(fā)展更為迅速，各種自然科學(xué)和工程技術(shù)都向它滲透種自然科學(xué)和工程技術(shù)都向它滲透并賦予它新的內(nèi)容并賦予它新的內(nèi)容2、環(huán)境科學(xué)的內(nèi)容和任務(wù)、環(huán)境科學(xué)的內(nèi)容和任務(wù)環(huán)境科學(xué)是研究人類活動與其環(huán)境質(zhì)量關(guān)系的科環(huán)境科學(xué)是研究人類活

15、動與其環(huán)境質(zhì)量關(guān)系的科學(xué)。廣義上說：學(xué)。廣義上說：它是對人類生活的自然環(huán)境進(jìn)行綜合研究的科學(xué)，是研究人類周圍空氣、大氣、土地、不、能源、礦物資源、生物和輻射等等所有環(huán)境因素及其與人類的關(guān)系以及人類活動如何改變這種關(guān)系和科學(xué)；它對原生和次生環(huán)境總是都進(jìn)行研究。從狹義上說：從狹義上說：它只研究由人類活動所引起的環(huán)境質(zhì)量的變化以及保護(hù)和改進(jìn)環(huán)境質(zhì)量的科學(xué)，它所研究的只限于次生環(huán)境問題環(huán)境科學(xué)的研究對象是人類與其生活環(huán)境之間的矛盾。環(huán)境科學(xué)所研究的內(nèi)容環(huán)境科學(xué)所研究的內(nèi)容 v人類和環(huán)境的關(guān)系v污染物在自然環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化、循環(huán)和積累的過程和規(guī)律v環(huán)境污染的危害v環(huán)境狀況的控制和防治v自然資源的保護(hù)和

16、合理利用v環(huán)境監(jiān)測、分析技術(shù)和預(yù)報v環(huán)境區(qū)域規(guī)劃和環(huán)境規(guī)劃v環(huán)境管理 環(huán)境科學(xué)的環(huán)境科學(xué)的任務(wù)任務(wù) 環(huán)境科學(xué)的環(huán)境科學(xué)的任務(wù)任務(wù)就是抓住人類與環(huán)境這一對矛盾就是抓住人類與環(huán)境這一對矛盾的實(shí)質(zhì)，研究其間的對立統(tǒng)一關(guān)系，充分認(rèn)識二者的實(shí)質(zhì)，研究其間的對立統(tǒng)一關(guān)系，充分認(rèn)識二者之間的作用和反作用，掌握其發(fā)展規(guī)律，以便能動之間的作用和反作用，掌握其發(fā)展規(guī)律，以便能動地改造環(huán)境并積極調(diào)節(jié)其間物質(zhì)和能量的交換過程地改造環(huán)境并積極調(diào)節(jié)其間物質(zhì)和能量的交換過程，促使環(huán)境朝有利于人類的方向演化。，促使環(huán)境朝有利于人類的方向演化。3、環(huán)境科學(xué)的分科、環(huán)境科學(xué)的分科環(huán)境科學(xué)環(huán)境學(xué)基礎(chǔ)環(huán)境學(xué)環(huán)境社會學(xué)環(huán)境數(shù)學(xué)環(huán)境物理學(xué)環(huán)境化學(xué)環(huán)境生態(tài)學(xué)環(huán)境毒理學(xué)環(huán)境地質(zhì)學(xué)環(huán)境聲學(xué)輻射污染及其控制熱污染及其控制應(yīng)用環(huán)境學(xué)應(yīng)用環(huán)境學(xué)環(huán)境控制學(xué)環(huán)境工程學(xué)環(huán)境污染防治工程技術(shù)及理由大氣污染防治工程水污染防治工程固體廢物治理及利用工程噪聲及熱污染控制工程環(huán)境污染綜合防治技術(shù)和環(huán)境規(guī)劃環(huán)境系統(tǒng)工程環(huán)境水利工程環(huán)境經(jīng)