XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華

XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華2024/3/25XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華課程的主要內(nèi)容？第一部分：本課程的基本要求內(nèi)容，包括環(huán)境的基本概念、環(huán)境問題的產(chǎn)生與發(fā)展、全球環(huán)境問題等；第二部分：本課程的重點要求內(nèi)容，包括生態(tài)學基礎(chǔ)，水、氣、土、聲、渣等污染物的污染機理，重點污染指標，以及污染治理技術(shù)以及環(huán)境監(jiān)測等；

穿插簡介建筑環(huán)境學相關(guān)內(nèi)容：建筑外環(huán)境、建筑濕熱環(huán)境、室內(nèi)空氣環(huán)境、建筑聲環(huán)境和建筑光環(huán)境等內(nèi)容。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華學習本課程的目的和作用？學好這門課有助于掌握環(huán)境科學的基本知識，培養(yǎng)起堅定、自覺的環(huán)境保護意識。對土木工程專業(yè)學生，對建筑環(huán)境學的相關(guān)知識也會有初步了解。是一門重要的素質(zhì)教育課。

XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華課程的特點？涉及知識面廣；敘述性內(nèi)容多；專業(yè)基礎(chǔ)性強。

XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華第一章緒論第一節(jié)地球和我們所處的環(huán)境第二節(jié)環(huán)境問題第三節(jié)環(huán)境科學及其分支XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華

在太空中，地球是一個由藍、咖啡、綠和白色所組成的球，它懸掛在太空之中已有46億年的歷史了。在這漫長的歷史長河中，地球孕育了大量的生物，形成了和諧的生態(tài)系統(tǒng)。

在距今約300萬年前,地球上出現(xiàn)了人類。在人類漫長而曲折的進化過程中，人類既是環(huán)境的創(chuàng)造物，又是環(huán)境的塑造者。人來在實踐中不斷地總結(jié)經(jīng)驗，有所發(fā)現(xiàn)，有所發(fā)明，有所創(chuàng)造，有所前進。在今天，由于科學技術(shù)發(fā)展的迅速加快，人類獲得了以無數(shù)方法并在空前的規(guī)模上改造環(huán)境的能力。第一節(jié)地球和我們所處的環(huán)境XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華太陽系家族XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華太陽系家族各行星XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華太陽系各行星數(shù)據(jù)

水星金星地球火星木星土星天王星海王星冥王星到太陽的平均距離（106Km）57.9108.2149.6227.9778.314272869.64496.65900自轉(zhuǎn)周期59日-243日(逆轉(zhuǎn))

23小時56分4秒24小時37分23秒9小時50分30秒10小時14分-11小時

16小時6日9小時軌道運動平均速度（千米/秒）

47.93529.824.113.19.66.85.44.7軸傾角（赤道與軌道交角）<28o

3o

23o27′23o59′

3o05′26o44′82o5′28o48′?赤道與黃道夾角7o

3.4o

0o

1.9o

1.3o

2.5o

0.8o

1.8o

17.2o

軌道偏心率0.2060.0070.0170.0930.0480.0560.0470.0090.25赤道直徑（千米）48001210412756678714280012000051800495006,000(?)質(zhì)量（地球=1）0.0550.81510.108317．.995.214.617.20.1(?)體積（地球=1）0.060.8810.15131675567570.1(?)密度（水=1）5.45.25.541.30.71.21.7？偏平度000.0030.0090.060.10.060.02？大氣（主要成分）無二氧化碳氮，氧二氧化碳氬氫，氦氫，氦氫，氦，甲烷

氫，氦甲烷探測不到可見表面平均溫度350(S)

-33(C)22(S)-23(S)-150(C)-180(C)-210(C)-220-230(?)表面大氣壓強（毫巴）386349000010006?????表面重力（地球=1）0.370.8810.382.641.151.171.18？由行星所見太陽平均表觀角直徑1o22′40″44′45″31′59″21′6′09″3′22″1′41″1′04″49″已知衛(wèi)星數(shù)00121617521XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華什么是行星?必須圍繞太陽運轉(zhuǎn)的天體；質(zhì)量足夠大，能依靠自身引力使天體呈圓球狀；其軌道附近應(yīng)該沒有其他物體。冥王星對第三條不符，冥王星的軌道是和海王星有所交集的。所以冥王星被歸為矮行星。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1.1太陽系的誕生1.1.1宇宙的開端

XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華20世紀初，天文學家斯里弗爾

（V.M.Slipher,1875-1969)在觀測銀河系外的仙女座大星云時，取得15個星系的光譜資料，經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)其中13個正在以每秒數(shù)十萬米的高速退行，即離開我們愈來愈遠。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1929年，哈勃

(E.P.Hubble,1889-1953)根據(jù)觀測到的河外星系正在退行的資料，提出：一個星系退行的速度和它與我們(地球)的距離成正比，即離得愈遠退行愈快。這個發(fā)現(xiàn)告訴我們，我們周圍的星系正在四散離開，也可以說我們已知的宇宙正在膨脹。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華愛因斯坦(AlbertEinstien,1879-1955)

在1916年提出的廣義相對論演繹出宇宙在膨脹的理論。哈勃的發(fā)現(xiàn)被認為是對這些理論的驗證。以后的天文觀測繼續(xù)有新的發(fā)現(xiàn)，證明宇宙在膨脹，曾測到有的河外星系之間，正以每小時2,500,000km的速度在拉開距離。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華《BIGBANG》－大爆炸宇宙的全部物質(zhì)，當初都集中在一個“原始原子”(或稱宇宙蛋)里，異常緊密溫度約1032°K，絕對溫度1億億億億度顯然這只能維持極其暫短的平衡，一旦平衡破壞，就發(fā)生大爆炸，原始原子迅速膨脹，逐漸擴展成為我們的宇宙XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華現(xiàn)在認識：大爆炸后1秒鐘，溫度降到1010K，粒子間的強相互作用、弱相互作用、電磁力和引力開始分開。在高溫下處于基本粒子狀態(tài)的物質(zhì)，隨著溫度的降低，聚合成各類原子XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華約在大爆炸后50-100萬年首先由電子和質(zhì)子合成氫原子接著是氦原子也大量生成了隨后其他所有元素的原子從輕到重依次聚合而成XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華爆炸后100萬年到20億年逐步形成各類天體星系XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華證明150億年前發(fā)生過這樣的大爆炸：爆炸形成的宇宙一直在降溫，恒星是在降到40000K以下時才開始形成現(xiàn)在測得最老的星系的年齡都只有100多億年，符合這個理論的推斷。特別是蓋莫夫(G.Gamow，1904-1968)預言：在大爆炸的特殊宇宙背景下產(chǎn)生出來的微波輻射，至今還存在于宇宙空間中，其溫度應(yīng)已降低到只有絕對溫度幾度。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華彭茲亞斯(A.A.Penzias,1933-)和威爾遜(R.W.Wilson,1936-)發(fā)現(xiàn)：1964年，威爾遜山上一臺高靈敏度的射電天文望遠鏡，在各個方向都測得一種3°K的微波背景輻射。大爆炸理論得到了有力的支持。為此他們得到了1978年的諾貝爾物理學獎金。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華其它證據(jù)：現(xiàn)在測得的不同天體上氦的豐度，即它在天體中的含量，一般都達到30%左右，僅僅太陽上那種氫合成氦的作用，是不能造出這么多氦的，而大爆炸能做到因爆炸而使星系間的距離拉開，更已是熟知的事實天文觀測中已多次記錄到超新星爆炸另外新近得到的兩個黑洞撞擊爆炸的信息，都可以作為佐證。冷暗物質(zhì)------最新證據(jù)！XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1.1.2太陽系出現(xiàn)-大爆炸發(fā)生約100億年之后

---星云學說XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華哲學家康德(ImmanuelKant,1724-1804)－星云說在獻給普魯士國王的《自然通史和天體理論》中假定：最初“整個宇宙的物質(zhì)都處于分散的狀態(tài)，并由此造成一種完全的混沌”，“

構(gòu)成我們太陽系的星球的物質(zhì)，在太初時都分解為基本微粒，充滿整個的宇宙空間，現(xiàn)在已形成的星體就在這空間中運轉(zhuǎn)”。他認為是萬有引力的作用，使這些原始的彌漫物質(zhì)逐漸分別凝聚，形成了太陽系內(nèi)的各天體。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華星云說不能解決太陽系中許多問題太陽和行星的單位質(zhì)量的角動量，應(yīng)該是一樣的，但實際上相差近100倍XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華20世紀初期－中期災(zāi)變說俘獲說（蘇聯(lián)斯密特〕：原始太陽隨銀河系公轉(zhuǎn)，在經(jīng)過有大量星際物質(zhì)彌漫的空間時，將它們吸引在周圍，成為行星的物質(zhì)來源的，用外來物質(zhì)形成的行星，角動量可以和太陽不同XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1.1.3地球的誕生天，積氣也；無處無氣。地，積塊（土）也；充塞四虛，無處無塊”－列子·天瑞天是氣的集合，地是土的集合古代賢哲的卓識XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華20世紀30年代末天文觀測證實在銀河系中，有許多氣體和塵埃存在這些氣體主要是氫和氦。氣體在這些星際物質(zhì)中，按質(zhì)量計要占到98%左右塵埃里主要是水、甲烷和氨等液體、氣體凍結(jié)而成的固體微粒；還有少量二氧化硅及其與金屬離子結(jié)合形成的化合物等固體材料。固體物質(zhì)不及2%，顆粒細微，半徑只有0.0001(萬分之一)厘米左右，微粒彌漫在整個太空中XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華地球的成分氫和氦的含量都很少而是鐵占了第一位，其次是氧和硅，還有很多鎂、鎳和鋁等金屬地球的化學組成為何如此不同？XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1.1.3.1地球的形成在太陽系內(nèi)，由于接受的太陽輻射多，溫度高，輕的氣體被輻射到遠處，散失到太陽系的外部

遠處構(gòu)成類木行星近太陽的地區(qū)，以塵埃中的固體物質(zhì)為主，化學組成當然和原來的星云有顯著的不同（鐵、硅、鎂、氧為主）近處構(gòu)成類地行星XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華原始地球內(nèi)的“星子”受到引力的作用向中心聚集，體積逐漸縮小，物質(zhì)的密度越來越大收縮不是無限的，因為物質(zhì)還要受到自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的慣性離心力的作用，而離心力是要隨著體積縮小，導致自轉(zhuǎn)速度加快而增大，當離心力增大到能抵消引力時，就達到平衡XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華冷－熱－冷塵埃向中心聚集的過程中，由于引力的作用，體積收縮，壓力加大，會釋放出大量的熱量。放射性元素的蛻變和隕石的撞擊，也都要放出熱能盡管原始的星云物質(zhì)是冷的，后來地球曾經(jīng)歷過一個高溫時期，至少是局部物質(zhì)處於熱的熔融狀態(tài)，以后收縮停止，才又逐漸冷卻凝結(jié)XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華地球圈層的形成重力的作用與高溫的影響，地球里面的物質(zhì)發(fā)生部分熔融，使重者下沉，輕者上浮，出現(xiàn)了大規(guī)模的物質(zhì)分異和遷移，形成了從里向外，物質(zhì)密度從大到小的圈層結(jié)構(gòu)鐵和鎳比較重，含量也多，分離出來成為液態(tài)的金屬向中心聚集－地核較輕的硅酸鹽物質(zhì)形成地幔和地幔之上的地殼氣體和水等輕物質(zhì)被吸引在固體球的外圍XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1.1.3.2現(xiàn)代地球環(huán)境的逐漸形成

46億年前，整個地球的溫度都很高，表面也接近于熔融的狀態(tài)各類巖石的塊體（以星子為基礎(chǔ)）各不相屬地分布在地球的表面后來構(gòu)成大陸的地殼XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華冥古宙（46－38億年前）大約在40億年前后，越來越多的較輕的硅酸鹽成分遷移到上部冷凝地球終于有了一個雖然還比較薄、但已是連續(xù)完整的地殼XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華原始地球表層一些處于熔融狀態(tài)的物質(zhì)向上擠入地殼中凝結(jié)，或涌出地面，表現(xiàn)為廣泛分布的火山活動另一方面物質(zhì)又在向下流動，把上面已固結(jié)的地殼撕裂，并將其部分碎塊拽向深處，使它再次熔入地幔物質(zhì)之中與此同時，薄弱的地殼還在隕石的撞擊下，形成大量隕擊坑XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華最初的大氣成分主要是水蒸汽，還有一些二氧化碳、甲烷、氨、硫化氫和氯化氫等直到距今38億年前，地球上的大氣仍是缺氧和呈酸性的隨著時間的流逝，地球上的溫度逐漸降低（低于100°C），大氣中的水蒸汽陸續(xù)凝結(jié)出來，形成了廣闊的海洋，海水中也缺少氧，而且也含有許多酸性物質(zhì)XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華太古宙（38－25億年前）

38億年前，海洋中開始有了生命的活動。從出現(xiàn)最原始的原核細胞生物--藍綠藻，32-29億年前能起光合作用的藻類開始繁殖，后者能消耗二氧化碳，產(chǎn)生出氧氣大約到27億年前，游離氧在海洋中出現(xiàn)。綠色植物的大量繁殖，更加快了大氣和海洋環(huán)境的變化，使其有利于高等喜氧生物的發(fā)展XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華元古宙

（距今18億年前到6億年前）大陸不斷擴大大氣變成以二氧化碳為最多海洋里的生物最多的是菌藻植物，它們的活動促成二氧化碳和海水中的鈣鎂等元素相結(jié)合，碳酸鈣鎂等物質(zhì)沉淀在海底，使大氣中的二氧化碳減少，氧和氮的含量逐步增加XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華表2-1地質(zhì)年代表宙(宇) 代(界) 紀(系) 同位素年齡(百萬年) 新生代(界)第四紀(系) 0 第三紀(系) 白堊紀(系) 65 侏羅紀(系) 三迭紀(系) 顯生宙(宇) 二疊紀(系) 248 石炭紀(系) 古生代(界) 泥盆紀(系) 志留紀(系) 409 奧陶紀(系) 寒武紀(系) 震旦紀(系)600 新元古代(界)清白口紀(系) 800 元古宙(宇)中元古代(界) 薊縣紀(系)/長城紀(系) 1800 古元古代(界) 2500太古宙(宇) 3800-2500 冥古宙(宇) 4600-3800XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華化學進化說認為，生命起源于原始地球上的無機物，這些無機物在原始地球的自然條件作用下，從無機到有機、由簡單到復雜，通過一系列化學進化過程，成為原始生命體。

1.1.3.3生命起源化學進化說XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華CH4NH3H2OH2氨基酸單糖核苷酸地球

XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華蛋白質(zhì)核酸XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華米勒模擬原始大氣產(chǎn)生有機物的實驗裝置XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華

1953年米勒工作照XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華拓展生命的起源無機小分子物質(zhì)生成形成組成演變第一階段場所實驗第二階段過程第三階段第四階段

原始大氣1953、美國米勒

原始海洋聚合、縮合濃縮、凝聚長期演變、相互作用有機小分子物質(zhì)有機高分子物質(zhì)多分子體系原始生命場所

原始海洋

原始海洋場所場所過程過程XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華宇宙胚種說則認為，地球上生命的種子來自宇宙，還有人推斷，是同地球碰撞的彗星之一帶著一個生命的胚胎，穿過宇宙，將其留在了剛剛誕生的地球之上，從而地球上才有了生命。但是，一些科學家卻對此類假說持強烈的反對意見。他們認為，彗星是帶來了某些物質(zhì)，但那不是決定性的，產(chǎn)生生命所必需的物質(zhì)在地球上本來就已經(jīng)存在。宇宙胚種說XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華保護地球就是保護我們自己。

地球只有一個，失去它，我們到哪里去尋找家園。

XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1.2太陽與地球的關(guān)系1.2.1地球的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)軌道面橢圓性，稱為黃道面。太陽處于橢圓的一個焦點上，另一焦點在太陽邊緣。地球公轉(zhuǎn)一周稱一回歸年，為365.2422個太陽日。近日點距太陽1.47億公里，遠日點距太陽1.52億公里，平均距離為1.50億公里，稱一個天文單位。地球自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道面成66°33′，形成地球上季節(jié)的變化。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華地球的公轉(zhuǎn)與季節(jié)的形成XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華自轉(zhuǎn)軸與黃道面傾角XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華地球公轉(zhuǎn)和二十四節(jié)氣XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華二十四節(jié)氣春季立春雨水驚蟄春分清明谷雨夏季立夏小滿芒種夏至小暑大署秋季立秋處暑白露秋分寒露霜降冬季立冬小雪大雪冬至小寒大寒XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華季節(jié)XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華二十四節(jié)氣含義立春、立夏、立秋、立冬——分別表示四季的開始。“立”即開始的意思。公歷上一般在每年的2月4日、5月5日、8月7日和11月7日前后。夏至、冬至——表示夏天、冬天到了。“至”即到的意思。夏至日、冬至日一般在每年公歷的6月21日和12月22日。春分、秋分——表示晝夜長短相等?！胺帧奔雌椒值囊馑肌＿@兩個節(jié)氣一般在每年公歷的3月21日和9月23日左右。雨水——表示降水開始，雨量逐步增多。公歷每年的2月18日前后為雨水。驚蟄——春雷乍動，驚醒了蟄伏在土壤中冬眠的動物。這時氣溫回升較快，漸有春雷萌動。每年公歷的3月5日左右為驚蟄。清明——含有天氣晴朗、空氣清新明潔、逐漸轉(zhuǎn)暖、草木繁茂之意。公歷每年大約4月5日為清明。谷雨——雨水增多，大大有利谷類作物的生長。公歷每年4月20日前后為谷雨。小滿——其含義是夏熟作物的籽粒開始灌漿飽滿，但還未成熟，只是小滿，還未大滿。大約每年公歷5月21日這天為小滿。芒種——麥類等有芒作物成熟，夏種開始。每年的6月5日左右為芒種。小暑、大暑、處暑——暑是炎熱的意思。小暑還未達最熱，大暑才是最熱時節(jié)，處暑是暑天即將結(jié)束的日子。它們分別處在每年公歷的7月7日、7月23日和8月23日左右。白露——氣溫開始下降，天氣轉(zhuǎn)涼，早晨草木上有了露水。每年公歷的9月7日前后是白露。寒露——氣溫更低，空氣已結(jié)露水，漸有寒意。這一天一般在每年的10月8日。霜降——天氣漸冷，開始有霜。霜降一般是在每年公歷的10月23日。小雪、大雪——開始降雪，小和大表示降雪的程度。小雪在每年公歷11月22日，大雪則在12月7日左右。小寒、大寒——天氣進一步變冷，小寒還未達最冷，大寒為一年中最冷的時候。公歷1月5日和該月的20日左右為小、大寒。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華地球的經(jīng)緯度和時區(qū)為標定地球表面任一點的具體位置設(shè)定經(jīng)緯度；把經(jīng)過地軸的平面與地球表面的交線稱經(jīng)圈，經(jīng)圈被南北極點一分為二為兩個半圓，稱作子午線或經(jīng)線；將通過英國倫敦格林威治天文臺舊址的子午線定為本初子午線，即0°經(jīng)線，向東的稱為東經(jīng)，向西的稱西經(jīng)。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華格林尼治天文臺XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華本初子午線XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華把垂直于地軸的平面與地表面的交線稱作緯圈；經(jīng)過地心的垂直于地軸的平面與地表面交線為赤道，定義為緯度0°；赤道以北的稱北緯，以南的稱南緯；地表任一點的緯度為該點與地心連線與赤道面的夾角。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華地表經(jīng)緯度XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華以太陽直射本地經(jīng)線定義為地方時12點；經(jīng)線相差1°其地方時相差4min；以0°經(jīng)線時間為基準，東西各7.5°的區(qū)域為0時區(qū)，向東西各增加15°為一個新的時區(qū)，分別為東一區(qū)、東二區(qū)、西一區(qū)、西二區(qū)……，該區(qū)域內(nèi)時間以中間經(jīng)線時間為其區(qū)時，相鄰時區(qū)時間相差1小時，東邊的早，東西十二時區(qū)重疊。地球的經(jīng)緯度和時區(qū)XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1.2.2太陽輻射

1.2.2.1輻射輻射：物體以電磁波形式傳遞能量的一種方式。（1）自然界中任何物體都在不停地向外發(fā)送電磁輻射；（2）電磁輻射傳播不需要任何介質(zhì)；（3）電磁波可以用波長（λ）和頻率（ν）表示，波速（V）為一常數(shù)，真空中為3×108m/s，用C表示，即：λ×ν＝CXX環(huán)境科學概論第一章黃榮華輻射能與輻射強度（1）輻射是以光子形式存在的，每一光子的能量為：e＝hν＝hC/λ式中h為普朗克常數(shù)：6.63*10-34J.s每個光子的能量很小，實際應(yīng)用中常用摩爾光量子為單位，1摩爾光子稱作1愛因斯坦（Ei）XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華（2）表示輻射強弱的物理量稱作輻射強度。按照輻射方向的不同，可以有不同的稱呼：輻出度：從物體表面向外發(fā)送的輻射，單位面積上單位時間內(nèi)發(fā)送的輻射能稱輻出度。輻照度：某表面單位時間內(nèi)單位面積上接受周圍物體向其發(fā)送的輻射能。輻射通量密度：單位時間內(nèi)穿過空間單位面積的輻射能。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華輻射強度與光照度的區(qū)別：二者是不同的概念，光照度特指可見光的，為單位面積上光通量，簡稱照度，單位為lux(lx)。二者沒有換算關(guān)系，一般大氣上界的光照度約14萬lx，而晴天中午，地面照度約為6～8萬lx。輻射強度和照度都不是理想的表示作物需光的物理量，因為作物不同的生理活動需要不同波段的“光”，且同波段內(nèi)“光”的有效性也有差異。輻射強度更強調(diào)能量，光照度主要強調(diào)可見光的亮度。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華輻射的吸收、反射和透射自然界中任何物體都在不停地向外發(fā)送著輻射能，同時，也吸收到達其表面的輻射能，物體對于到達其表面的輻射能一部分吸收，一部分反射，部分可以透過物體即：Q總＝Q吸＋Q反＋Q透等式兩邊同除Q總，去除量綱，則分別表示吸收率、反射率和透過率。a＋r＋d＝1XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華物體的吸收率、反射率及透射率是物體的固有屬性，且其數(shù)值隨著不同波長的輻射以及其自身表面溫度的變化而不同，即它們都是波長和溫度的函數(shù)：

a、r、d＝f（λ、T）玻璃：對于可見光其透射率很大，而對于紅外線則基本不透明。雪對可見光反射率很高，可達0.95，而對紅外線其吸收率為0.98。黑體：a≡1灰體：a≡c白體：r

≡1XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1.2.2.2太陽輻射光譜和太陽常數(shù)太陽輻射能量隨波長的分布稱太陽輻射光譜。太陽輻射光譜可以分成三個區(qū)域：紫外線區(qū)占總能量的約7％，可見光區(qū)占總能量的約50％，紅外線區(qū)占總能量的約43％。問題：到達地表的太陽輻射中，紫外線約占總能量的7％。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華太陽常數(shù)：

當處于日地平均距離，地球大氣上界、垂直于太陽平行光線，單位時間穿過單位面積的太陽輻射能，數(shù)值上約1367±7w/m2。

太陽常數(shù)隨著太陽活動而發(fā)生變化，范圍約1325～1457w/m2。

大氣上界，太陽輻射產(chǎn)生的平均光照強度為1.35～1.4×105lx，稱太陽光量常數(shù)。

XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1.2.2.3大氣對太陽輻射的減弱太陽輻射在穿越大氣層時，大氣組分對其阻礙，使其減弱，減弱的方式主要有：大氣對太陽輻射的吸收作用大氣對太陽輻射的散射作用大氣對太陽輻射的反射作用XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華大氣對太陽輻射的吸收作用（1）大氣的吸收光譜

太陽輻射經(jīng)過整層大氣時，在波長小于0.29μm的波段中，吸收率接近于1。也就是說，大氣把太陽光譜中0.29μm以下的紫外輻射幾乎全部吸收了。而在可見光區(qū)，大氣吸收很少，只有不強的吸收線帶。但在紅外區(qū)則有很多很強的吸收帶。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華（2）大氣中各種成份對太陽輻射的吸收

大氣中吸收太陽輻射的物質(zhì)主要是氧、臭氧、水汽和液態(tài)水，其次是二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、塵埃等。氧（O2）氧對太陽輻射的吸收主要在0.25μm以下的紫外區(qū)，吸收很強。并在吸收后發(fā)生光化反應(yīng)產(chǎn)生臭氧。這一吸收作用主要在高層大氣中進行，以致使0.25μm以下的太陽輻射很少到達一般觀測所及的高度。在可見光區(qū)，氧還有兩個較弱的吸收帶，A帶位于0.76μm附近，B帶位于0.69μm附近。它們對太陽輻射的削弱不大。臭氧（O3）：臭氧在紫外區(qū)和可見光區(qū)都有吸收帶，其最強的吸收帶位于0.2～0.32μm之間稱為哈特萊帶，另一個吸收帶位于0.32--0.36μm稱為漢琴斯帶。由于這個波段的輻射被臭氧吸收，使它不能到達地面，因而保護了地面上生物免受過量紫外線的傷害。位于可見光的吸收帶其波長范圍在0.44～0.75μm。此吸收帶雖弱，但因位于太陽輻射最強的波段內(nèi)、所以吸收的能量并不少。

XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華水汽和液態(tài)水（H2O）：水汽對太陽輻射的吸收帶和吸收線很多，在可見光區(qū)有很多吸收帶，但都很弱。在紅外區(qū)從波長0.93～2.85μm之間有七個主要的吸收帶，水汽對太陽輻射的吸收與水汽含量的多少有關(guān)，水汽含量愈多，吸收的也愈多。一般來說，水汽在主要的太陽輻射光譜中沒有極強的吸收帶。大氣中的水分不僅處于氣態(tài)，也有處于液態(tài)的，大氣中的液態(tài)水同樣能夠吸收太陽輻射。液態(tài)水具有比水汽強得多的吸收帶，這些吸收帶的位置相對于水汽吸收帶向波長較長的方向移動。

二氧化碳（CO2）：二氧化碳在波長大于2μm的紅外區(qū)有若干個吸收帶，比較強的中心位于2.77和4.3μm。但該波段內(nèi)太陽輻射比較弱，因此在研究太陽短波輻射時，可以忽略。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華大氣中的飄塵、其它固態(tài)物質(zhì)及大氣中的污染物質(zhì)，像甲烷（CH4）等對太陽輻射也有吸收作用。大氣中這些物質(zhì)的含量是隨時間和地點而變化的，它們的來源與特性也有很大的差異，因此研究它們對太陽輻射的吸收是比較困難的。但也可以肯定，大氣中這些物質(zhì)的含量越高，對太陽輻射吸收減弱得越厲害。所以在工業(yè)中心、森林山火及火山爆發(fā)的地區(qū)，太陽輻射將會有明顯的減弱。

由上討論可知，大氣對太陽輻射的吸收，在平流層以上主要是氧和臭氧對紫外輻射的吸收，平流層以下，主要是水汽對紅外輻射的吸收，整層大氣吸收作用約削弱掉太陽輻射能的24％。因而對于對流層大氣來說，太陽輻射不是其主要的熱源。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華大氣對太陽輻射的散射作用光波在遇到大氣分子或氣溶膠粒子等時，便會與它們發(fā)生相互作用，重新向四面八方發(fā)射出頻率與入射光的相同，但強度較弱的光(稱子波)，這種現(xiàn)象稱光散射。子波稱散射光，接受原入射光并發(fā)射子波的空氣分子或氣溶膠粒子稱散射粒子。當散射粒子的尺度遠小于入射光的波長時（a＜0.3λ／2π），稱分子散射或瑞利散射，散射光分布均勻且對稱。分子散射具有選擇性，它的散射強度與入射光的波長四次方成反比。所以，不同入射光被散射的比例差別很大。問題：為什么晴朗天空呈蔚藍色？XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華大氣對太陽輻射的散射作用當散射粒子的尺度與入射光波長可比擬時(例如飄塵粒子對可見光的散射)，散射光的強度分布不對稱而是分布復雜，稱為米散射。米散射（粗粒散射）沒有選擇性，所以入射光與散射光在光譜組成上是一致的。思考：霧的顏色。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華散射對太陽輻射減弱作用強烈，使得直射光一大部分變成了散射光，即天空輻射（或稱散射輻射）；散射的方向四面八方，一部分經(jīng)一次或多次散射而到達地表，另一部分回到宇宙空間，這也是我們從太空中可以觀察到地球的大氣的原因?；氐接钪婵臻g的約占總輻射能的4％左右。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華大氣對太陽輻射的反射作用大氣中云層和較大顆粒的埃塵能將太陽輻射中的一部分能量反射到宇宙空間去。其中反射最明顯的是云。不同的云量，不同的云狀，云的不同厚度所發(fā)生的反射是不同的。高云平均反射25％，中云平均反射50％，低云平均反射65％，很厚的云層反射可達90％?；\統(tǒng)地講，云量反射平均達50～55％。假設(shè)大氣層頂?shù)奶栞椛涫?00％。那么太陽輻射通過大氣后發(fā)生散射、吸收和反射(反射云量反射表示)，向上散射占4％，大氣吸收占21％,云量吸收占3％,云量反射占23％。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華到達地表的太陽輻射直接輻射自太陽表面發(fā)射，未被大氣散射而直接到達地表的太陽平行光的輻射強度稱直接輻射。影響直接輻射數(shù)值大小的主要因素有：太陽高度角、大氣透明度、大氣質(zhì)量數(shù)散射輻射大氣對太陽輻射的散射作用而使部分部分輻射自天空到達地表的稱散射輻射。影響散射輻射數(shù)值變化的因素：太陽高度角、大氣透明度總輻射直接輻射和散射輻射之和稱總輻射。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華中國年太陽總輻射能分布XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華地表對太陽輻射的反射到達地表的太陽輻射，一部分被地面吸收，其余的被地面反射回大氣層，而透過的量可以忽略不計。地面反射量的大?。ǖ孛娣瓷渎剩┡c地表的性質(zhì)相關(guān)。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1.2.3.1地面有效輻射地－氣系統(tǒng)在接受太陽輻射的同時，也在不停地發(fā)送著長波輻射，整個地氣系統(tǒng)從能量的角度來看是平衡的。地表發(fā)送輻射的方向單一地指向大氣，被下層大氣所吸收。

Rlu＝εσT4ε：比輻射率

地表大多數(shù)物體的比輻射率介于0.90~0.98之間大氣發(fā)送的輻射在大氣層內(nèi)部指向整個球面，我們可以將其分成兩部分：其一指向更高層大氣，另一部分指向地表；指向上層的輻射被高層大氣吸收，熱量就這樣逐級向上傳遞；而指向下層的大氣對其起到保溫作用。天空晴朗型：Rld＝208＋6ta天空多云型：Rld＝(1-0.1C)εa(0)σTa4+C(σTa4-9)

εa(0):晴天時大氣發(fā)射率0.655+0.007ta1.2.3長波輻射XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華大氣輻射指向地表的部分稱為大氣逆輻射。地面一方面通過長波輻射向大氣傳遞熱量，同時，接收大氣的逆輻射。地面長波輻射與大氣逆輻射被地面所吸收的部分之差稱地面有效輻射。

Rln=Rlu-εRld青藏高原（五道梁）觀測的地面輻射(a)和大氣輻射(b)XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1.2.3.2地表凈輻射地面吸收的太陽短波輻射與地面有效輻射的差值，稱地表凈輻射(或地表輻射差額)。Rn＝(Rsb＋Rsd)(1－r)－Rln影響凈輻射大小的主要因素為太陽短波輻射，地面有效輻射由于地溫和氣溫的變化不大，對其影響較小，所以太陽短波輻射強弱的日變化和年變化基本上就決定了凈輻射的日、年周期變化。年凈輻射量隨緯度的增加而減小，極圈內(nèi)常為負值XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華地面輻射平衡地面獲得的平均凈輻射一般都大于0，但地球并沒有因此使地表溫度持續(xù)上升，因為獲得的能量用于了加熱空氣、蒸發(fā)水汽等，就總體來說，全球能量是平衡的。輻射平衡表達式：Rn＝H+LE+G輻射平衡各因子占凈輻射能的比例的高低是決定一個地方小氣候的物理基礎(chǔ)。例：沙漠與綠洲小氣候的差異XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華全球地氣系統(tǒng)能量平衡模式XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1、環(huán)境的概念廣義的概念： 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。即是相對于中心事物而說的背景。它因中心事物的不同而不同，隨中心事物的變化而變化。狹義的概念環(huán)境指的是以人類為主體的外部世界，主要是地球表面與人類發(fā)生相互作用的自然要素及其總體。它是人類生存發(fā)展的基礎(chǔ)，也是人類開發(fā)利用的對象。可分為自然環(huán)境與人工環(huán)境兩種。第二節(jié)環(huán)境XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華

《中華人民共和國環(huán)境保護法》明確指出——“本法所稱環(huán)境是指：大氣、水、土地、礦藏、森林、草原、野生動物、野生植物、水生生物、名勝古跡、風景游覽區(qū)、溫泉、療養(yǎng)區(qū)、自然保護區(qū)、生活居住區(qū)等?！盭X環(huán)境科學概論第一章黃榮華2.1自然環(huán)境自然環(huán)境是人類出現(xiàn)之前就存在的，是人類目前賴以生存、生活和生產(chǎn)所必需的自然條件和自然資源的總稱，即陽光、溫度、氣候、地磁、空氣、水、巖石、土壤、動植物、微生物以及地殼的穩(wěn)定性等等自然因素的總和；用一句話概括就是“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”。按自己固有的規(guī)律發(fā)生和發(fā)展，被利用和改造。2、環(huán)境的分類和組成XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華自然環(huán)境可從各種不同角度作進一步分類.按要素可分為:大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境等；按生態(tài)特征可分為:陸生環(huán)境、水生環(huán)境等；按人類對其影響程度可分為:原生環(huán)境和次生環(huán)境等。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華自然環(huán)境的層次結(jié)構(gòu)XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華地球環(huán)境的圈層結(jié)構(gòu)特性XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華人工環(huán)境：人類活動的產(chǎn)物

社會環(huán)境：是人類在長期生存發(fā)展的社會勞動中所形成的，是人與人之間各種社會聯(lián)系和聯(lián)系方式的總和，包括經(jīng)濟關(guān)系、道德觀念、文化風俗、意識形態(tài)、法律關(guān)系等。是影響人類與自然環(huán)境的決定性因素。工程環(huán)境：是在自然環(huán)境基礎(chǔ)上，由人類的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、交通、通信等工程所構(gòu)成的人工環(huán)境，它們構(gòu)成一個整體技術(shù)圈。2.2人工環(huán)境XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華人居環(huán)境聚落環(huán)境：人類居住生活的場所，人類利用和改造自然而創(chuàng)造出來的和人類關(guān)系最密切的場所。包括居室環(huán)境、院落環(huán)境、村落環(huán)境、城市環(huán)境等。區(qū)域環(huán)境全球環(huán)境星際環(huán)境XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華穴居——遮雨避寒

洞窯建筑巢居——防潮

干欄建筑人類早期的居住方式巢居、穴居半穴居地面建筑架空建筑——建筑演繹過程穴居和巢居XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華用干雪沏成，厚度500ｍｍ的墻體可以提供較好的保溫性能。當室外平均溫度－30℃時可維持室內(nèi)－5℃以上。外觀愛斯基摩人(因紐特人)的雪屋室內(nèi)布置XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華不同地區(qū)的建筑熱環(huán)境土坯散熱快，室內(nèi)冬暖夏涼。土壤的散濕減緩干熱氣候的負面影響吐魯番地區(qū)室外夏季室外可達47℃，太陽直射處，可達80℃，沙面可烤熟雞蛋。干熱地區(qū)——吐魯番地區(qū)的半地窯式XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華干熱地區(qū)——巴格達地區(qū)的傳統(tǒng)建筑墻厚340-450mm，屋面厚度460mm，利用土坯熱慣性。室外日夜溫差24℃，室內(nèi)不到6℃。屋頂表面溫度室外空氣溫度室內(nèi)空氣溫度XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華濕熱地區(qū)——干欄建筑:吊腳樓/鼓樓一般為三層。樓板以下為“地層”，頂棚以上為樓層，中間層為居住層。就其功能而言，地層一般為牲畜圈及雜物間，也有將廚房及碓房設(shè)置在此間的。樓層主要是貯藏層。干欄建筑一般處于亞熱帶，多雨潮濕，加之樹林茂密，豺狼虎豹野豬經(jīng)常出沒其間XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華濕熱地區(qū)——干欄建筑:吊腳樓/鼓樓/土掌房水族民居苗族民居貴州侗族吊腳樓海南黎族民居余姚河姆渡干欄式建筑臺灣現(xiàn)代民居1.3.2不同地區(qū)的建筑熱環(huán)境XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華布依族石屋：以石塊砌墻，以石瓦蓋頂。就地取材，造價低廉，冬暖夏涼，不怕火災(zāi)，隔音性能好。石頭王國——貴州石頭寨XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華蒙古包的排煙與通風以圓形為總風格，無棱無角，呈流線形。包頂為拱形，其承受力最強，包身形成強固的整體。草原上的沙暴和風雪，不會使蒙古包陷于滅頂之災(zāi)。搭蓋堅固的蒙古包，可經(jīng)受冬春十級大風，下雨落雪的時候，把蒙古包的頂氈蓋上，它就形成了一個球狀封閉體。因此它還能經(jīng)得住草原上的大雨，而不會漏進包里。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華3.1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。分自然環(huán)境要素與人工環(huán)境要素。自然環(huán)境要素通常包括：水、大氣、生物、陽光、巖石、土壤等。

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)。由水組成水體．全部水體總稱為水圈；由大氣組成大氣層，整個大氣層總稱為大氣圈；由生物體組成生物群落，全部生物群落構(gòu)成生物圈等等。

3、環(huán)境要素和環(huán)境質(zhì)量XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華3.2環(huán)境要素的屬性最差（小）限制律：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。等值性：是指各個環(huán)境要素，無論它們本身在規(guī)模上或數(shù)量上如何的不相同，但只要是一個獨立的要素，那么對于環(huán)境質(zhì)量的限制作用并無質(zhì)的差別。整體性大于個體和：是指環(huán)境諸要素互相聯(lián)系、互相作用產(chǎn)生的集體效應(yīng)，是個體效應(yīng)基礎(chǔ)上質(zhì)的飛躍。出現(xiàn)先后，互相聯(lián)系，互相依賴：是指環(huán)境諸要素在地球演化史上的出現(xiàn)，具有先后之別，但它們又是相互聯(lián)系，相互依賴的。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華3.3環(huán)境質(zhì)量環(huán)境質(zhì)量是指在一個具體的環(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。

環(huán)境質(zhì)量是對環(huán)境狀況的一種描述；環(huán)境狀況的形成由來自自然的原因，也有來自人為的原因，而且從某種意義來說，人為原因是更重要的原因；人群的文化狀態(tài)也影響著環(huán)境質(zhì)量。

XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華第三節(jié)環(huán)境問題與環(huán)境保護XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華3.1環(huán)境問題

是相對于有害于生物或人類的生命活動而言的。一是生物或人類有機體不需要的；二是雖為生物或人類有機體所需要，但過量了就成為有害物質(zhì)了。3.1.1有關(guān)概念1.環(huán)境中的有害物質(zhì)XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華２.環(huán)境背景值

環(huán)境背景值又叫環(huán)境本底值是指在自然環(huán)境未受污染的情況下，各環(huán)境要素的化學元素的正常含量和環(huán)境中能量分布的正常值。研究環(huán)境背景值的意義；首先，可以確定區(qū)域環(huán)境是否存在污染；其次，可以作為歷史對比的資料，評價環(huán)境質(zhì)量的變化。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華３.環(huán)境容量和環(huán)境污染

環(huán)境容量是在人類生存和自然環(huán)境不致受害的前提下，環(huán)境可能容納某種污染物的最大負荷量。環(huán)境容量的大小主要取決于兩個因素一是環(huán)境的自凈能力；二是人及生物有機體對污染物的耐受能力。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華

環(huán)境自凈：是指污染物質(zhì)在環(huán)境中因大氣、水、土壤、生物等環(huán)境要素的物理作用，化學作用及生物作用，其濃度和毒性自然降低的無害過程。

環(huán)境污染：人類活動產(chǎn)生的污染物質(zhì)或能量排入到環(huán)境中去，其量超過環(huán)境容量或自凈能力，從而使環(huán)境的物理、化學、生物學等特性發(fā)生不利于人類或其他生物正常生存和發(fā)展變化的現(xiàn)象為環(huán)境污染。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華3.1.2什么是環(huán)境問題？

廣義：由自然力或人力引起生態(tài)平衡破壞，最后直接或間接影響人類的生存和發(fā)展的一切客觀存在的問題。

狹義：由于人類的生產(chǎn)和生活活動，使自然生態(tài)系統(tǒng)失去平衡，反過來影響人類生存和發(fā)展的一切問題。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華原生環(huán)境問題自然災(zāi)害如地震、洪澇、干旱、滑坡等是指沒有受人類活動影響的原生自然環(huán)境中，由于自然界本身的變異所造成的環(huán)境破壞問題。3.1.3環(huán)境問題的分類第一類環(huán)境問題（原生環(huán)境問題）XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華

是指由于人類的社會經(jīng)濟活動造成對自然環(huán)境的破壞，改變了原生環(huán)境的物理、化學或生物學狀態(tài)。它可分為環(huán)境污染和生態(tài)破壞兩類。（1）環(huán)境污染（物質(zhì)）和干擾（能量）由于人為因素，環(huán)境的化學組成和物理狀態(tài)發(fā)生了變化，導致環(huán)境質(zhì)量惡化，擾亂和破壞了生態(tài)系統(tǒng)和人類日常生活生產(chǎn)的負效應(yīng)。

如：大氣污染、水污染、土壤污染等。第二類環(huán)境問題（次生環(huán)境問題）XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華（2）生態(tài)破壞生態(tài)破壞是指生態(tài)系統(tǒng)的平衡遭到破壞，導致了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能嚴重失調(diào)，從而威脅到人類的生存和發(fā)展。如：森林消失、物種滅絕、草地退化、耕地減少及水土流失等。

是指人口發(fā)展、城市化及經(jīng)濟發(fā)展帶來的社會結(jié)構(gòu)和社會生活問題。如：人口的無計劃增長、能源問題等第三類環(huán)境問題XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華3.1.4環(huán)境問題的產(chǎn)生和發(fā)展環(huán)境問題的產(chǎn)生和發(fā)展大致經(jīng)歷了四個階段：1.環(huán)境問題的產(chǎn)生階段（產(chǎn)業(yè)革命前）2.環(huán)境問題的發(fā)展階段（產(chǎn)業(yè)革命至20世紀50年代）3.環(huán)境問題的局部惡化階段（20世紀50年代至80年代）4.全球環(huán)境問題階段（20世紀80年代以后）XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華環(huán)境問題的產(chǎn)生階段（1）原始采集捕獵階段原始社會，生產(chǎn)力水平低下，人類被動適應(yīng)和利用環(huán)境，主要依賴自然而生活，依靠采集天然植物和捕獵動物為生，還沒有有意識改造環(huán)境的能力。人口較少，增長速度慢，對環(huán)境的影響較小，未對自然產(chǎn)生太大傷害。自然生態(tài)系統(tǒng)的自發(fā)調(diào)節(jié)作用抵消了許多不利的環(huán)境影響。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華（2）農(nóng)牧漁業(yè)階段

該階段主要以農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)為主大量砍伐森林，開墾草原，原始植被的大量破壞，引起嚴重的水土流失和土地沙漠化，但僅限于局部地區(qū)；興修水利，不合理的灌溉，引起土壤的鹽漬化和沼澤化；城市人口聚集，開始出現(xiàn)廢水、廢氣和廢渣造成的環(huán)境污染問題。

XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華環(huán)境問題的發(fā)展階段

產(chǎn)業(yè)革命，蒸汽機的發(fā)明和廣泛使用，促進了生產(chǎn)力的提高。由于工業(yè)的發(fā)展，一些工業(yè)發(fā)達的城市和工礦區(qū)不斷出現(xiàn)以大氣污染為主的環(huán)境問題。英國倫敦在1873-1892間發(fā)生多次有毒煙霧事件。1930年12月1-5日比利時馬斯河谷煙霧事件。當時馬斯河谷的氣溫發(fā)生逆轉(zhuǎn)，工廠排出的有害氣體和煤煙粉塵，在近地大氣層中積聚。主要污染物為煙塵和SO2。一周內(nèi)有60多人死亡，許多家畜也紛紛死去，這是20世紀最早記錄下的大氣污染事件。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1943年5月至10月，美國洛杉磯光化學煙霧事件，到1955年，洛杉磯因光化學煙霧引起的呼吸系統(tǒng)衰竭死亡的人數(shù)達到400多人，這是最早出現(xiàn)的由汽車尾氣造成的大氣污染事件。至40年代初期，洛杉磯市已有250萬輛汽，每天消耗約1600萬升汽油，但由于汽車汽化率低，每大有大量碳氫化合物排人大氣中，受太陽光的作用，形成了淺藍色的光化學煙霧，使這座本來風景優(yōu)美、氣候溫和的濱海城市，成為“美國的霧城”。這種煙霧刺激人的眼、喉、鼻，引發(fā)眼病、喉頭炎和頭痛等癥狀，致使當?shù)厮劳雎试龈撸瑫r，又使遠在百里之外的柑桔減產(chǎn)，松樹枯萎。洛杉磯光化學煙霧事件XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華多諾拉鎮(zhèn)煙霧事件

1948年10月26日～31日間，處于河谷的美國賓夕法尼亞州的多諾拉小鎮(zhèn)，出現(xiàn)逆溫，大部分地區(qū)持續(xù)有霧，致使全鎮(zhèn)43％的人口（5911人〕相繼發(fā)病，其中17人死亡。這次事件是由二氧化硫和煙塵所致。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華環(huán)境問題的局部惡化階段

二次世界大戰(zhàn)以后，社會生產(chǎn)力突飛猛進，工業(yè)逐漸集中，規(guī)模不斷擴大，同時人口迅猛增加，城市化速度加快，環(huán)境問題越來越嚴重。1952年12月英國倫敦煙霧事件1953年日本九州熊本縣水俁病事件1955年日本四日市哮喘病事件1955-1972年富山痛痛病事件1968-1977年，日本九州愛知縣米糠油事件XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華倫敦煙霧事件

1952年12月5日～8日，素有“霧都”之稱的英國倫敦，幾乎全部為濃霧覆蓋，許多人患起呼吸系統(tǒng)病，在短短的四天時間里，有4000多人相繼死亡。此后兩個月內(nèi)，又有8000多人死亡。倫敦事件中大氣污染的60%是由家庭采暖的煙氣所致，即燃煤產(chǎn)生的煙氣造成的大氣污染。當時大氣中塵粒濃度高達4.46毫克／立方米，是平時的10倍，二氧化硫濃度高達1.34×10-6毫克／立方米，是平時的6倍。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華水俁病事件

1956年，日本熊本縣水俁灣附近發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的病。這種病癥最初出現(xiàn)在貓身上，被稱為“貓舞蹈癥”。病貓步態(tài)不穩(wěn)，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，被稱為“自殺貓”。不久后，此地也發(fā)現(xiàn)了患這種病癥的人。輕者口齒不清、步履蹣跚、面部癡呆、手足麻痹、感覺障礙、視覺喪失、震顫、手足變形，重者神經(jīng)失常，或酣睡，或興奮，身體彎弓高叫，直至死亡。當時這種病由于病因不明而被叫做“水俁病”。由氯化甲基汞污染引起。1991年，日本環(huán)境廳公布的中毒病人為2248人，其中1004人死亡。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華四日市哮喘病事件

五六十年代日本東部沿海四日市設(shè)立了多家石油化工廠，這些工廠排出的含二氧化硫、金屬粉塵的廢氣，使許多居民患上哮喘等呼吸系統(tǒng)疾病而死亡。1967年，有些患者不堪忍受痛苦而自殺，到1970年，患者已達500多人。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華富山痛痛病事件

1955～1972年日本富山縣神通川流域鋅、鉛冶煉廠等排放的含鎘廢水污染了神通川水體，兩岸居民利用河水灌溉農(nóng)田，使稻米和飲用水含鎘而中毒，1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華愛知縣米糠油事件

1968年，日本九州愛知縣一帶在生產(chǎn)米糠油過程中，由于生產(chǎn)失誤，米糠油中混人了多氯聯(lián)苯，致使1400多人食用后中毒，病人開始眼皮發(fā)腫，手掌出汗，全身起紅疙瘩，接著肝功能下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止。4個月后，中毒者猛增到5000余人，并有16人死亡。實際受害者約13000人。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華全球環(huán)境問題階段

它始于1984年英國科學家發(fā)現(xiàn)，1985年美國科學家證實南極上空出現(xiàn)“臭氧空洞”。這一階段的核心是“全球變暖”、“臭氧層破壞”和“酸沉降”三大全球性大氣環(huán)境問題。2007年:冰川消融，后果堪憂(MeltingIce–aHotTopic?)

XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華2008年世界環(huán)境日的主題

“轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，推行低碳經(jīng)濟”KicktheHabit!TowardsaLowCarbonEconomy.6.5

世界環(huán)境日將重點關(guān)注如何促進建立低碳經(jīng)濟體系和生活方式，例如提高能源效率、尋找替代能源、保護森林以及生態(tài)友好型消費等。減少溫室氣體的排放

XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華3.1.5全球主要環(huán)境問題全球環(huán)境問題：是指對全球產(chǎn)生直接影響的，或具有普遍性、隨后又發(fā)展為對全球造成危害的環(huán)境問題，也就是引起全球范圍內(nèi)生態(tài)環(huán)境退化的問題。20世紀80年代初，全球氣候變暖、臭氧層空洞、酸雨等三大全球性環(huán)境問題已初露端倪，進入20世紀90午代，地球荒漠化、海洋污染、物種滅絕等環(huán)境問題更是突破了國界，成為影響全人類生存的重大問題。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華20世紀全球主要環(huán)境問題有：①全球氣候變暖；②臭氧層破壞；③酸雨與空氣污染；④土壤遭到破壞，荒漠化程度加?。虎?、海洋污染和過度開發(fā)；⑥生物多樣性銳減；⑦森林面積減少；⑧有害廢物的越境轉(zhuǎn)移；⑦淡水受到威脅；⑩混亂的城市化。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華3.1.6我國的主要環(huán)境問題

2000年我國二氧化硫排放量為1995萬噸，2006年為2588.8萬噸，居世界第一位。據(jù)專家測算，要滿足全國天氣的環(huán)境容量要求，二氧化硫排放量要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上至少削減40%。此外，2000年中國煙塵排放量為1165萬噸，工業(yè)粉塵的排放量為1092萬噸，2006年分別為1078.4萬噸和807.5萬噸。大氣污染是中國目前第一大環(huán)境問題。1、大氣污染問題XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華

中國七大水系的污染程度依次是：遼河、海河、淮河、黃河、松花江、珠江、長江，其中42%的水質(zhì)超過3類標準（不能做飲用水源），全國有36%的城市河段為劣5類水質(zhì)，喪失使用功能，主要污染指標為高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和石油類。大型淡水湖泊（水庫）和城市湖泊水質(zhì)普遍較差，75%以上的湖泊富營養(yǎng)化加劇，主要由氮、磷污染引起。2、水環(huán)境污染問題XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華七大水系長江黃河珠江松花江淮河海河遼河XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華

中國全國工業(yè)固體廢物年產(chǎn)生量達8.2億噸，綜合利用率約46%。全國城市生活垃圾年產(chǎn)生量為1.4億噸，達到無害化處理要求的不到10%。塑料包裝物和農(nóng)膜導致的白色污染已蔓延全國各地。3、垃圾處理問題XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華

目前，中國國土上的荒漠化土地已占國土陸地總面積的27.3%，而且，荒漠化面積還以每年2460平方公里的速度增長。中國每年遭受的強沙塵暴天氣由50年代的5次增加到了90年代的23次。土地沙化造成了內(nèi)蒙古一些地區(qū)的居民被迫遷移他鄉(xiāng)。4、土地荒漠化和沙災(zāi)問題XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華

中國全國每年流失的土壤總量達50多億噸，每年流失的土壤養(yǎng)分為4000萬噸標準化肥（相當于全國一年的化肥使用量）。自1949年以來，中國水土流失毀掉的耕地總量達4000萬畝，這對中國的農(nóng)業(yè)是極大損失。5、水土流失問題XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華

20世紀50年代中國年均受旱災(zāi)的農(nóng)田為1.2億畝，90年代上升為3.8億畝。1972年黃河發(fā)生第一次斷流，1985年后年年斷流，1997年斷流天數(shù)達227天。有關(guān)專家經(jīng)調(diào)查推測：未來15年內(nèi)中國將持續(xù)干旱。而長江流域的水災(zāi)發(fā)生頻率卻明顯增加，500多年來，長江流域共發(fā)生的大洪水為53次，但近50年來，每三年就出現(xiàn)一次大澇，1998年的大洪水造成了巨大的經(jīng)濟損失6、旱災(zāi)和水災(zāi)問題XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華中國是生物多樣性破壞較嚴重的國家，高等植物中瀕?；蚪咏鼮l危的物種達4000-5000種，約占中國擁有的物種總數(shù)的15%-20%，高于世界10%-15%的平均水平。在聯(lián)合國《國際瀕危物種貿(mào)易公約》列出的640種世界瀕危物種中，中國有156種，約占總數(shù)的1/4。中國濫捕亂殺野生動物和大量捕食野生動物的現(xiàn)象仍然十分嚴重，屢禁不止。7、生物多樣性破壞問題XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華POPs：是具有長期殘留性、生物蓄積性、半揮發(fā)性和高毒性，能夠在大氣環(huán)境中遠距離遷移并能沉降到地表層，對人類健康和環(huán)境具有嚴重危害的天然或人工合成的有機污染物質(zhì)。國際上2004年簽署了《關(guān)于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》，其中確定的首批禁止使用的12種持久性有機污染物在中國的環(huán)境介質(zhì)中多有檢出，中國是公約的簽字國,2004年11月11日正式對中國生效。這類有機污染物具有轉(zhuǎn)移到下一代體內(nèi)，并在多年后顯現(xiàn)其危害的特點，也被稱為"環(huán)境激素"或"環(huán)境荷爾蒙"，危害嚴重。目前這類有機污染物廣泛存在于工農(nóng)業(yè)和城市建設(shè)等使用的化學品之中。8、持久性有機物污染問題（PersistentOrganicPollutants，POPs）XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華12種POPs：艾氏劑（aldrin)DDT狄氏劑（dieldrin）異狄氏劑（endrin）呋喃（furan）HCB（hexachlorobenzene）滅蟻靈（mirex）毒殺芬（toxaphene）氯丹（chlordane）二噁英（Dioxins）七氯（heptachlor）PCBs（Polychlorinatedbiphenyls）XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華目前面臨的環(huán)境形勢是：

局部有所控制，總體還在惡化，前景令人擔憂。主要表現(xiàn)在：各項污染物排放總量很大，污染程度仍處于相當高的水平。一些地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量仍在惡化，相當多的城市水、氣、聲、土壤環(huán)境污染仍較嚴重、農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量有所下降，生態(tài)惡化加劇的趨勢尚未得到有效遏制，部分地區(qū)生態(tài)破壞的程度還在加劇。

我國環(huán)境污染遠遠超過環(huán)境容量。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華3.1.7環(huán)境問題產(chǎn)生的原因

一是人們認識上的局限性，并由此而采取了不明智的社會經(jīng)濟行為引起的。

二是經(jīng)濟水平的限制和國家政策的某些失誤也是產(chǎn)生環(huán)境問題的重要原因。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1、性質(zhì)：（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(guān)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(lǐng)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(shù)的手段，總可以把環(huán)境問題控制在影響最小的范圍內(nèi)。3.1.8環(huán)境問題的性質(zhì)和實質(zhì)XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華2、環(huán)境問題的實質(zhì)：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(shè)人類文明的問題。

經(jīng)濟問題包括兩層意思：（a）、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(jié)果，是由于盲目發(fā)展、不合理開發(fā)利用資源造成的環(huán)境質(zhì)量惡化、資源浪費甚至枯竭破壞。（b）、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。

社會問題：

人口問題是產(chǎn)生一切環(huán)境問題的根源，具有相對獨立的性質(zhì)，所以也有專家把人口問題和環(huán)境問題并列對待。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1、控制人口對于解決當代環(huán)境問題有著特殊重要作用；2、解決環(huán)境問題必須要有相當?shù)慕?jīng)濟實力，即需要付出巨大的財力、物力，并且需要經(jīng)過長期的努力；3、科技進步與發(fā)展雖然會產(chǎn)生各種各樣的環(huán)境問題，但環(huán)境問題的解決仍離不開科技進步。3.1.9解決環(huán)境問題的根本途徑XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華3.2環(huán)境保護

就是利用現(xiàn)代環(huán)境科學的理論與方法，協(xié)調(diào)人類和環(huán)境的關(guān)系，解決各種環(huán)境問題，是保護、改善和創(chuàng)建環(huán)境的一切人類活動的總稱。3.2.1環(huán)境保護的概念

XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華3.2.2環(huán)境保護的發(fā)展歷程（1）限制階段（20世紀50年代前后）主要采取一些限制性措施；（2）“三廢”治理階段（20世紀50年代末-60年代末)主要采用末端治理方法在一些污染事件發(fā)生后，環(huán)保工作主要治理污染源、減少排放量，在法律上，頒布環(huán)境保護的法規(guī)和標準，在經(jīng)濟上，采取給工廠企業(yè)補助資金，幫助工廠企業(yè)建設(shè)凈化設(shè)施等1、世界環(huán)境保護的發(fā)展歷程XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華（3）綜合防治階段：(20世紀70年代初~80年代)

把環(huán)境與人口、資源和發(fā)展聯(lián)系在一起，從整體上來解決環(huán)境問題。1972年6月5日至16日，聯(lián)合國在瑞典斯德哥爾摩召開了人類環(huán)境會議，并通過了《人類環(huán)境宣言》。沖破了以環(huán)境論環(huán)境的狹隘觀點，把環(huán)境與、資源和發(fā)展聯(lián)系在一起，從整體上來解決環(huán)境問題。開始實行建設(shè)項目環(huán)境影響評價制度和污染物排放總量控制制度，從單項治理，發(fā)展到綜合防治。

XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華（4）全球行動階段：(20世紀80年代以后)

環(huán)境與發(fā)展成為當今世界環(huán)境保護工作的主題。1992年6月，在里約熱內(nèi)盧召開了聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會（里約地球峰會），這標志著世界環(huán)境保護工作又邁上了新的征途：探求環(huán)境與人類社會發(fā)展的協(xié)調(diào)方法，實現(xiàn)人類與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。“和平、發(fā)展與保護環(huán)境是相互依存和不可分割的”。至此，環(huán)境保護工作已從單純治理污染擴展到人類發(fā)展、社會進步這個更廣闊的范圍，“環(huán)境與發(fā)展”成為世界環(huán)境保護工作的主題。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華可分為三個階段1．起步階段：（1970年－1983年）2．開拓階段：（1983年－1989年）3.發(fā)展階段：（1989年－）2、中國環(huán)境保護的發(fā)展歷程XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華70年代初，周恩來總理敏銳地覺察到環(huán)境問題的嚴重性，在1970年8月曾提出；“要消滅廢水、廢氣對城市的危害，并使其變?yōu)橛欣臇|西?！?/p>

1972年6月，我國派代表團出席了聯(lián)合國人類環(huán)境會議。第一次全國環(huán)境保護會議1973年8月5-20日，國務(wù)院委托國家計委在北京召開了第一次全國環(huán)境保護會議，審議通過了“全面規(guī)劃、合理布局、綜合利用、化害為利、依靠群眾、大家動手、保護環(huán)境、造福人民”的環(huán)境保護工作32字方針和第一個環(huán)境保護文件《關(guān)于保護和改善環(huán)境的若干規(guī)定》該規(guī)定在當時起著國家環(huán)保基本法的作用。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1974年成立了國務(wù)院環(huán)境保護領(lǐng)導小組，各省市、國務(wù)院各部委分別成立環(huán)保管理機構(gòu)。1978年3月5日，五屆人大一次會議修改通過的《中華人民共和國憲法》明確規(guī)定：國家保護環(huán)境和自然資源，防治污染和其他公害。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華第二次全國環(huán)境保護會議

1983年12月，國務(wù)院召開了第二次全國環(huán)境保護會議，明確了環(huán)境保護是我國的現(xiàn)代化建設(shè)中的一項戰(zhàn)略任務(wù)，是一項基本國策，從而確立了環(huán)境保護在社會經(jīng)濟發(fā)展中的重要地位。會議制定了經(jīng)濟建設(shè)、城鄉(xiāng)建設(shè)和環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃、同步實施、同步發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益統(tǒng)一的環(huán)境戰(zhàn)略方針。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華

與此同時，會議確立了強化管理的環(huán)境政策，與“預防為主”和“誰污染、誰治理”政策共同組成了指導我國環(huán)境保護實踐的三項基本環(huán)境政策。這次會議在中國環(huán)境保護發(fā)展史上具有重大的意義，標志著中國環(huán)境保護工作已進入開拓階段。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華第三次全國環(huán)境保護會議

1989年4月，國務(wù)院召開了第三次全國環(huán)境保護會議，提出了深化環(huán)境管理的環(huán)保目標責任制、城市環(huán)境綜合整治定量考核制度、排放污染物許可證制度、污染限期治理和污染集中控制等新的管理制度和措施，使中國環(huán)境管理走上規(guī)范化、制度化的軌道。XX環(huán)境科學概論第一章黃榮華1992年6月，中國政府代表團參加了在巴西里約熱內(nèi)盧舉行的環(huán)境與發(fā)展大會，并鄭重簽署了大會宣言《里約宣言》和《21世紀議程》。1994年3月25日，國務(wù)院通過了《中國21世紀議程》，即《中國2l世紀人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書》。第四次全國環(huán)境保護會議1996年7月，國務(wù)院召開了第四次全國環(huán)境保護會議，做出了《關(guān)于環(huán)境保護若干問題的決定》，明確了跨世紀的環(huán)境保護目標、任務(wù)和措施。啟動了《污染物排放總量控制計劃》和《跨世紀綠色工程規(guī)劃》，實施三河（遼河、海河、淮河）、三湖（太湖、滇池、巢湖）、兩區(qū)（二氧化硫和酸雨控制區(qū)）一市（北京市）和一海（渤海）的“33211”污染