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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,云南省環(huán)境科學(xué)爭(zhēng)論院 郭慧光,環(huán)境科學(xué)技術(shù)爭(zhēng)論和選題,1、環(huán)境科學(xué),爭(zhēng)論人與環(huán)境相互關(guān)系的一門學(xué)科；爭(zhēng)論人與環(huán)境關(guān)系的發(fā)生、進(jìn)展、猜測(cè)和調(diào)控技術(shù)；環(huán)境科學(xué)是人類科技近代60年來新興的涉及到多學(xué)科科學(xué)與技術(shù)相互穿插協(xié)調(diào)的綜合性科學(xué)。,相互依存,互為環(huán)境,自然生態(tài),人類社會(huì),互動(dòng),（對(duì)立、統(tǒng)一、循環(huán)、輪回）,科學(xué)技術(shù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、進(jìn)步,1.1 環(huán)境科學(xué)的形成,人類社會(huì)的進(jìn)展過程中，由于人口的劇增；人類社會(huì)和自然生態(tài)內(nèi)部的、之間的各種不協(xié)調(diào)進(jìn)展等多方緣由，導(dǎo)致消失了微觀到宏觀的多個(gè)層面上，不利于人類社會(huì)進(jìn)展的環(huán)
2、境問題，從而催生了環(huán)境科學(xué)與技術(shù)這一新的科技領(lǐng)域。,1.2 環(huán)境科學(xué)技術(shù)的特點(diǎn),邊緣性：多學(xué)科技術(shù)穿插、關(guān)聯(lián),系統(tǒng)性：多學(xué)科、多技術(shù)、多人文、多自然生態(tài)的系統(tǒng)集成,組合性：多科學(xué)多技術(shù)的組合；微、小、中、大、巨系統(tǒng)的組合,和諧性：產(chǎn)生于污染、破壞，終止于和諧進(jìn)展,1.3環(huán)境和環(huán)境問題,從人和環(huán)境的關(guān)系學(xué)角度考察，可以把賴以生存的自然環(huán)境分為五個(gè)大的圈層環(huán)境圈層學(xué)說。,大氣圈：地表以上150km或更遠(yuǎn)些有空氣分子的一個(gè)圈層，又分對(duì)流層地表以上20km；平流層2080km間；電離層80 150km間；其中30 55km范圍內(nèi)由松散臭氧分子構(gòu)成的空氣層又稱為臭氧層。,水圈：地表及地表上下各種形態(tài)的水
3、分子所構(gòu)成的一個(gè)圈層，海洋占地表70.8%的面積；海水體積約13.7億km3，占地球總水量的97.2%。,圈層說,土壤圈：指巖石層以上，大氣圈以下全部的土壤構(gòu)成的帶有生命活動(dòng)的一個(gè)有機(jī)圈層，該層包括有巖石、水、空氣、生物體的各種組分。,生物圈：巖層以上，土、水、氣環(huán)境中全部生活著的有機(jī)體構(gòu)成的生物圈層。,巖層圈：掩蓋在原始地殼上的層層疊疊的巖層，是一部地球幾十億年演化進(jìn)展留下的“石頭大書”，地質(zhì)學(xué)上叫做地層。,五個(gè)大的圈層環(huán)境,環(huán)境問題,自人類起源就伴之消失了人與環(huán)境之間的關(guān)系，就開頭消失了對(duì)人而言的環(huán)境問題。隨著人口的增加，環(huán)境問題的量和質(zhì)都在增加，例如，西亞美索不達(dá)米亞、黃河流域的歷史性生
4、態(tài)毀壞；英國工業(yè)革命帶來了大氣、水環(huán)境的污染；日本的水俁病、痛痛??；洛杉磯的光化學(xué)煙霧,人類面臨的環(huán)境問題消失在四個(gè)方面：,糧食危機(jī)：人口劇增，地球人口擁擠、資源匱乏等所致。,能源、資源危機(jī)：資源的掠奪性開發(fā)致淡水資源、土地資源、漁業(yè)資源、生物資源等銳減和匱乏。,環(huán)境危機(jī)：資源掠奪性開發(fā)致污染物質(zhì)大逃逸進(jìn)入環(huán)境導(dǎo)致環(huán)境的污染與破壞。如全球氣候變化、海水和淡水嚴(yán)峻污染、農(nóng)業(yè)土壤和生態(tài)環(huán)境遭污染、大氣臭氧層空洞、全球變暖致海面上升等等。,生態(tài)危機(jī)：資源掠奪性開發(fā)致物種加速滅亡、森林破壞、土地沙化、酸雨問題等。,1986年肯尼亞內(nèi)羅畢的世界環(huán)境大會(huì)歸納了全球的十大環(huán)境問題,1.4環(huán)境科學(xué)的史命和分支
5、,環(huán)境科學(xué)在環(huán)境問題與沖突的進(jìn)展中應(yīng)運(yùn)而生，這一科學(xué)使命賜予了它的歷史任務(wù)是：,1探究全球環(huán)境的演化與變化進(jìn)展規(guī)律構(gòu)造、形式、機(jī)理,2提醒人與環(huán)境之間的關(guān)系，解決人與環(huán)境和諧進(jìn)展的問題,3探究環(huán)境變化對(duì)人類生存的影響，約束人類行為如研制各種環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、掌握污染排放的質(zhì)和量等,4爭(zhēng)論創(chuàng)新環(huán)境污染掌握的工程技術(shù)和體系,環(huán)境科學(xué)的使命,啟發(fā)：,當(dāng)代全球環(huán)境問題教育了我們，只有把自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)系統(tǒng)作為一個(gè)整體來爭(zhēng)論，才是科學(xué)進(jìn)展觀的根本思想方法；才可能提醒和和環(huán)境之間生態(tài)和諧的真諦。人不行能制造人和自然相互對(duì)立的逆向演替；人只可能以生態(tài)文明、可持續(xù)進(jìn)展的思路和方法去建設(shè)人與自然的和諧大世界。,環(huán)
6、境科學(xué)的分支,就當(dāng)前我們的生疏，環(huán)境科學(xué)主要是運(yùn)用自然科學(xué)、工程技術(shù)和社會(huì)科學(xué)的理論、技術(shù)和方法爭(zhēng)論人和環(huán)境問題，所以從自然和社科綜合角度可以將環(huán)境科學(xué)的一級(jí)子學(xué)科列于以下：環(huán)境物理學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境地學(xué)、環(huán)境醫(yī)學(xué)、環(huán)境工程學(xué)；環(huán)境治理學(xué)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境法學(xué)、環(huán)境教育學(xué)、環(huán)境心理學(xué),環(huán)境物理學(xué)：環(huán)境聲學(xué)、環(huán)境光學(xué)、環(huán)境熱學(xué)、環(huán)境電磁學(xué)、環(huán)境空氣動(dòng)力學(xué),環(huán)境化學(xué)：環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)、環(huán)境有機(jī)分析化學(xué)、環(huán)境污染化學(xué)、環(huán)境地球化學(xué),環(huán)境生物學(xué)：環(huán)境動(dòng)物學(xué)、環(huán)境植物學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)、自然環(huán)境愛護(hù)科學(xué),環(huán)境地學(xué)：環(huán)境地質(zhì)學(xué)、水環(huán)境學(xué)、環(huán)境海洋學(xué)、環(huán)境土壤學(xué)、污染氣象學(xué),環(huán)境醫(yī)學(xué)：
7、環(huán)境病學(xué)、環(huán)境毒理學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)醫(yī)學(xué),環(huán)境工程學(xué)：大氣污染防治工程學(xué)、水污染防治工程學(xué)、固體廢物處置工程學(xué)、噪聲掌握工程學(xué)、環(huán)境污染防治工程學(xué)、環(huán)境評(píng)價(jià)學(xué),環(huán)境治理學(xué)：包括行政的、法律的、科學(xué)技術(shù)的、經(jīng)濟(jì)的、人文教育的等多類環(huán)境治理科學(xué)。,環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、生態(tài)環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境效益經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境費(fèi)用與轉(zhuǎn)移支付、環(huán)境生態(tài)布局,環(huán)境法學(xué)：,環(huán)境教育學(xué)：,環(huán)境心理學(xué)：,一級(jí)子學(xué)科下的二級(jí)子學(xué)科又可如下細(xì)分：,1.5環(huán)境科學(xué)的任務(wù),當(dāng)前環(huán)境科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域在不斷地深化與進(jìn)展，就目前人們的認(rèn)知，環(huán)境科學(xué)技術(shù)的主要任務(wù)或說爭(zhēng)論內(nèi)容、爭(zhēng)論方向有四：,(1)探究全球范圍環(huán)境的演化規(guī)律。,(2)提醒人與自然之
8、間的關(guān)系，如資源的合理開發(fā)利用、人類生產(chǎn)與消費(fèi)過程物質(zhì)能量的遷移轉(zhuǎn)化及物質(zhì)平衡，可更新資源的永續(xù)循環(huán)利用,(3)探究環(huán)境變化對(duì)人類生態(tài)的影響，制定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),(4)研發(fā)微觀到宏觀多層面環(huán)境污染綜合防治技術(shù)和治理措施。,2 環(huán)境污染與防治,環(huán)境科學(xué)所指的環(huán)境是指人類賴以生存的全部因素和條件的綜合體。“因素”如光、電、能、CO2、H2O、O、N、P等?！皸l件”如天、地、氣象、水文、生物、土壤等。,2.1根本概念,什么是環(huán)境？,生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)平衡,生命界與非生命界之間通過物質(zhì)和能量的交換、轉(zhuǎn)移，在肯定程度上構(gòu)成了一個(gè)開放式的穩(wěn)定系統(tǒng)，稱之為“生態(tài)系統(tǒng)”。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)能量的生產(chǎn)、貯運(yùn)、交換都保持有肯定
9、的相對(duì)的平衡關(guān)系，這種規(guī)律性關(guān)系稱為“生態(tài)平衡”。,環(huán)境污染和環(huán)境破壞,環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)在平衡狀態(tài)下保有一系列不明外來因素和條件沖擊的緩沖力量，通過物化、生化多種方式轉(zhuǎn)化外來負(fù)荷的沖擊，以修復(fù)系統(tǒng)自身的平衡，這一過程是系統(tǒng)自身的“自凈”力量和“抗逆”力量；而當(dāng)外來因素的沖擊、外部條件的逆變，超出了系統(tǒng)的自凈和抗逆力量的，環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)就發(fā)生了“環(huán)境污染”和“環(huán)境破壞”，又統(tǒng)稱“公害”。,2.2環(huán)境污染與防治的有關(guān)領(lǐng)域未涉及環(huán)境破壞,1全球氣候變化,全球氣候變化是一個(gè)環(huán)境條件和環(huán)境要素互動(dòng)的變化過程。地球外表CO2逐年遞增，轉(zhuǎn)變了空氣構(gòu)成比例的巨變；全球變暖又加劇了“溫室效應(yīng)”，全球海平面上升，農(nóng)、林
10、業(yè)病、蟲、害加劇，全球干旱化增加等等。所以目前開展節(jié)能減排行動(dòng)是全人類都亟需的防治手段，我國全民開展節(jié)能減排，各級(jí)政府大力推選淘汰“落后產(chǎn)能”，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的耗能產(chǎn)業(yè)構(gòu)造，構(gòu)建新型低碳社會(huì)乃是百年、千年大計(jì)。,大氣環(huán)境污染與防治,2主要常見的大氣環(huán)境污染物,塵常見的有煤塵和粉塵，以粒徑大小分類時(shí)，粒徑10微米者稱為降塵；粒徑10微米者稱飄塵；以來源分時(shí)，燃煤產(chǎn)生煤塵；非燃燒產(chǎn)生粉塵，其中由風(fēng)所致的又稱揚(yáng)塵。防治主要是密閉生產(chǎn)、機(jī)器人采掘、增加地面復(fù)蓋等。,硫化物類SOx主要來自于石化燃燒、火電、冶煉、制硫等行業(yè)。防治在于脫硫回收和用新產(chǎn)業(yè)構(gòu)造和技術(shù)轉(zhuǎn)變各產(chǎn)業(yè)行業(yè)現(xiàn)狀節(jié)能減排、替代燃燒等。,氮氧化物
11、類NOx：主要來自于石、化燃燒，高溫氮氧化，內(nèi)燃機(jī)、硝酸氮化物生產(chǎn)，冶煉，有機(jī)物中間體生產(chǎn)等行業(yè)和雷電過程。防治主要是轉(zhuǎn)變?nèi)紵龡l件和預(yù)混、氣化、液化、燃燒器增壓等等。,碳氧化物COx源自于不完全燃燒全球每日約排CO約2億噸，CO2約1.5億噸。防治主要在于轉(zhuǎn)變?nèi)紵龢?gòu)造，以新型清潔能源替代石化能源,碳?xì)浠顲xHx源于不完全燃燒、有機(jī)化學(xué)生產(chǎn)如石油裂解。主要防治方法類同碳氧化物類。,在大氣污染綜合防治方面除污染源治理和植樹等生態(tài)治理之外，合理的工農(nóng)業(yè)布局、工業(yè)區(qū)部局、城鄉(xiāng)布局和產(chǎn)業(yè)構(gòu)造布局以及淘汰落后產(chǎn)能的布局，都是特別重要的。,惡臭：指難聞的臭味，惡臭味迄今有4000多種，對(duì)人和生物有危害的有
12、硫醇類、氨、硫化氫、甲硫、三甲胺、甲醛、苯乙烯、酪酸、酚等幾十種。有的惡臭物隨廢水和廢渣排入水體還導(dǎo)致更嚴(yán)峻的水體污染，惡臭涉及幾十到幾百公里范圍，惡臭物質(zhì)多來自于有機(jī)化的生產(chǎn)過程，其發(fā)臭機(jī)理與其化學(xué)過程分子構(gòu)造的位置有關(guān)。惡臭的治理在于改進(jìn)工藝流程，增加高溫、催化燃燒、吸附、淋洗等多種工藝技術(shù)等等。,水環(huán)境污染與防治,水體或水環(huán)境所指為河流、湖泊、沼澤、水庫、地下水、冰川、海洋等地表貯水體系的總稱，也包括土壤水、大氣水。水體的自凈功能乃在于通過化學(xué)和生物作用將大分子、高分子物質(zhì)分解為水、無機(jī)鹽等，并產(chǎn)生CO2，其自凈過程需耗氧，將其化學(xué)和生物作用所耗氧的量作為判別水體自凈力量或污染程度的綜合
13、性指標(biāo)稱之為化學(xué)耗氧量COD、生化耗氧量BOD，以5日生化耗氧量為通用指標(biāo)稱BOD5；水體所含的氧量稱溶解氧DO。,耗氧污染物：又稱需氧污染物，來自于生活活動(dòng)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，有人類進(jìn)化之前的自然界自身也就不斷有耗氧污染物產(chǎn)生。目前最普遍承受的治理方法是各種污水廢水處理工藝技術(shù)的工廠化處理；再就是用順其自然的原理承受自然凈化工藝或組合工藝。如活水工藝、濕地公園、氧化塘、田塘等。,按水環(huán)境污染物特性及其防治方法分列于下：,富養(yǎng)分污染物：引起水體富養(yǎng)分化污染的主要是氮氧化物類如NH4+、NO2-、NO-、磷化物類如H2PO4、HPO4、。有機(jī)物類如生活養(yǎng)分源、糞尿、碳化物。一般清潔的水體中總磷濃度
14、在0.010.1mg/L以下；總氮應(yīng)在0.3mg/L以下，對(duì)水體富養(yǎng)分污染物的防治除上述耗氧污染物所介紹的方法之外，全球有很多技術(shù)方法可因地制宜地承受多種物理的、化學(xué)的、物化的、生化的技術(shù)治理?？傮w而言，對(duì)水體富養(yǎng)分化污染的治理應(yīng)從系統(tǒng)總體考慮，從污染的點(diǎn)源、面源、內(nèi)源三個(gè)層面入手，從治理系統(tǒng)入手，承受總量掌握的系統(tǒng)規(guī)劃到系統(tǒng)打算的科學(xué)方法才有可能成功治理，全面合理調(diào)整布局工農(nóng)業(yè)、工業(yè)區(qū)、城鄉(xiāng)和產(chǎn)業(yè)構(gòu)造、淘汰落后產(chǎn)能，才能成功地、綜合地防治水體污染。,氰化物：主要來自于電鍍、焦化、洗煤氣、選礦等生產(chǎn)行業(yè)。由于氰化物對(duì)生物和人體致毒性很強(qiáng)，對(duì)于低濃度含氰廢水0.01-1.00 mg/L承受前述生
15、物或生化處理方法外，高濃度含氰廢水只能先作回收處置。,油類：來自于船舶泄漏，工業(yè)排放、采油業(yè)、大氣沉降等?，F(xiàn)全球每年約有1000萬噸油類排入水體。對(duì)其治理的方法主要是圍隔回收，對(duì)于10-30mg/L以下的含油廢水可用生物或生化方法處理，施用分散劑的方法已受到反對(duì)。,酚類：主要來自于焦化、樹脂、絕緣材料、玻纖、制藥、石化等生產(chǎn)行業(yè)。排入水體的酚有揮發(fā)的和不揮發(fā)的二類。對(duì)于高濃度含酚廢水可先承受萃取、蒸脫、吸附、離子交換、化學(xué)沉淀等方法回收。對(duì)低濃度的1000 mg/L以下含酚廢水則承受生物或生化方法處理。,酸、堿及各種無機(jī)污染物：除了碳同非金屬結(jié)合的化合物以外的各種元素及化合物都稱為無機(jī)污染物。
16、如各類重金屬、非金屬鹽類構(gòu)成了主要的水體無機(jī)污染源。水無機(jī)污染物來自于各種工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的排放。水環(huán)境無機(jī)污染的治理方法很多，如物理法、物化法、化學(xué)法、生化法、生物法等很多種類。一般在污染源分類時(shí)，將重金屬及其鹽類對(duì)水環(huán)境的污染單分作一大類型，主要泛指金屬和類金屬及其鹽類，常見的有汞、鎘、鉛、砷、鉻、鈹?shù)鹊取?農(nóng)藥及洗滌劑污染物：略,生物病菌、病毒污染物：略,土壤污染指污染物水、氣、固三態(tài)進(jìn)入土壤并積存到肯定程度超出土壤的自凈力量時(shí)，引起土壤環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。土壤污染來自于多方如廢氣、廢水、固廢、農(nóng)藥化肥、生物殘?bào)w或排泄物等。,2.2.3 土壤污染防治和固體廢物問題,土壤污染的防治:,在防治措施方面可承受綜合生物防治酶降解、生物凈化，如蚯蚓、鐵角蕨等多種動(dòng)、植物吸取凈化等；施加抗污抑制劑轉(zhuǎn)變污染物遷移轉(zhuǎn)化方向以加速氧化、沉積變性等；增施有機(jī)肥、腐殖酸類土壤復(fù)原劑，改進(jìn)土壤吸附力量，強(qiáng)化土壤氧化和污染的沉淀等；轉(zhuǎn)變耕作制度如旱改水、水改旱等，科學(xué)管水、深翻、克土等等。,主要在于掌握和消退污染源。,固體廢物：,來自于多種工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和人類生活活動(dòng)是“放錯(cuò)了地點(diǎn)的原材料”。按危害性質(zhì)分類
云南省環(huán)境科學(xué)研究院-郭慧光概要
