环境保护与可持续发展教案Word文件下载.docx
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环境总是相对于某项中心事物而言,它因中心事物的不同而不同,随中心事物的变化而变化。
中心事物与环境是既相互对立,又相互依存、相互制约、相互作用和相互转化的,在它们之间存在着对立统一的相互关系。
对于环境学来说,中心事物是人类,环境是以人类为主体,与人类密切相关的外部世界。
也就是说,环境是指人类(主体)赖以生存和发展的各种物质因素交互关系的总和,是人类进行生产和生活活动的场所,是人类生存和发展的物质基础。
1.1.2环境质量与环境容量
1.1.2.1环境要素
环境要素,又称环境基质,是指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分,包括自然环境要素和人工环境要素。
自然环境要素通常指:
水、大气、生物、阳光、岩石、土壤等。
人工环境要素包括:
综合生产力、技术进步、人工产品和能量、政治体制、社会行为、宗教信仰等。
1.1.2.2环境质量
所谓环境质量,一般是指在一个具体的环境内,环境的总体或环境的某些要素,对人群的生存和繁衍以及经济发展的适宜程度,是反映人群的具体要求而形成的对环境评定的一种概念。
最早是在1960年代,由于环境问题的日趋严重,人们常用环境质量的好坏来表示环境遭受污染的程度。
1.1.2.3环境容量
在人类生存和自然生态不致受害的前提下,某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。
1.1.3环境的分类
根据环境要素、人类对环境的作用及环境的功能,可以将人类环境区分为自然环境、生态环境和社会环境。
1.1.3.1自然环境
自然环境指的是自然因素的总体。
如果从环境要素来考虑,可再分为大气环境、水环境、土壤环境及生物环境等;
它是人类目前赖以生存、生活和生产所必须的自然条件和自然资源的总称;
它在人类出现之前,已按照自己的运动规律经历了漫长的发展过程。
自人类出现之后,自然环境就成为人类生存和发展的主要条件。
人类不仅有目的地利用它,还在利用过程中不断影响和改造它。
自然环境按人类对其影响和改造的程度,又可分为原生自然环境和次生自然环境。
(1)原生自然环境是指完全按照自然规律发展和演变的区域。
如极地、高山、人迹罕至的沙漠和冻工区、原始森林、大洋中心地区等。
这些区域,目前尚未受到人类影响,景观面貌基本上保持原始状态。
(2)次生自然环境是指受人类发展活动影响,原来的面貌和环境功能发生了某些变化的区域。
如次生林、天然牧场等。
1.1.3.2生态环境
从生物与其生存环境相互关系的角度出发,我们可以将对生物生命活动起直接影响和作用的那些环境要素(即生态因素)的总和称为生态环境。
光、热、水、空气、土壤等都是生态因素。
各个生态因素并非孤立地、单独地对生物发生作用,而是共同综合在一起对生物产生影响。
也就是说,生态环境是生物或其群体居住地段的所有生态因素的总体。
由于各地区地理条件不同,从而形成了多种多样的生态环境类型(如:
森林、草原、海洋),这也正是地球上生物种群多样化的主要原因之一。
1.1.3.3社会环境
社会环境是指人类的社会制度等上层建筑条件,包括社会的经济基础、城乡结构以及同各种社会制度相适应的政治、经济、法律、宗教、艺术、哲学的观念与机构等。
它是人类在长期生存发展的社会劳动中所形成的,是在自然环境的基础上,人类通过长期有意识的社会劳动,加工和改造了的自然物质,所创造的物质生产体系,以及所积累的物质文化等构成的总和。
1.1.4环境的特性
1.1.4.1整体性
人与自然环境是一个整体。
地球的任一地区或任一生态因素,都是环境的组成部分。
各部分之间有着相互联系、相互制约的关系。
局部地区环境的污染和破坏,会对其他地区造成影响;
某一环境要素恶化,也会通过物质循环影响其他环境要素发生改变。
因此,生态危机和环境灾难是没有地域边界的;
在环境问题上,全球是一个整体,命运相联,休戚与共。
1.1.4.2有限性
宇宙空间无限,但人类生存的空间以及资源、环境对污染的忍耐能力等都是有限的。
所以,人类的生存环境是脆弱的,是容易遭到破坏的。
1.1.4.3不可逆性
环境在运动过程中存在着能量流动和物质循环两个过程。
前一过程是不可逆的;
后一过程变化的结果也不可能完全回复到它原来的状态。
因此,要消除环境破坏的后果,需要很长的时间。
1.1.4.4潜在性
除了事故性的污染与破坏(如森林火灾,农药厂事故等)可以很快观察到后果外,环境破坏对人类产生的影响一般需要较长时间才能显示出来。
1.1.4.5放大性
局部或某一方面的环境污染与破坏,造成的危害或灾害,无论从深度还是广度上,都会明显放大。
1.1.4.6环境自净
环境受到污染后,在物理、化学和生物的作用下,逐步消除污染物达到自然净化的过程。
环境自净按发生机理可分为物理净化、化学净化和生物净化三类。
1.2环境问题
所谓环境问题是指作为中心事物的人类与作为周围事物的环境之间的矛盾。
人类生活在环境之中,其生产和生活不可避免地对环境产生影响。
这些影响有些是积极的,对环境起着改善和美化的作用;
有些是消极的,对环境起着退化和破坏的作用。
另一方面,自然环境也从某些方面(例如严酷的自然灾害)限制和破坏人类的生产和生活。
人类与环境之间相互的消极影响就构成环境问题。
当今世界,人类面临着许多共同的环境问题。
总的来说主要表现为环境污染和生态破坏。
1.2.1环境问题分类
环境问题分类的方法有很多,根据引起环境恶化的原因,环境问题可分为原生环境问题和次生环境问题。
1.2.1.1原生环境问题
原生环境问题也称第一类环境问题。
它的产生是由自然界本身运动引起的,不受或较少受人类活动的影响。
如地震、海啸、火山活动、台风、干旱、水涝等自然灾害。
这类灾难危害剧烈。
1.2.1.2次生环境问题
次生环境问题也称第二类环境问题。
它是由于人类不适当的生产和消费而引起的环境污染和生态环境破坏。
原生和次生两类环境问题只是相对的。
它们常常相互影响,彼此重叠发生,形成所谓的复合效应。
1.2.2环境问题的产生和发展
自然环境的运动,一方面有它本身固有的规律,同时也受人类活动的影响。
自然的客观性质和人类的主观要求、自然的发展过程和人类活动的目的之间不可避免地存在着矛盾。
人类通过自己的生产与消费作用于环境,从中获取生存和发展所需的物质和能量,同时又将“三废”排放到环境中;
环境对人类活动的影响(特别是环境污染和生态破坏)又以某种形式反作用于人类,从而人类与环境间就以物质、能量、信息联结起来,形成复杂的人类环境系统。
当人类的活动违背自然规律时,就会对环境质量造成一定程度的破坏,从而产生了环境问题。
1.2.3环境问题的实质
环境问题的实质是由于盲目发展、不合理开发利用资源而造成的环境质量恶化和资源浪费、甚至枯竭和破坏。
1.2.4当前人类面临的主要环境问题
目前国际社会最关心的全球环境问题主要包括:
全球气候变化、臭氧层破坏、酸雨、有害有毒废弃物的越境转移和扩散、生物多样性锐减、热带雨林减少、沙漠化、发展中国家人口及贫困问题等,以及由上述问题带来的能源、资源、饮水、住房、灾害等一系列问题。
这些问题都是人类经济活动的直接或间接的结果,是由于经济的盲目发展、自然资源不合理的开发利用,造成环境质量恶化和自然资源的枯竭与破坏。
1.3环境与健康
1.3.1人体与环境的关系
人体与环境都是由物质组成的。
物质的基本单元是化学元素,地球化学家们分析了空气、海水、河水、岩石、土壤、蔬菜、肉类和人体的血液、肌肉及各器官的化学元素含量,发现人体血液和地壳岩石中化学元素的含量具有相关性。
例如,人体血液中60多种化学元素的平均含量与地壳岩石中化学元素的平均含量非常接近。
由此看出化学元素是把人体和环境联系起来的基础。
1.3.2环境污染致病的特点
环境异变导致人体患病一般有以下特点:
1.3.2.1作用时间长
在污染场地工作的人员和该区域生活的人群,长时间接触污染物质,呼吸污染的空气,饮用污染的水,食用污染的食品,就会长期遭受其害。
1.3.2.2影响范围广
环境污染涉及的地区广、人口多。
如某工厂的污染可影响到周围的居民区;
一个城市的污染源可影响一个地区;
在一定条件下污染物还可以迁移到较远的地区,如放射性尘埃等。
1.3.2.3作用机理复杂
污染物进入环境后,经大气、水体等的扩散、稀释,一般浓度很低。
但由于环境中存在的污染物种类繁多,它们不仅可通过理化和生化作用发生转化、代谢、降解、富集而单独产生危害,也可联合产生危害。
1.3.2.4多途径进入体内
大气中的污染物一般通过呼吸进入肺部,再通过毛细血管进入血液,随血液循环分布到全身,产生毒害。
水和土壤中的污染物通过消化系统危害人体。
有些环境污染物还可通过汗腺、毛孔或皮肤伤口被人体吸收。
如汞、砷、苯、有机磷化合物可经皮肤吸收,随血液循环分布全身。
1.3.3环境污染对人体健康的危害
环境污染对人体健康的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒、致畸、致癌和致突变等作用。
1.3.3.1急性中毒
急性中毒常发生在某些特殊条件下。
如外界气象条件突变、工厂在生产过程中发生事故造成有毒气体或液体泄露等,会引起人群的急性中毒。
1.3.3.2慢性中毒
人体长期连续地摄入低浓度污染物质,会导致慢性中毒。
1.3.3.3致畸作用
致畸作用是指环境污染物在母体怀孕期内,影响胚胎发育和器官分化,使子代出现先天性畸形的作用。
1.3.3.4致癌作用
致癌作用是一个相当复杂的过程。
化学物质的致癌作用一般认为有两个阶段:
一是引发阶段,即在致癌物作用下引发细胞基因突变。
二是促长阶段,主要是突变细胞改变了遗传信息的表达,致使突变细胞和癌变细胞增殖成为肿瘤。
1.3.4环境与疾病
1.3.4.1地方病
发生在某一特定地区,同一定的自然环境有密切关系的疾病称地方病。
地方病主要是由于地壳表面的局部地区出现了各种化学元素分布不均的现象,某些元素相对过剩,某些元素相对不足,使人体从环境中摄入的元素过量或过少,使人体正常生长发育受到影响,从而引发的某些疾病,又称地球化学性疾病。
我国最典型的地球化学性疾病主要有地方性甲状腺肿、克山病、地方性氟中毒等。
1.3.4.2公害病
因环境污染而引起的地区性疾病称为公害病。
公害病不仅是一个医学概念,而且具有法律意义,须经严格鉴定和国家法律正式认可。
公害对人群的危害极为广泛,公害病有以下特征。
(1)它是由人类活动造成的环境污染所引起的疾患。
(2)损害健康的环境污染因素是很复杂的,有一次污染物和二次污染物,有单因素作用或多因素的联合作用,污染源往往同时存在多个,污染源的数量及其排放污染物的性质和浓度同对人体的损害程度之间一般具有相关关系,确凿的因果关系则往往不易证实。
(3)公害病的流行,一般具有长期(十几年或几十年)陆续发病的特征,还可能累及胎儿、危害后代,也可能出现急性暴发型的疾病,使大量人群在短期内发病。
(4)公害病是新病种,有些发病机制至今还不清楚,因而也缺乏特效疗法。
小结:
本章重点讲述了环境问题、环境问题的实质、环境污染对人体健康的危害、当前人类面临的主要环境问题,使学生对我国目前环境现状有了一个系统的了解,增强了学生的环保意识。
课后作业:
1.什么是环境?
人类生存环境可分为哪几大类?
分别予以简述。
2.什么是环境质量和环境容量?
二者有何区别?
3.环境有哪些特性?
针对环境的特性,你对环境保护的认识有什么提高?
4.什么是环境问题?
环境问题的实质是什么?
5.简述环境问题的产生和发展。
6.当前人类面临的主要环境问题有哪些?
7.环境污染致病的特点是什么?
污染对人体健康的危害主要有哪些?
8.环境污染对人体健康的危害主要有哪些作用?
第2章环境污染
通过本章学习使学生掌握大气污染、水污染、固体废弃物污染、噪声污染、其他环境污染、生物污染等有关知识。
重点与难点:
重点为大气污染源及污染物、全球性的大气污染问题、水污染及其主要来源、固体废弃物对环境的影响、噪声的危害、电池污染、白色污染、热污染、生物污染的危害;
难点为光化学烟雾形成的原因、臭氧层破坏的原因。
3课时大气的组成
板书:
大气的垂直分层
大气污染大气污染源及污染物
大气污染的危害
全球性的大气污染问题
水体概述
水污染及主要来源
水污染主要的水环境污染物
水污染的危害
固体废弃物的概念
固体废弃物的来源及分类
固体废弃物污染固体废弃物对环境的危害
环境污染
几种固体废弃物污染简介
噪声的定义
噪声的特性
噪声污染噪声的来源
噪声的危害
放射性污染
电磁污染
其他环境污染光污染
热污染
生物污染
教学主要内容
2.1大气污染
2.1.1大气的组成
大气是由多种气体混合组成的一种无色、无味的气体。
主要成分有氮、氧、氩、二氧化碳等,此外还包括一些悬浮在空气中的固体和液体杂质。
2.1.1.1干洁空气
自然界大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体,称为干洁空气。
其组成中,氮和氧占整个干洁空气体积的99%以上,其它还有氩、二氧化碳、臭氧等其它气体。
2.1.1.2大气中的水汽
大气中的水汽主要来源于江、河、湖、海及潮湿物体表面的水分蒸发,它在大气中的含量随高度的增加而减少,并且还因纬度,地势的高低以及海陆分布的不同而有显著差异。
纬度越高,地势越高水汽的含量就越少,在寒冷干燥的陆面上空水汽含量近于零;
而在温度较高的洋面上空水汽含量可达4%左右。
水汽在大气中的含量虽然不多,但在大气变化中却是个重要角色,也是大气中唯一能发生相变的成分。
水汽的相变不仅引起了云、雾、雨、雪等一系列的天气现象,而且又能强烈的吸收和放射长波辐射,直接影响着地面和大气温度变化。
2.1.1.3大气中的固体杂质和液体微粒
悬浮在大气中的气溶胶离子主要来源于物质燃烧的烟尘、风吹扬起的尘土、宇宙尘埃、海水浪花飞溅起的盐粒、火山灰及细菌、微生物、植物花粉、工业排放物等。
大多集中在大气底层,其中大颗粒很快降回地表或被降水冲掉,小的微粒通过大气垂直运动可扩散到对流层高层,能在大气中悬浮1~3年。
2.1.1.4大气成分的变化和污染
就整个大气成分来说,有着漫长的发生、发展的历史,目前大气成分仍然处于缓慢的变化过程中,大气成分的变化可导致大气污染,引起气候的变化。
由于人为因素所产生的含有有害物质的废气进入大气中,使大气中出现了通常没有或极少的物质,其数量、浓度和在空气中的滞留时间,足以影响人体健康和动植物生存时,即为大气污染。
2.1.2大气的垂直分层
地球大气的总质量大约为5.27×
1015t,据测定,大气质量的主要部分集中在底层,10km以下占75%,20km以下占95%。
只有5%的空气散布在20km以上的高空中。
至2000~3000km的高处,地球大气的密度与星际空间的密度非常相近,这个高度被人们认为是地球大气的上界。
从地球表面到地球大气的上界,根据大气温度的垂直分布和运动的特征,一般将大气分为对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层五层。
2.1.3.2主要大气污染物
污染大气的物质称为大气污染物。
目前对环境和人类产生危害的大气污染物约有100种左右。
其中影响范围广、具有普遍性的污染物有颗粒物、SO2、NOx、COx、碳氢化合物(CH)等。
2.1.3.2大气污染物的分类
排入大气的污染物种类很多,依照与污染源的关系,可将其分为一次污染物和二次污染物。
(1)一次污染物
一次污染物是指从各类污染源排出的物质,包括直接从各种排放源进人大气的各种气体、蒸汽和颗粒物。
如前述的SO2、COx、NOx、碳氢化合物和颗粒物等都是主要的一次污染物。
一次污染物又可分为反应物质和非反应物质两类。
(2)二次污染物
一次污染物与空气中原有成分发生反应,或污染物之间反应而产生的一系列新的污染物称为二次污染物。
例如,大气中的碳氢化合物和NOx等一次污染物,在阳光作用下发生光化学反应,生成O3、醛、酮、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物。
2.1.4大气污染的危害
2.1.4.1对人体健康的危害
受污染的大气进入人体,可以导致呼吸、心血管、神经等系统疾病和其他疾病。
引起病变的原因主要是吸入致病的化学性物质、放射性物质和生物性物质污染的空气。
(1)化学性物质的污染煤和石油的燃烧、冶金、火力发电、石油化工和焦化等工业生产过程会向大气排放很多有毒有害物质,这些物质多数通过呼吸道进入人体,首先受到威胁的是呼吸道。
(2)放射性物质污染核爆炸、放射性矿物的开采和加工、放射性物质的生产和应用等也能造成对空气的污染。
2.1.4.2对动植物的危害
大气污染物会使土壤酸化,水体水质变酸,水生生物灭绝,植物产量下降,品质变坏。
大气污染物浓度超过植物的忍耐限度,会使植物的细胞和组织器官受到伤害,生理功能和生长发育受阻,产量下降,产品品质变坏,群落组成发生变化,甚至造成植物个体死亡,种群消失。
急性伤害还可能导致细胞死亡。
2.1.4.3对材料的损害
大气污染是造成城市地区经济损失的一个重要原因,如SO2和其它酸性气体能腐蚀金属、侵蚀建筑材料、使橡胶产品脆裂老化、损坏艺术品、使有色金属褪色等。
如中国重庆市的嘉陵江大桥,其锈蚀速度为每年0.16mm,每年用于钢结构维护的费用高达20万元。
2.1.4.4对气候的影响
大气污染会改变大气的正常性质和气候的类型。
CO2等气体强烈吸收地面辐射,而颗粒物能够反射、散射阳光,这两种情况可以使近地面大气温度升高或降低。
前者就是“温室效应”(greenhouseeffect),后者为“阳伞效应"
(sunshadeeffect)。
这两种效应的综合影响使气候的变化更为复杂。
大气中氯氟烃等气体的不断增多,会使大气圈的臭氧层遭到破坏,给人类带来严重的灾害。
大气中的颗粒物增多会降低能见度,也使雾的出现频率增加及持续时间延长。
2.1.5全球性的大气污染问题
大气污染发展至今已超越国界,其危害遍及全球。
对全球大气的影响明显表现为三个方面:
一是全球气候变暖,二是臭氧层破坏,三是酸雨腐蚀。
2.1.5.1全球气候变暖
(1)气候变暖的原因
19世纪工业革命以来,大气中CO2浓度在不断增加,其原因是:
①人类燃烧各种燃料直接排人大气中的CO2量逐年增加。
根据资料,过去100年矿物燃料使用量几乎增加了30倍。
人类通过化石燃料的燃烧,约把4150×
108t的CO2排人大气,结果使大气中CO2含量增加了15%,据计算,这将使全球平均气温上升0.830C。
而此数字与百年来全球气温升高的记录接近。
②人们的乱砍滥伐,使可以吸收CO2的森林大面积减少,导致CO2的浓度升高。
因此,人为因素是造成全球变暖的主要原因。
(2)气候变暖的影响
温室效应已经或将给人类带来各种环境问题。
其主要影响有①气候变化:
全球气候变暖会使降水量重新分配。
在北半球,冬天变短、变湿;
夏天变长、变干旱;
亚热带可能会比现在更干旱,而热带则可能更湿,海洋产生更多的热量和水分,气流更强,热带风暴的能量比现在大50%,台风和飓风将会更凶,更具破坏性。
②海平面上升:
气温升高会使极地和高山上的冰川融化,导致海平面上升。
美国国家环保局发表的研究报告称,如果温室气体继续按目前的情况释放,估计到2050年,海平面将上升0.1~0.4m,到2100年将上升0.6~2.0m。
海平面的上升使一些沿海地区的城市、城镇、乡村面临被海水淹没的危险,而当今世界上最发达的地区几乎都位于沿海。
另外,还会导致海水倒灌、排洪不畅、土地盐渍化等其它后果。
③生态变化:
气候变暖将使农业和自然生态发生难以预料的变化。
如很多动植物的迁徙将跟不上气候变化的速率,使已经适应特定气候条件的动植物将逐渐灭绝;
全球农业地理分布将发生很大的变化,使农业生产必须改变现有的土地利用方式及耕作方式。
暖湿的气候还将使蚊虫大量繁衍,导致疟疾、黄热病和登革热病等传染病肆虐。
(3)气候变暖的控制
要控制全球气候变暖,就必须控制大气中CO2的含量。
为此,首先要尽量节约或减少化石燃料的使用量,提高燃料的热效率,大力开发利用新能源,改变能源结构。
其次必须控制和制止乱砍滥伐森林,大力开展植树造林,提倡生物资源的可持续利用。
2.1.5.2臭氧层破坏
(1)臭氧层破坏的原因
据近十余年的研究表明,污染物对臭氧层的影响至少涉及150个化学反应,其中影响最大的有两类。
①NOx的作用在平流层飞行的超音速飞机、核爆炸都可产生大量的NOx。
②氟利昂(CFCs)类的作用氟利昂是氟氯烃的总称。
氟氯烃类化合物包含20多种物质,它的用途十分广泛,主要用于空调、冰箱、冷藏库等的致冷剂;
电子原件、精密器件的清洗剂;
泡沫塑料生产中的发泡剂;
发胶、摩丝等美容制品及杀虫剂中的发泡、喷雾剂等。
它们具有很高的化学稳定性,有可能一直上升到平流层,在紫外光作用下分解。
(2)臭氧层破坏的危害
臭氧层的破坏使紫外线对地球的辐射强度增大,由此引起人类白内障和皮肤癌增多、免疫系统功能下降。
2.1.5.3酸雨污染
(1)酸雨形成的原因
水的酸碱性通常用pH表示,pH=7呈中性,pH<
7呈酸性,pH>
7呈碱性。
因大气中CO2的存在,所以即使是清洁的雨水,也会因二氧化碳溶于其中形成碳酸而呈弱酸性,雨水中饱和二氧化碳后的pH为5.6。
因此,酸雨是指pH<
5.6的雨雪或其它方式的大气降水(如雾、露、霜等),也称“酸沉降”。
酸雨主要是大气污染物硫氧化物和氮氧化物在一定气象条件下通过排放、迁移、转化成云而成的。
硫氧化物的人为来源主要是煤炭、石油等化石燃料的燃烧,金属冶炼以及含硫原料的工业生产等。
其中煤炭、石油在燃烧过程中排放的SO2数量最大,约占人为排放的90%。
而燃料中的含氮物质在燃烧时会生成氮氧化物。
(2)酸雨的危害
酸雨对环境有多方面的危害。
酸雨造成湖泊、河流水质酸化,鱼类的生长繁殖会受到影响,许多对酸性敏感的水生生物成群消亡。
2.2水污染
2.2.1水体概述
2.2.1.1水体的概念
水体一般是指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海洋等的总称。
在环境科学领域中,水体不仅包括水,还包括水中的悬浮物、溶解物质、底泥及水生生物等。
在环境污染的研究中,区分“水”和“水体”的概念十分重要。
如重金属容易通过沉淀或被吸附从水中转移到底泥中,仅从水中的含量看,一般不很高,似乎未受到污染;
但从整个水体看,沉积在底泥中的重金属将成为该水体中的一个长期次生污染源,很难治理。
2.2.1.2全球水资源状
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