环境科学概论教案.doc
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1、环 境 科 学 概 论 主讲人:李功振中国矿业大学环境与测绘学院环境科学概论教案 学院:环境与测绘学院课程名称环境科学概论课程代码学时分配总学时:16学分1讲 授:16课程类别必修课( ) 选修课( ) 公选课( ) 实 验:授课专业管理类授课班级2008级1-7班课堂讨论:任课教师李功振职称讲师习题课:所选教材环境科学导论,何康林,裴宗平等编著,2007机 动:教学目的要求教学目的:使人才培养适应社会的需求,适应高等教育改革的需要,提高大学生的环境保护和可持续发展的意识。教学要求:理解环境的概念、分类,了解环境问题的产生过程、主要环境问题以及人口、资源和环境的关系;掌握大气、水体环境的特点,
2、了解污染物在大气、水体中的迁移转化规律及其污染控制技术;掌握生态系统的基本概念和基本理论;掌握循环经济、清洁生产的概念和可持续发展的基本概念和基本理论。教学重点难点重点:环境和环境科学的相关概念,包括环境问题的出现、环境保护的发展状况等等;人口、资源与环境的相互关系;大气、水、污染概念、污染物的迁移转化及控制手段;生态系统及其功能,生态平衡与生物多样性保护、循环经济、清洁生产和可持续发展的基本概念和基本理论。难点:人口、资源、环境之间的关系;大气、水污染概念、污染物迁移转化及控制手段,生态系统组成与生态平衡,循环经济、清洁生产和可持续发展的基本概念和基本理论。参考书目1. 杨志峰 编著,环境科
3、学概论, 高等教育出版社, 2004.2. 左玉辉.环境学.高等教育出版社,20023. 钱易,唐孝炎.环境保护与可持续发展.高教出版社,20004. 魏振枢.环境保护概论化学工业出版社,20035. 最新文献综述1 本课程讲授和学习方法:本课程的设立除了采用多媒体讲授方式外,还采取:l 教师讲授+课堂讨论+自学相结合的方式,并且每节课留一些思考题,作为课堂讨论题和复习的基础;l 系统讲授和案例讲授相结合的方式;l 鼓励同学采取探究性学习方法,欢迎同学提出疑难问题和对讲课内容提出质疑和建设性意见;2 本课程考核方法:本课程采用专题论文或开卷考试方式进行考核。课堂作业20分专题论文70分上课出勤
4、率10分总计 (满分)100分3 课时分配本课程共16个学时。第一章绪论第二章人口与资源和环境第三章大气环境213第四章水资源和水环境第五章生态系统第六章可持续发展532环境科学概论教案授课章节第一章 绪论 教学目的掌握:环境及其组成,环境问题,环境科学的研究内容和任务,环境学的研究方法。重点与难点教学重点环境问题的概念、分类,和全球环境问题的产生及环境保护;环境科学的概念教学难点全球环境问题的产生及环境保护;环境科学的概念教学方法启发式教学法、多媒体教学法教学手段教学过程时间分配教学内容学时数环境及其组成2环境问题和环境保护环境科学的内容任务与研究方法教学过程设计1开场,结合目前环境污染现状
5、谈谈学习环境科学概论课程的重要性,以及当今国内外环境科学的研究情况。2提问:了解同学们对环境污染现状的掌握情况,以便确定讲课的侧重点。3知识的灌输,强化学生概念的理解。4学生提问,布置思考题。实 验思考题及作业题什么是环境问题?它有哪些类型?它是如何产生的?备 注第一章 绪论11 环境及其组成:111 环境的概念:广义的环境概念:相对于某一个中心事物而言,它总是作为环境的对立面而存在的,即与某一中心事物的背景。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。环境科学中的环境概念:中心事物是人类,指以人类为主体的外部世界,主要是地球表
6、面与人类发生相互作用的自然要素及其总体。作为中心事物是人的环境,它是围绕着人群的空间,及其中可以直接、间接影响人类生活和发展的各种自然因素、工程因素和社会因素的总体。 环境保护法中有关环境的定义(第二条)本法所称环境,是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体,包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。112 环境的分类(1)分类原则 环境范围的大小 环境的主体 环境的要素 人类对环境的作用 环境的功能(2)具体分类l 按环境范围分类: A.聚落环境 B.地理环境 C.地质环境 D.宇宙环境l 按环境要
7、素分类:A.大气环境 B.水环境 C.土壤环境 D.生物环境l 按环境性质分类:A.物理环境 B.化学环境 C.生物环境l 按环境主体分类:A.自然环境 B.人工环境113 环境的功能和特性(1)环境具有下面的功能:l 环境的资源功能l 环境的调节功能 l 环境的服务功能 l 环境的文化功能 (2)环境的基本的特征有以下几点:l 环境的整体性和区域性l 环境变动性和稳定性l 环境的资源性和价值性 既然环境是一种资源,所以环境的价值性也就显而易见了。最初人们对环境价值的认识是有误区的。事实证明,这种错误的认识,导致了人类大肆攫取自然资源,并由此引发了严重的环境污染和生态破坏。12 环境问题及环境
8、保护121 环境问题的概念环境问题(Environmental Problem)主要是由于人类生活和生产活动的迅速发展而引起的。但对环境问题的理解,可以有广义与狭义两种。狭义的环境问题指的是在人类社会经济活动作用下,人们周围环境结构与状态发生不利于人类生存和发展的变化。广义的环境问题指的是任何不利于人类生存和发展的环境结构和状态的变化,其产生的原因包括人为方面的,也包括自然方面的。环境问题的产生主要与人类不明智的社会经济活动有关,并且随着人类社会经济活动的规模、深度、广度的发展而发展。人类的社会经济活动主要是自然资源开发利用、工农业生产活动、人口增长及城市化等。人类社会的发展过程也是人类开发利
9、用自然资源的过程。随着人类社会的加速发展,人口增多,生活水平的提高,消耗的物质资源也越来越多,甚至造成物质资源的短缺与枯竭,最终破坏了自然界的生态平衡,从而造成一系列的不良环境影响。 现代环境问题的特点 已是全人类所面临的共同性问题; 已从局部扩展到区域甚至全球,从地表延伸到高空及地下,呈立体态; 表现形式更加多样化; 具有明显的地域性; 已严重损害人类的健康与福利,威胁人类生存和发展。122 环境问题的分类环境问题内容原生环境问题火山、地震、台风等次生环境问题环境破坏水土流失、沙漠化、盐渍化、物种灭绝等环境污染和干扰环境污染水污染、大气污染、土壤污染等环境干扰噪声、振动、电磁波干扰、热干扰等
10、1)原生环境问题原生环境问题也叫第一环境问题,它是由自然环境自身变化引起的,没有人为因素或很少有人为因素参与。这一类环境问题,是自然诱发的,是经过较长时间自然蕴蓄过程之后才发生的,或者主要是受自然力的操纵,且人已失去控制能力情况下发生的,并使人类 社会遭受一定损害的,称之为原生环境问题。 包括地震、火山活动、滑坡、泥石流、台风、洪水、干旱、自然地球化学异常等等。 (2)次生环境问题1962年,美国女生物学家莱切尔卡逊在寂静的春天一书中第一次提出了20世纪人类生活中的一个重要问题环境污染。 次生环境问题,是人类活动作用于周围环境引起的环境问题,也称第二环境问题。环境科学研究的主要对象应是次生环
11、境问题,主要是人类不合理利用资源所引起的环境衰退和工业发展所带来的环境污染等问题。因此,次生环境问题可分成环境破坏和环境污染与干扰两种类型。 环境破坏又称生态破坏。主要指人类的社会活动引起的生态退化及由此而衍生的有关环境效应,它们导致了环境结构与功能的变化,对人类的生存与发展产生了不利影响。 环境破坏主要是由于人类活动违背了自然生态规律,急功近利,盲目开发自然资源而引起的。其表现形式多种多样,按对象性质可分为: A生物环境破坏,如因过度砍伐引起的森林覆盖率锐减,因过度放牧引起草原退化,因滥肆捕杀引起许多动物物种濒临灭绝等; B非生物环境破坏,如盲目占地造成耕地面积减少,因毁林开荒造成水土流失和
12、沙漠化,地下水过度开采造成地下水漏斗、地面下沉,因其他不合理开发利用,造成地质结构破坏、地貌景观破坏等。 环境污染与干扰A环境污染:是指由于人为的因素,有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统的结构与功能发生变化,对人类或其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象,常简称“污染”。其中引起环境污染的物质或因子称环境污染物,简称污染物。 B环境干扰:所谓环境干扰指的是人类活动所排出的能量进入环境,达到一定的程度,产生对人类不良的影响,这就是环境干扰。环境干扰包括噪声、振动、电磁波干扰、热干扰等。 环境干扰是由能量产生的,是物理问题。环境干扰一般是局部性的、区域性的,在环境中
13、不会有残余物质存在,当污染源停止作用后,污染也就立即消失。因此环境干扰的治理很快,只要停止排出能量,干扰就会立即消失。 123 环境问题的产生和发展环境问题并非是今天才发生的事情,实际上它是伴随着人类的出现而产生的,并随着人们生活和生产的发展而逐渐加剧。换句话说,人类对大自然的破坏史同人类的文明史一样古老。所以,环境问题的延伸大体上与人类文明发展的四个阶段相适应。第一阶段:采猎文明时期(在人类诞生初期 ),人类主要依赖利用环境,而不能有意识地改造环境。第二阶段:农业文明时期,人类可以利用自己的力量去影响和改变局部环境,但此时人类对自然的作用还远远未达到造成全球范围环境破坏的程度;这两个阶段统称
14、为“环境问题早期破坏阶段”。 第三阶段:工业文明时期(1784年瓦特发明蒸汽机以来 , 1984年第一次发现“臭氧层空洞” )这一时期环境污染的特点是,由工业污染向城市污染和农业污染发展;由点源污染向面源污染发展;由局部污染向区域污染和全球性污染发展;从而构成了世界上第一次环境问题的浪潮近代城市环境问题。国外八大公害事件一览序号公害事件名称公害发生地点公害发生时间中毒情况中毒症状致害原因公害成因公害污染物1马斯河烟雾 事 件比利时马斯河谷(长24km两侧山高90m)1930.12几千人发病,60人死亡咳嗽流泪恶心呕吐二氧化硫化为三氧化硫进入肺的深部山谷工厂多,逆温天气,工业污染物积聚,又遇雾日
15、烟尘二氧化硫2多诺拉烟雾 事 件美国多诺拉(马蹄形河湾,两边山高120m)1948.104天内42%的居民患病,17人死亡咳嗽呕吐腹泻吼痛二氧化硫与烟尘作用生成硫酸,吸入肺部工厂多,遇烟雾与逆温天气烟尘二氧化硫3伦敦烟雾事 件 英国伦敦1952.125天内4000人死亡咳嗽呕吐腹泻烟尘中的三氧化二铁使二氧化硫变成硫酸沫,附在烟尘上,吸入肺部居民烟煤取暖,煤中硫含量高,排出的烟尘量大,遇逆温天气烟尘二氧化硫4洛杉矶光化学烟雾事 件美国洛杉矶1943.510大多数居民患病,65岁以上老人死亡400人刺激眼鼻喉,引起眼病,喉头炎石油工业和汽车废气在紫外线作用下生成光化学烟雾汽车多,每天有1000多吨
16、碳氢化合物进入大气,市区空气水平流动缓慢光化学烟 雾5水俣病事 件日本九州南部熊本县水镇1953水镇病者180多人,死亡多人口齿不清步态不稳面部痴呆耳聋眼瞎甲基汞被鱼吃后,人吃中毒的鱼而生病氮肥生产中,采用氯化汞和硫酸汞作催化剂,含甲基汞的毒水废渣排入水体甲基汞6富山事件(骨痛病)日本富山县(蔓延到其它县的7条河流流域)1931年1972年3月患者超过280人,死亡34人关节痛、神经痛和全身骨痛,最后骨骼软化,饮食不进,在衰弱疼痛中死去吃含镉的米,喝含镉的水炼锌厂未经处理净化的含镉废水排入河流镉7四日事件(哮喘病)日本四日市(蔓延到几十个城市)1955年以来患者500多人,有36人在气喘病折磨
17、中死去支气管炎,支气管哮喘,肺气肿有毒重金属微粒及二氧化硫吸入肺部工厂向大气排放二氧化硫和煤粉尘数量多,并含有钴、锰、钛等二氧化硫、烟尘、重金属8米糠油事 件日本九州爱和县等23个府县1968年患者达5000多人,死亡16人,实际受害者超过10000人眼皮肿,常出汗,全身起红疙瘩,肝功能下降,肌肉痛,咳嗽不止食用含多氯联苯的米糠油米糠油生产中,多用氯联苯做载热体,因管理不善,毒物进入米糠油中多氯联苯近20年来的重大公害事件序号事 件时 间地 点危 害原 因1维索化学污染1967.7.10意大利北部多人中毒,居民搬迁,几年后婴儿畸形多农药厂爆炸,二恶英污染2阿摩柯卡的斯油轮泄油1978.3法国北
18、部布列塔尼半岛藻类,湖间带动物,海鸟灭绝,工业生产,旅游业损失大油轮触礁,22万吨原油入海3三里岛河电站泄露1979.3.28美国宾夕法尼亚州周围50英里200百万人口极度不安,直接损失10多亿美元核电站反应堆严重失水4威尔士饮用水污染1985.1英国威尔士200万居民饮水污染,44%的人员中毒化工公司将酚排入迪河5墨西哥气体爆炸1984.11.9墨西哥4200人伤,400人亡,300栋房毁,十万被疏散石油公司一油库爆炸6博帕尔农药泄露事件1984.12.2印度中央邦博帕尔市1408人死亡,2万人严重中毒,15万人接受治疗45吨7异氰酸甲脂泄露7切尔诺贝利核电站泄漏1986.4.26前苏联乌克
19、兰31人亡,203人伤,13万人疏散直接损失30亿美元4号反应堆机房爆炸8莱茵河污染1986.11.1瑞士巴塞尔市事故段生物绝迹,100英里鱼类死亡,300英里不能引用化学公司仓库起火,30吨S.PHG巨毒物入河9莫农格希腊河污染1988.11.1美国沿岸100万居民生活严重影响石油公司油库爆炸350万加仑原油入河10埃可森.瓦尔迪兹油轮漏油1989.3.24美国阿拉斯加海域严重污染漏油26.2万桶11二恶英污染1999.6欧洲,比利时肉类.奶类,及食品受到严重污染第四阶段:后工业时期(始于1984年英国科学家发现南极“臭氧空洞”至今),虽然人们已经认识到发展对环境的破坏会受到大自然的惩罚,开
20、始重视环境问题。但是,随着新技术的发展又带来了新的环境问题。此外,许多发展中国家的崛起又在走发达国家的老路。他们在发展经济的同时又造成更多的环境污染,使环境问题出现的频率增加,强度更大、波及面更广。我国的主要环境污染事件 1988年1月,长沙化工厂酸库闸门炸裂,800吨硫酸排入浏阳河中。 1993年8月,深圳市化学仓库爆炸,使2800吨有毒有害化学品危害环境。 1994年1月,广州市苯污染事件,致使空气中苯和甲苯严重超标。 1993年,青岛市某化工厂发生液氯泄漏事故,大量白色带有强烈刺激性味的氯气污染了空气。 1995年10月,安丘县某冷风库致冷用氨气泄漏,周围居民不堪忍受浓烈的恶臭与厂方发生
21、激烈对峙。 1995年12月21日,济南某钢铁集团公司发生煤焦油气泄漏事故,含有苯、萘、酚等有毒有害化学物质外泄,引起周围居民呕吐、晕倒、小便失禁等症状。 1995年,柳州市郊无机化工厂自备供水系统发生氯化锌污染事故,致使86人急性中毒。 2001年3月,浙江金华市饮用水受污染,80余人患菌痢,市防疫站站长、环保局长被就地免职。 2001年,宁夏中卫县载有七、八瓶液氯色罐的大型货车发生汇露事故,形成了一条宽约300m,长达2公里的污染带。 1997年10月,山西运城市天马造纸厂污水坑决口,污染了市北部城市供水系统,天马造纸厂厂长扬军武被判刑并罚款。 1991年-1995年,南海市乡镇企业共发生
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