1、2019/10/4,1,环境科学与人类文明,环境科学与工程学院 E-mail：,徐德福,2019/10/4,2,第一章 环境与文明的关系,环境 影响生命的外部条件 环境科学 研究人类社会发展活动与环境演化规律之间相互作用关系，寻求人类社会与环境协同演化、持续发展途径与方法的科学。 文明 智慧生命创造的生产生活方式的总和,2019/10/4,3,1.环境的概念根据环境科学大辞典，环境是指“以人类为主体的外部世界，主要是地球表面与人类发生相互作用的自然要素及其总体。它是人类生存发展的基础，也是人类开发利用的对象”。环境要素是指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同而又服从整体演化规律的基本物质组分
2、，也称为环境基质。分为自然环境要素和社会环境要素。,一、环境,2019/10/4,4,2.环境的分类(1)按照环境要素：自然环境和社会环境(2)按照环境的范围大小：特定空间环境、全球环境等。3.环境的基本特征(1)整体性与区域性。整体性是环境最基本特性。(2)变动性与稳定性：环境在时间尺度上的特性。(3)资源性与价值性：环境对于人类社会的效用关系上的特性。,2019/10/4,5,生物圈,大气圈,岩石圈,水圈,人工环境,自然环境,2019/10/4,6,2019/10/4,7,2019/10/4,8,2019/10/4,9,自然环境：环绕于人类周围的各种自然因素的总和，由空气、水、土壤、阳光和
3、各种矿物质资源等环境因素组成。,2019/10/4,10,社会环境：包括人类的社会制度、经济、文化等上层建筑和生产关系。是人类长期生产生活的结果。,北京天安门,香港迪斯尼,2019/10/4,11,1.文明产生的环境条件-世界四大古文明,古代人类大都在大河的冲积平原上创造文明,充足的雨量、繁茂的植被、取之不尽的动物资源、温和湿润的气候，催化着文明的发育。良好的气候、肥沃的土壤、丰富的物产是文明诞生必要的条件。,二、文明对环境的依存,2019/10/4,12,西亚文明-美索不达米亚,时间：公元前三千五百年前(3500 B.C.) 地点：西亚的幼发拉底河及底格里斯河，又称为两河流域。 意义：在希腊
4、语中称为河间文化，两河所夹之狭长地区，称为肥沃月湾。 活动人物：苏美人、亚述人、巴比伦人、波斯人.等。 贡献：世界七大奇景巴比伦空中花园、楔形文字、汉摩拉比法典、世界第一座图书馆.,2019/10/4,13,2019/10/4,14,Aakkadian王的头像,女性头像，西元前3500-3000年,2019/10/4,15,巴比伦的艺术主要受埃及的影响，以浮雕为主,2019/10/4,16,楔形文字,2019/10/4,17,大流士朝见外宾图,2019/10/4,18,神秘的埃及文化,时间：约公元前3000年。 地点：尼罗河两岸狭长色谷地。 生活重心：依附尼罗河而生活的埃及人，主要以大麦、燕麦
5、为主要粮食，制定历法，计算尼罗河洪水泛滥的时间，因防洪及丈量土地之需，测量及数学都有高度水准。 贡献：埃及金字塔、木乃伊等。,2019/10/4,19,2019/10/4,20,埃及地形图,2019/10/4,21,埃及人的生活(一),2019/10/4,22,埃及人的生活(二),2019/10/4,23,埃及不朽的奇迹(一),2019/10/4,24,埃及不朽的奇迹(二),2019/10/4,25,中国古文明,时间：公元前3000年左右。 地点：黄河流域为主。 主要代表：彩陶文化(仰韶文化) 、黑陶文化(龙山文化) 内涵：中国地大物博，许多地方都有文化遗留的迹象，及内容丰富多元但又有地域性的
6、不同。 贡献：陶器、蚕丝、万里长城、兵马俑等。,2019/10/4,26,2019/10/4,27,彩陶與黑陶,2019/10/4,28,万里长城,2019/10/4,29,始皇陵与兵马俑,2019/10/4,30,印度恒河文化,时间：公元前3000左右。 地点：印度半岛，依赖恒河作为灌溉之用，又称恒河文化。 梗概：印度王国建立的很早，但却遭受严酷考验，被回教统治800年，后为英国殖民250年，直到甘地的大声急呼，才重获新生。 贡献：泥砖、泰姬玛哈陵等,2019/10/4,31,2019/10/4,32,印度人笃信印度教，以宗教生活为主体。此为恒河净身图,2019/10/4,33,世界奇景之一
7、 泰姬玛哈陵,2019/10/4,34,印度人以稻米为主食，人口众多，下列为其生活情形。,2019/10/4,35,三.文明消失的教训,西亚文明的消失中国西部的文明遗迹玛雅文明的消失,2019/10/4,36,土地荒漠化,2019/10/4,37,四、文明进步对环境的冲击,农业的出现使人口增长的速度大大加快 农业发展提高了人类改造自然的能力 农业发展使生物圈的结构发生重大变化 农业发展导致了水土流失和荒漠化,1.农业发展的环境影响,2019/10/4,38,农业上扩大棉、麻种植面积 为获取宝石玉器和金银的矿产开发 饰物需求的多样化使生物物种惨遭涂炭“虎死于皮，鹿死于角”,2. 服饰需求的环境压
8、力,2019/10/4,39,将许多生物圈内最有活力的部分变为坚硬的不毛之地 居住条件的改善在技术的支撑因素是建筑技术的和建筑材料的进步，而建材业的进步及生产规模的不断扩大，成为人类社会活动影响生态环境的重要方面,3. 居住进步的环境代价,2019/10/4,40,交通工具制造业消耗了大理的原材料和能源 公路、铁路、机场、港口是大型工程建设破坏生态环境问题最集中的地方。 能源大量消耗,4. 交通进步的环境代价,2019/10/4,41,开采过程中的环境影响 运输过程中的环境影响 加工过程中的环境影响 利用过程中的环境污染,5. 化石燃料的功过,2019/10/4,42,由自然力引起的第一类环境
9、问题,由人类活动引起的第二类环境问题,全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的现象,五、环境问题,2019/10/4,43,76年唐山大地震后被震弯的铁路,原生环境问题（举例）,2019/10/4,44,2007年洞庭湖爆发 近20年来最严重鼠患,2019/10/4,45,2008年5月12日汶川大地震,2008年5月12日14时28分，四川省发生里氏8级强烈地震，全国大半地区有明显震感，震中位于阿坝州汶川县，地震造成了严重的生命和财产损失。 据民政部报告，截至2008年25日12时，四川汶川地震已造成69185人遇难，374171人受伤，失踪18458人。据总参谋部报告，截至24日2
10、4时，抢险救灾人员已累计解救和转移1469396人。据中国地震局报告，截至25日12时主震区已累计监测到余震13979次。,2019/10/4,46,（一）环境问题的产生和发展,1.1 人类文明的兴衰 发展是人类历史永恒的主题。 环境问题使人类文明不能永恒发展，而是在孕育这些文明的故乡走向衰落和覆灭。 其平均生存周期为1000-1500年（40-60代人），例如古巴比伦文明、玛雅文明和华夏文明等。 1962年美国出版了莱切尔卡逊编写的寂静的春天。,2019/10/4,47,美国女生物学家雷切尔卡森1962年出版 寂静的春天,雷切尔.卡森以大量的科学事实和依据揭示了滥用杀虫剂对生态环境的破坏和对
11、人体健康的损害。激烈抨击了依靠科学技术征服、统治自然的生活方式、发展模式和价值观念。 “如果没有这本书，环境运动将会被延误很长时间，或者现在还没有开始。这本书犹如一道闪电，第一 次使我们时代值得讨论的最重要的问题显露出来。她惊醒的是整个世界。”,2019/10/4,48,1.2 环境问题的定义,由于自然因素或人类活动而使环境发生的不利于人类的变化。,环境问题,2019/10/4,49,过度放牧,滥捕滥杀,藏羚羊,乱砍乱伐,获取资源超过再生能力,2019/10/4,50,排放废弃物超过自净能力,2019/10/4,51,当人类对环境的影响超过一定程度时，即人类向环境索取资源的速度超过了资源再生的
12、速度，或者向环境排放的废弃物的数量超过了环境的自净能力时，就会出现环境问题。,环境问题的产生,2019/10/4,52,1.3 环境问题的发展历史,远古时代 人类主要依赖自然而生活； 对环境的影响较小； 自然界的自发调节作用抵消了许多不利的环境影响 。,2019/10/4,53,农业经济时代 出现了农业和畜牧业，人类改造自然的作用越来越明显； 引起了相应的环境问题 ； 人类被动地接受环境惩罚或逃避环境灾难。 “黄色文明”阶段,2019/10/4,54,工业经济时代 人类生产力得到了突飞猛进的发展； 城市化、产业化进程加快； 环境问题日趋严重，形成两次环境问题高潮 ； 人类逐渐认识环境问题，采取
13、相应环境对策。 “黑色文明”阶段,2019/10/4,55,知识经济时代 科学技术得到了突飞猛进的发展； 环境问题依然十分严峻，对人类的生存和发展仍然构成了极大的威胁； 21世纪的人类面临的十大环境问题。 “绿色文明”阶段,2019/10/4,56,（二）全球环境问题日趋严峻,2019/10/4,57,环境的自净能力：环境对人类生产、生活的排泄物具有的容纳和清除能力。,索取速度,资源本身及其替 代品的再生速度,排放废弃物的数量,自净能力,环境问题,索取速度,恶性循环,排放废弃物的数量,资源本身及其替 代品的再生速度,自净能力,良性循环,可持续发展,说明：并非人类向环境索取资源和排 放废弃物就一
14、定会产生环境问题。,2019/10/4,58,2.1、环境问题产生的原因,资源和环境问题威胁着人类的生存和持续发展,2019/10/4,59,2.2环境问题的类型 （按环境问题的性质）,1、环境污染问题（大气污染、水体污染、土壤污染、生物污染等）2、由环境污染演化而来的问题（酸雨、全球变暖、臭氧层破坏等）3、生态破坏问题（水土流失、森林砍伐、土地荒漠化、生物多样性减少等）4、自然资源衰竭问题（森林、草原、矿产等资源的减少和破坏）,2019/10/4,60,2019/10/4,61,八大公害事件,公害事件(public nuisance events) : 因环境污染造成的在短期内人群大量发病和
15、死亡的事件。,马斯河谷事件（1930 年 12 月 1-5 日）比利时马斯河谷工业区处于狭窄盆地中，12 月 1-5 日发生气温逆转，工厂排出的有害气体在近地层积累，三天后有人发病，一周内有 60 多人死亡。,多诺拉事件（1948 年 10 月 26-31 日）美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇处于河谷，10 月最后一个星期大部地区受反气旋和逆温控制，和持续有雾，使大气污染物在近地层积累。二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素发病者 5911 人，占全镇总人口 43%。死亡 17 人。,2019/10/4,62,洛杉矶光化学烟雾事件40 年代初期美国洛杉矶市全市 250 多万辆汽车每天消耗
16、汽油约 1600 万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。该市临海依山，处于 50 公里长的盆地中，汽车排出的废气在日光作用下，形成以臭氧气为主的光化学烟雾。,伦敦烟雾事件1952 年 12 月 5-8 日英国伦敦市几乎全境为浓雾覆盖，四天中死亡人数较常年同期约多 4000 人，45 岁以上的死亡最多，约为平时 3 倍；1 岁以下死亡的，约为平时 2 倍。事件发生的 1 周中因支气管炎死亡人数的 9.3 倍。,2019/10/4,63,四日市哮喘事件日本四日市 1955 年以来，该市石油冶炼和工业燃油产生的废气，严重污染城市空气。重金属微粒与二氧化硫形成硫酸烟雾 1961 年哮喘病
17、发作，1967 年一些患者不堪忍受痛苦而自杀。1972 年全市共确认哮喘病患者达 817 人，死亡 10 多人。,米糠油事件1968 年 3 月日本北九洲市、爱知县一带生产米糠油时用多氯联苯作脱臭艺中的热载体，由于生产管理不善，混入米糠油中，食用后中毒，患病者超过 1400 人，至七、八月份患病者超过 5000 人，其中 16 人死亡，实际受害者约 13000 人。,2019/10/4,64,水俣病事件1953-1956 年日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食毒鱼后受害，1972 年日本环境厅公布：水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者 283 人，其中 6
18、0 人死亡。,痛痛病事件1955-1972 年日本富山县神通川流域锌、铅冶炼工厂等排放的含镉废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米含镉，居民食含镉稻米和饮用含镉水而中毒，1963 年至 1979 年 3 月共有患者 130 人，其中死亡 81 人。,2019/10/4,65,八十年代两大更严重公害事件,博帕尔毒泄漏 1984年，建于印度博帕尔的美国联合碳化公司农药厂的储罐爆裂，大量剧毒物质甲基异氰酸外泄，受害面积40平方公里，造成3000人死亡，10余万人伤残，为世界公害史上空前大惨案。,切尔诺贝利核泄漏 1986年4月前苏联切尔诺贝利核电站所用的反应堆不是普遍采用的较为安全的
19、轻水堆，在低功率运行状态下进行一项特殊的电力试验，紧急自动停止系统和紧急堆蕊冷却系统都被关闭，在运行人员严重操作失误的情况下，导致了第4号机组在4月26日晨爆炸，火焰高达30米，死亡30余人，造成周围30公里范围内的“死亡区”。,2019/10/4,66,人口问题 1650年5亿人，1810年10亿，1930年20亿，1960年30亿人，1987年50亿人，现在已经超过了60亿，2025年将达80亿人，人口剧增是环境问题的根源所在。,越穷的地方越要生,2019/10/4,67,资源问题 土地资源在不断减少和退化，森林资源在不断缩小，淡水资源出现严重不足，生物物种在减少，某些矿产资源濒临枯竭。,
20、2019/10/4,68,生态破坏 森林减少、土地退化、水土流失、沙漠化、物种消失等等,2019/10/4,69,环境污染 包括大气污染，水污染，土壤污染等,2019/10/4,70,1952年12月5日9日，伦敦出现了历史上最严重的烟雾事件，在雾的初期，伦敦市民感到胸闷、咳嗽、喉痛以至呼吸困难，进而发烧。在浓雾后期，死亡率急剧上升，几天时间内因支气管炎，肺炎等病死亡者达数千人。,大气污染,案例,2019/10/4,71,“痛痛病”和“水俣病”都是在日本发生的工业公害病。这是由于含有镉或汞的工业废水污染了土壤和水源。 “水俣病”是汞中毒，患者由于体内大量积蓄甲基汞而发生脑中枢神经和末捎神经损害
21、，轻者手足麻痹，重者死亡。“痛痛病”是镉中毒，患者手足疼痛，全身各处都很易发生骨折。得这种病的人都一直喊着“痛啊！痛啊！”，直到死去，所以被叫做“痛痛病”。由于普通干电池里都含有这两种有毒元素，所以说电池从生产到废弃，时刻都潜伏着污染。电池的回收势在必行！,痛痛病表现那些环境问题？,水污染和土壤污染,案例,2019/10/4,72,海洋(水体)污染,你知道什么是海洋沙漠吗？,随着工业的发展，大量的废油排入海洋，形成一层薄薄的油膜散布在海洋上。这层油膜能抑制海面的蒸发，阻碍潜热的释放，引起海水温度和海面气温的升高，加剧气温的日、年变化。同时，由于蒸发作用减弱，海面上的空气变得干燥，减弱了海洋对气
22、候的调节作用，使海面上出现类似于沙漠的气候。因而，有人将这种影响称为“海洋沙漠化效应”。,海上沙漠表现了什么环境问题？,2019/10/4,73,1998年，美国西雅图机场的50多名居民不堪忍受机场100分贝以上的噪音，致使精神错乱。上万名工人开始罢工，甚至还冲进波音公司总部，居民手持木棍，铁秋与警察对峙，扬言要砸掉机场，如在一周内问题不能解决就一天烧掉一架飞机。当地居民在体检中，大多发现心血管病、神经系统疾病。,噪音污染,案例,2019/10/4,74,环境污染,指由于人类生产、生活过程中产生有害物质，引起环境质量下降，危害人类健康，影响生物正常生存发展的现象。,2019/10/4,75,2
23、019/10/4,76,（三）21世纪的人类面临的十大环境问题,人口膨胀 地球的承载力是有限的 。 世界： 60亿(1999.10.12) 90亿（2050）； 每年净增人口6000万。 中国： 12.95亿（2000.11.1）； 每年净增人口1000万。,2019/10/4,77,能源危机,世界： 三大化石能源目前占全球使用能源总量的90%; 发达国家消耗量每5-10年翻一翻，2050年基本耗竭。中国： 总储量在世界距第三位； 人均量不到世界平均水平的一半； 煤炭只能开采80年，石油只能开采20年，天然气只能开采30年。,2019/10/4,78,森林面积锐减,世界： 1950年以来全世界
24、的森林已损失过半； 每年的造林面积仅为砍伐面积的1/10左右。 中国： “九五”期末森林覆盖率16.55%，世界平均水平为25%； 人均面积不到世界平均水平的1/10。 危害：水土流失，旱涝灾害增加，气候异常，物种消失，温室效应加剧。,2019/10/4,79,土地严重荒漠化,世界： 荒漠化面积达3500万km2； 现在每分钟就有1公顷土地荒漠化。 中国： 目前荒漠化面积达262万km2，占国土面积的27.3； 以每年2460km2的速度扩展； 每年造成的直接经济损失达540亿元。 危害： 破坏土地资源，气候异常（沙尘暴）,物种消失，使人类、动植物失去生存的家园 。,2019/10/4,80,
25、自然灾害频发,类型： 旱涝、海啸、台风、地震、滑坡、泥石流、地面下沉等。 危害： 1995年全世界造成的经济损失达1800亿美元，导致50多万人死亡。 地面沉降情况： 上海目前的地面沉降速度是1cm/a； 西安20年来地面沉降了1-2m；苏州的地面沉降问题也非常突出。,2019/10/4,81,淡水资源日益枯竭,世界： 淡水量占2.5%, 人类能够利用的淡水约占其11%； 20亿人口淡水资源不足，10亿人饮用水不合卫生要求，每年有1200多万人因水污染致病而死亡。 （水20亿生命之所系） 中国： 全国668个城市（1998年底）中缺水城市达400多个； 人均水资源量仅为世界人均量1/4的。 苏
26、州： 人均水资源量只有全国平均水平的1/4； 部分河流污染严重，太湖呈现了明显的富营养化趋势。,2019/10/4,82,温室效应加剧,温室效应的概念： 温室气体产生的保温作用。 现状及趋势： 温室效应逐渐加剧，地球温度不断升高； 20世纪气温上升了0.3-0.6； 30年后还要上升1.5-4.5。 原因： CO2浓度平衡失调。 主要危害： 气候异常、物种灭绝（200种天）、海平面上升。 海平面上升情况： 在未来的1000-2000年内,海平面将升高7-8米。,2019/10/4,83,臭氧层破坏,臭氧(O3)层概念：地球的保护层。 破坏原因：人类广泛使用和释放氟氯烃CFCs类物质。 现状及趋
27、势：1985年，人类在南极上空首次观察到“臭氧空洞”（2400万平方公里），随后在北极上空也观察到“臭氧空洞”。 主要危害：强烈的紫外线辐射，会损害人和动物的免疫系统，诱发皮肤癌和白内障，破坏地球生态系统。 控制情况：国际，中国。,2019/10/4,84,酸雨出现频繁,概念及形成原因：pH5.6, SO2和NOx排放引起。 现状及趋势：北欧、北美、我国西南地区；贵阳降雨pH值曾低到3.1。 主要危害：水体和土壤酸化，动植物死亡，腐蚀建筑物、铁路和桥梁等设施；我国因酸雨和SO2污染造成的损失，每年达1100多亿元人民币。,2019/10/4,85,污染物排放量剧增,工业生产：排放各种化学废物，
28、包括有毒、有害和危险废物。 农业生产：化肥，农药。 生活污染：生活废水、生活垃圾、白色污染。 直接经济损失：我国的大气和水污染造成的直接经济损失占国内生产总值的4%-8%。,2019/10/4,86,21世纪的人类面临的十大环境问题 警示与反思,（资源短缺、环境污染和生态破坏）警示 反思 新的选择一种新的发展战略：可持续发展战略,环境问题,2019/10/4,87,五、文明与环境关系的演变,1. 早期文明对自然的崇拜,2. 技术文明对自然的征服,2019/10/4,88,不同时期， 人类对环境影响不同，人类对环境问题认识不同,农业时代,科技进步,人口膨胀,大规模开发,全球环境恶化,工业时代,2
29、019/10/4,89,人类文明发展的三个阶段,2019/10/4,90,叶文虎、毛志峰： 人类社会 “三阶段”演化学说 ：,农业文明阶段,工业文明阶段,环境文明阶段,1,2,3,生存,发展,可持续发展,1,2,3,2019/10/4,91,农业文明阶段,工业文明阶段,环境文明阶段,自然资源生产力,自然资源开发量,污染物消纳力,废弃物排放量,生存阶段,发展阶段,可持续发展阶段,人类社会演化三阶段,和双螺旋结构示意图,2019/10/4,92,人类则因破坏和毁灭自然，导致了资源短缺、能量枯竭、环境污染、生态破坏等自己的生存危机 。,人类将自己异化于大自然，以自己为中心，按照自己的尺度和意志对自然
30、界中 的一切事物随意操纵，最终使自然界走向退化毁灭。,2019/10/4,93,人类社会与自然社会的物质流动示意图,2019/10/4,94,3.文明与自然协调的探索(环境伦理),3.1环境科学的先驱,3.1.1 “拯救地球” 马丁.海德格尔,3.1.2 “大地伦理” 莱昂波尔德,3.1.3 “寂静的春天”雷彻尔.卡逊,3.1.4 “敬畏生命” 阿尔贝特.史怀泽,3.1.5 极限处的生存 罗马俱乐部,2019/10/4,95,3.2 新的启蒙,3.2.1 走出“人类中心主义”,3.2.2 利益公正,3.2.3重建游戏规则,3.2.4 唤醒生态意识,2019/10/4,96,思考题,名词解释：环境科学、公害事件简答：当前世界面临的主要环境问题？论述：人类文明与环境的关系？,
