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1、环境科学与工程概论全册 配套最完整精品课件1 环境科学与工程概论 可持续发展与清洁生产 第一节 清洁生产概述 第二节 清洁生产与可持续发展 第三节 清洁生产发展状况 本章知识点 第一节 清洁生产概述 第二节 清洁生产与可持续发展 第三节 清洁生产发展状况 本章知识点 一、清洁生产概念 二、清洁生产的意义 三、清洁生产的目标 四、清洁生产的内容 五、清洁生产的理论 第一节 清洁生产概述 一、清洁生产概念 1996年联合国环境署对清洁生产的概念定义如下： 清洁生产是指将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、 产品和服务中，以期增加生态效率并减少对人类和环境的风险。 对生产，清洁生产包括节约原材料，

2、淘汰有毒原材料，减 降所有废物的数量和毒性。 对于产品，清洁生产战略旨在减少从原材料的提炼到产品 的最终处置的全生命周期的不利影响。 对服务，要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。 一、清洁生产概念 中国21世纪议程对清洁生产的定义是： 清洁生产是指既可满足人们的需要，又可合理使用自然 资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施。 实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管 理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之 中。 二、清洁生产的意义 实践证明，沿用以大量消耗资源和粗放经营为特征的传统 模式，经济发展正愈来愈深地陷入资源短缺和环境污染的两大 困境： 一是传统的发展模式不

3、仅造成了环境的极大破坏，而且浪 费了大量的资源，加速了自然资源的耗竭，使发展难以持久； 二是以末端治理为主的工业污染控制政策忽视了全过程污 染控制，不能从根本上消除污染。而清洁生产恰能较好地解决 这两方面的问题，具有以下显著优点。 二、清洁生产的意义 （一）清洁生产一方面用节能、降耗、减污和降低生产成 本，改善产品质量，提高企业的经济效益，增强企业的市场竞 争力。另一方面，可大大减少末端治理的污染负荷，节省大量 环保投入（一次性投资和设施运行费），提高企业防治污染的 积极性和自觉性。 二、清洁生产的意义 （二）清洁生产可以最大限度地利用资源和能源，通过循 环或重复利用，使原材料最大限度地转化为

4、产品，把污染消灭 在生产过程之中。 通过改进设备或改变燃烧方式，进一步提高能源的利用率，既可 减少污染物的产生量与排放量，又可节约资源与能源，用较少的 投入获得较大的收益，具有显著的经济效益。 二、清洁生产的意义 （三）清洁生产可以避免和减少末端治理的不彻底而造成 的二次污染。 因为清洁生产采用了大量的源头削减措施，既可减少含有毒成分 原料的使用量，又可提高原材料的转化率，减少物料流失和污染 物的产生量及排放量，因此而减少二次污染的机会。 二、清洁生产的意义 （四）清洁生产可最大限度地替代有毒的产品、有毒的原 材料和能源，替代排污量大的工艺和设备，改进操作技术和管 理方式，从而改善工人的劳动条

5、件和工作环境，提高工人的劳 动积极性和工作效率。 （五）清洁生产可改善工业企业与环境管理部门间的关系， 解决环境与经济相割裂的矛盾。 三、清洁生产的目标 对于产品，清洁生产意味着减降产品从原材料使用到最终 处置的全生命周期有不利影响的能源，取消使用有毒原材料， 在生产过程排放废物之前减降废物的数量和毒性。因此，企业 实施清洁生产，就是使用清洁的原、辅材料，通过清洁的工艺 过程，生产出清洁的产品，清洁生产谋求达到两个目标： 三、清洁生产的目标 （1）通过资源的综合利用、短缺资源的代用、二次能源的 利用，以及各种节能、降耗、节水措施，合理利用自然资源， 减缓资源的耗竭。 （2）减少废料与污染物的生

6、成和排放，促进工业产品的生 成、消费过程与环境相容，降低整个工业活动对人类和环境的 风险。 四、清洁生产的内容 1 清洁的能源 2 清洁的生产过程 3 清洁的产品 四、清洁生产的内容 （一）清洁的能源 1、常规能源的清洁利用，如采用洁净煤技术，逐步提高液 体燃料、天然气的使用比例； 2、可再生能源的利用，如水力资源的充分开发和利用； 3、新能源的开发，如太阳能、生物质能、风能、潮汐能、 地热能的开发和利用； 4、各种节能技术和措施等，如在能耗大的化工行业采用热 电联产技术，提高能源利用率。 四、清洁生产的内容 太阳能的利用 （一）清洁的能源 四、清洁生产的内容 （一）清洁的能源 四、清洁生产的

7、内容 （一）清洁的能源 四、清洁生产的内容 （一）清洁的能源 四、清洁生产的内容 （二）清洁的生产过程 1、尽量少用、不用有毒有害的原料，这就需要在工艺设计中充 分考虑； 2、无毒、无害的中间产品； 3、减少或消除生产过程的各种危险性因素，如高温、高压、低 温、低压、易燃、易爆、强噪声、强震动等。 4、少废、无废的工艺； 5、高效的设备； 6、物料的再循环(厂内、厂外)； 7、简便、可靠的操作和控制； 8、完善的管理等等。 四、清洁生产的内容 （三）清洁的产品 1、节约原料和能源，少用昂贵和稀缺原料，利用二次资源作原 料； 2、产品在使用过程中以及使用后不含有危害人体健康和生态环 境的因素；

8、3、易于回收、复用和再生； 4、合理包装； 5、合理的使用功能(以及具有节能、节水、降低躁声的功能)和 合理的使用寿命； 6、产品报废后易处理、易降解等。 四、清洁生产的内容 （三）清洁的产品 丰田发布使用锂电池的新型概念车 四、清洁生产的内容 （三）清洁的产品 酒精作燃料的飞机 五、清洁生产的理论 （一）废物与资源转化理论（物质平衡理论） 在生产过程中，产生的废物越多，则原料（资源）消耗 越大，废料是由原料转化而来。清洁生产使废物最小化，其 实质在于原料（资源）得到了最有效利用。生产中的废物具 有多功能特性，一种生产过程中产生的废物可作为另一种生 产过程中的原料（资源），资源与废物是一个相对

9、的概念。 清洁生产最好地体现了资源利用最大化，废物产生最小化， 环境污染无害化。 五、清洁生产的理论 （二）最优化理论 清洁生产实际上是求解满足生产特定条件下使其物料消 耗最少，而使产品产出率最高的问题。此问题的理论基础是 数学的最优化理论。很多情况下，废物最小量化可表示为目 标函数，而清洁生产则是求它在约束条件下的最优解。 五、清洁生产的理论 （三）社会化大生产理论 马克思主义认为，用最少的劳动消耗，生产出最多的满 足社会需要的产品，是社会主义建设的最高准则。马克思曾 预言：机器的改良，使那些在原有形式上本来不能利用的物 质获得一种在新的生产中可以利用的形式，科学的进步，特 别是化学的进步，

10、发现了那些废物的有用性。当今社会化大 生产和科学进步，为清洁生产提供了必要的条件。 第一节 清洁生产概述 第二节 清洁生产与可持续发展 第三节 清洁生产发展状况 本章知识点 一、清洁生产与可持续发展 二、实施清洁生产的途径、方法与步骤 第二节 清洁生产与可持续发展 一、清洁生产与可持续发展 一、清洁生产与可持续发展 一、清洁生产与可持续发展 可持续发展的定义：人既要满足当代人的需求，又不威 胁后代人，满足其需求的发展。即人类在相当长一段时间内， 在不破坏资源和环境承载能力的条件下，使自然、经济、社 会的复合系统得到协调发展 持续发展的理论使工业发达国家逐渐认识到人类应该适 应增长和发展的需要，

11、改变对资源和环境进行掠夺式的传统 发展模式，向不超出资源和环境承载能力的可持续发展模式 转变。 一、清洁生产与可持续发展 可持续发展的初步成果： 一、人与生物圈计划 1970 年联合国教科文组织通过了“人与生物圈计划”以来，已 有100多个国家和地区参加了这项计划。20多年来，先后有10000多 名科学家直接参加了研究工作，研究课题数超过1000项。世界各国建 立的具有不同代表性的生物圈保护区已经有200多个，形成了一个全 球性的生物圈保护网。 一、清洁生产与可持续发展 可持续发展的初步成果： 二、绿色浪潮 绿色产品：就是不仅产品本身的质量要符合环境、卫生和健康标 准，其生产、使用和处理过程也

12、要符合环境标准，即不会造成污染， 也不会破坏环境。 绿色行动：许多国家的政府和公众为保护环境采取了一系列行动， 使人类社会进入了以“保护环境，崇尚自然，促进可持续的发展”为 核心的“绿色时代” 一、清洁生产与可持续发展 可持续发展的初步成果： 三、国土治理与绿色造林工程 到1995年，70%以上的耕地得到了有效保护，综合治理沙漠 3759万公顷，全国森林面积达134亿公顷，建立了14处各类国家 级海洋自然保护区 一、清洁生产与可持续发展 可持续发展的初步成果： 四、环境污染治理取得阶段性成果 “九五”期间，我国确定的“三河”（淮河、辽河、海河）、 “三湖”（太湖、滇池、巢湖）、“两区”（酸雨控

13、制区和二氧化硫 控制区）、“一市”（北京市）污染防治工作全面启动 五、生态环境建设步伐加快，生态建设的合理布局逐步形成 六、人口数量得到控制，素质不断提高 一、清洁生产与可持续发展 清洁生产给人们以全新的概念，即把工业生产污染预防 纳入可持续发展战略的高度；可持续发展理论成为清洁生产 的理论基础，清洁生产是可持续发展理论的实践，以保证环 境和经济协调发展。 一、清洁生产与可持续发展 清洁生产谋求在工业生产过程中和产品设计过程中，防 止污染空气、水和土壤，减少废弃物，以减少对人类的危害。 清洁生产也是一种认识世界的哲学思想，一般认为，伴 随经济增长必然产生污染，但必须将污染控制在一种相对能 接受

14、的水平。经济发展要考虑到自然生态环境的长期承载能 力，使环境和资源既能满足经济发展目标的需要，又能满足 人民生活的需要，既满足当代人的需要，又足以支持后代人 的潜在需求。因此，清洁生产是可持续发展的必然方案。 二、实施清洁生产的途径、方法与步骤 （一）可持续的生产 （二）资源的合理开发与利用 （三）清洁生产的意识形成与技术推广 （四）实施清洁生产的政策体系 （五）工业生产过程的清洁生产 清洁生产包括清洁的能源、清洁的生产过程和清洁的产品，是可持续发 展的重大战略行动，是一项复杂的系统工程。 二、实施清洁生产的途径、方法与步骤 （一）可持续的生产 1、可持续生产的概念 可持续的生产是物质资料的生

15、产、人类自身的生产和环境生 产相互适应、相互平衡的生产。 物质资料的生产、人类自身的生产和环境的生产相互适应的 理论对于指导我国这样一个人口众多、生态环境破坏严重的国家 实施可持续发展战略具有重要的理论意义。 二、实施清洁生产的途径、方法与步骤 （一）可持续的生产 2、可持续生产与可持续发展的关系 三种生产的协调是实现区域可持续发展的一个重要前提。 协调需要具体的操作，协调操作就需要有能正确指导操作的理论、 准则、方法和技术。要使三种生产的运行关系从不和谐转变为和 谐，关键在于协调三种生产之间的联系方式和内容，以确保整个 系统的和谐运行，要协调各个生产环节内部运行的目标和机制， 以保证三种生产

16、的发展和三种生产之间的正确联系。 二、实施清洁生产的途径、方法与步骤 （一）可持续的生产 2、可持续生产与可持续发展的关系 （1）加强环境管理 深化环境影响评价制度是加强环境管理的重要方面。环境 影响评价是对人类社会行为通过三种生产可能对环境造成的影响 进行预测，然后在此基础上去评价它们对三种生产和谐运行的贡 献（正负、大小），并据此对人类的社会行为进行调整。 二、实施清洁生产的途径、方法与步骤 （一）可持续的生产 2、可持续生产与可持续发展的关系 （2）开展环境建设 根据三种生产理论，应该开展环境建设。具体来说就是调配 人力资源和资金的投向，保证环境建设的投入。环境建设不同于 传统的第一、第

17、二、第三产业，它的根本任务不是为人的生产这 个环节提供生活资料，而是协调三种生产之间的关系，保证环境 能源源不断地提供生活资料和生产资料，进而从根本上去解决人 类社会发展不可持续性的一个重大的基本措施。 二、实施清洁生产的途径、方法与步骤 （一）可持续的生产 2、可持续生产与可持续发展的关系 （3）协同社会行为 人类的社会行为由政府行为、市场行为和公众行为组成，其 中政府行为处于主导地位。政府可以把属于自己的各种手段结合 成一个系统的整体行为，去提高公众的可持续发展意识，从而去 调控人口的增长，改变单纯追求物质享受的消费观念和消费方式， 并在注意向物质生产投放人力资源的同时，注意向环境生产投放

18、 人力资源，等等。 二、实施清洁生产的途径、方法与步骤 （二）资源的合理开发与利用 资源的合理开发、持续利用是可持续发展的前 提。为了实现资源的综合利用，首先要正确鉴别原 材料，列出目前和将来能用的组成部分，制订将其 转变为产品的方案。 1、实行跨行业协作 2、减少环境污染 3、二次资源综合利用 二、实施清洁生产的途径、方法与步骤 （三）清洁生产的意识形成与技术推广 1、清洁生产意识培育 要深入有效地推行清洁生产，使不同层次的管 理者，特别是企业的高层管理者了解清洁生产，认 识到清洁生产对于企业节约成本、提高企业在市场 上的竞争力，树立良好环境保护形象的重要作用至 关重要。 二、实施清洁生产的

19、途径、方法与步骤 （三）清洁生产的意识形成与技术推广 2、清洁生产技术推广 清洁生产是一种思想，是高层次的、覆盖面非常 广的，体现在工业布局、国民经济计划、经济发展 方针和产业政策等诸多方面。为了对清洁生产提供 强有力的技术支持，加强清洁生产技术的研发，促 进清洁生产技术的扩散非常重要。企业是清洁生产 的主体，像环境保护一样，要真正把清洁生产从一 种战略变为企业的实践，必须要各方面的通力合作， 广大企业的积极参与，甚至是全民的自觉行动。 二、实施清洁生产的途径、方法与步骤 （四）实施清洁生产的政策体系 1、明确机构组织和实施主体 2、建立完善的政策体系 （1）支持企业推行清洁生产，财政给予必要

20、的资金保障和 倾斜。 （2）对于推行清洁生产的企业，在税收减免方面给予优惠。 （3）对推行清洁生产的企业，实行加速折旧制度，刺激企 业的技术改造和运用新技术、新设备向清洁生产发展，促 进企业推行清洁生产。 （4）创建清洁生产的市场机制，培育清洁生产的需求市场。 3、将推行清洁生产纳入法制轨道 二、实施清洁生产的途径、方法与步骤 （五）工业生产过程的清洁生产 1、源削减 （1）改进产品设计、调整产品结构。 （2）用无害或少害的物料，不产生或少产生污 染物。 （3）改革工艺和设备，开发全新流程。 （4）加强管理。 二、实施清洁生产的途径、方法与步骤 （五）工业生产过程的清洁生产 2、废物循环利用，

21、建立生产闭合圈 （1）将流失的物料回收后作为原料返回流程中； （2）将生产过程中产生的废料经适当处理后作 为原料或替代物返回生产流程中； （3）将生产过程中生成的废料经适当处理后作 为其他生产过程的原料回用或作为副产品回收。 二、实施清洁生产的途径、方法与步骤 （五）工业生产过程的清洁生产 3、发展环保技术，搞好末端治理 （1）必须清浊分流，减少处理量，有利于组织 再循环； （2）必须开展综合利用，从排放物中回收有用 物质； （3）必须进行适当的预处理和减量化处理。 第一节 清洁生产概述 第二节 清洁生产与可持续发展 第三节 清洁生产发展状况 本章知识点 一、国际清洁生产的发展概况 二、我国清

22、洁生产的发展概况 第三节 清洁生产发展状况 一、国际清洁生产的发展概况 1976年欧共体提出了开发“少废无废技术”的概念 1979年欧共体宣布推行清洁生产的政策。同年通过了关于少废无废 工艺和废料利用的宣言 美国国会于1984年通过了资源保护与恢复法一固体及有害废物修正 案，其中明确规定:废物最少化即在可行的部位将有害废物尽可能地削 减和消除是美国的一项国策。 1988年秋，荷兰以美国环保局的废物最少化机会评价手册为蓝本， 编写了荷兰手册。荷兰手册又经欧洲预防性环保手段(PREPARE)工作 组作了进一步修改，编成PREPARE防止废物和排放物手册，并译 成英文，广泛应用于欧洲工业界。 一、国

23、际清洁生产的发展概况 1989年联合国环境规划署工业与环境计划活动中心 根据UNEP理事会会议的决议，制订了清洁生产计 划,在全球范围内推行清洁生产。 1990年9月在英国坎特伯雷举办了“首届促进清洁生 产高级研讨会” 1998年在汉城制订和签署了清洁生产国际宣言 二、中国清洁生产的发展概况 80年代： “ 三统一方针” 、工业污染防治中的一些预防 思路与提法 1992年：首次推出“ 中国清洁生产行动计划” 1993年：第二次全国工业污染防治会议确定了清洁生产 在我国工业污染防治中的作用与地位 1994年设立“ 开展清洁生产和生产绿色产品”这一方案 领域 1994年：国务院通过 中国21世纪议

24、程 ， 把推行清 洁生产列入可持续发展战略与重大行动计划中（优先实施的 重点领域） 二、中国清洁生产的发展概况 1996年：国务院颁布 关于环境保护若干问题的决定 明确规定在改造和新建企业要采用清洁生产工艺 1997年：国家环保局制定并发布 关于推行清洁生产的 若干意见 1999年：发布 关于实施清洁生产示范试点的通知 2003年月日起施行 ：第九届全国人大代表常务委员 会第二十八次会议通过了 中华人民共和国清洁生产促进 法 国家重点行业清洁生产技术导向目录 二、中国清洁生产的发展概况 2004年8月16日：国家发展改革委、国家环保总局发布 清洁生产审核暂行办法 2005年12月，国家环保总局

25、文件（重点企业） 重点企 业清洁生产审核程序的规定 2007年9月21日辽宁省重点企业强制性清洁生产审核实 施细则 2012年2月29日修改 中华人民共和国清洁生产促进 法， 7月1日施行 环境科学与工程概论 食品与环境学院 张议文 办公室：D05-414 1、教材 杨志峰、刘静玲编著. 环境科学概论. 高等教育出版社, 2010年 2、主要参考书 郭怀成、陆根法编著. 环境科学基础教程（第二版）. 中国环境科学出版社, 2003年 王岩、陈宜俍编著. 环境科学概论. 化学工业出版社, 2010年 Eldon D. Enger , Bradley F. Smith. 环境科学：交叉关系学科（第

26、十版）. 清 华大学出版社 教材和参考书 第一课 绪论 一、地球的圈层构造 二、环境与环境问题 三、环境科学与环境工程学 四、中国环境保护发展历程 本章知识点 一、地球的圈层构造 二、环境与环境问题 三、环境科学与环境工程学 四、中国环境保护发展历程 本章知识点 一、地球的圈层构造 一、地球的圈层构造 外部圈层概念组成意义 大气圈包裹地球的气体 层 气体和悬浮物质， 主要成分是氮和氧 是地球生命生存的 基础条件 水圈地球表层水体构 成的连续但不规 则的圈层 海洋水、陆地水、 大气水等 人类关系最密切 生物圈地球表层生物及 其生存环境的总 称 生物及其生存环境生物圈与大气圈、 水圈和岩石圈相互

27、渗透、相互影响 一、地球的圈层构造 地球表层是最适宜的人居环境 1.太阳辐射 2.地表固液气体并存，互相接触，渗透，相互作用强烈。 3.地表进行着复杂的能量和物质的交换和循环。 4.地表是影响地球的内力和外力作用最强烈的地方，产生着各 种自然现象，气候变化，特殊的地质和地貌。 一、地球的圈层构造 雷切尔卡逊 （ Rachel Carson，1907年1964年） 一、地球的圈层构造 二、环境与环境问题 三、环境科学与环境工程学 四、中国环境保护发展历程 本章知识点 环 二、环境与环境问题 1、广义的概念 定义一个物系，物系之外的相关物称之为环境 环境的概念 主体 环境 所关注的事物或 研究对象

28、 主体所存在的空 间及该空间中诸 事物的总和 2、狭义的概念 中心事物是人类，以人类为主体的外部世界，即 人类生存、繁衍所必须的相适应的环境，或物质 条件的综合体。 自然环境 人工环境 环境的概念 二、环境与环境问题 3、中华人民共和国环境保护法所称 环境 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。 环境的概念 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。 二、环境与环境问题 环境的分类 环 境 生物环境 物理环境 化学环境 人类环境 生物环境 地质环境 星际环境 聚落环境 地理环境 自然环境 社会环境

29、主 体 范 围 要 素 性 质 二、环境与环境问题 二、环境与环境问题 什么是环境问题？ 广义：由自然力或人力引起生态平衡破坏，最后 直接或间接影响人类的生存和发展的一切客观存 在的问题。 狭义：由于人类的生产和生活活动，使自然生态 系统失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一 切问题。 二、环境与环境问题 环境问题 不合理开发利用 自然资源，超出 环境承载力，使 生态环境质量恶 化或资源枯竭 城市化和工业化 高速发展引起的 环境污染和破坏 原生或第一环境问题 次生或第二环境问题 二、环境与环境问题 对立统一的关系环境问题 二、环境与环境问题 环 境 问 题 产 生 的 判 据 环境污染物总量

30、环境容量 无 污染问题 环境污染物总量 环境容量 产生 污染问题 二、环境与环境问题 工业革命工业革命 2020世纪世纪3030年代年代 7070年代末年代末 如如 今今 萌芽阶段萌芽阶段 恶化阶段恶化阶段 第一次第一次 高高 潮潮 二、环境与环境问题 1930年年12月月 马斯河谷烟雾事件马斯河谷烟雾事件 1948年年10月月 多诺拉烟雾事件多诺拉烟雾事件 1952-1962年年 伦敦烟雾事件伦敦烟雾事件 1936年年 洛杉矶光化学烟雾事件洛杉矶光化学烟雾事件 1953-1956年年 水俣事件水俣事件 1931-1972年年 富山事件富山事件 1955年年 四日时间四日时间 1968年年 米

31、糠油事件米糠油事件 震惊世界的公害事件震惊世界的公害事件 二、环境与环境问题 马斯河谷烟雾事件 1930年12月，比利时马斯河谷工业区。 硫酸厂、冶炼厂、炼焦厂等排放SO2、SO3等有害 气体强烈刺激人体呼吸道，造成60人死亡，数千人患呼 吸道疾病。 工厂的废气排放是巨大的污染源 二、环境与环境问题 伦敦烟雾事件 1952，英国伦敦，大气中煤烟、 SO2，Fe2O3粉尘 浓度高，久积不散。居民呼吸困难，咳嗽、头疼、呕吐 、死亡人数达4000人，受害者10000余人。 二、环境与环境问题 二、环境与环境问题 二、环境与环境问题 二、环境与环境问题 当前重大环境问题 全球性环境问题 全球气候变暖；

32、臭氧层破坏；大面积酸雨；淡水资源枯竭 区域性环境问题 生物多样性锐减；土壤退化及沙漠化；森林面积锐减 突发性严重污染事故 海上溢油事故；核电站泄漏事故；农药泄漏事故；油库爆炸事故 卫星图片，南极上空2000年9月的臭氧层空洞面积达到2830万平方公里 黄河山东滨州段干枯 对棕榈油不断上升的需求导致婆罗洲大片热带雨林的消失殆尽， 从而对野生动物的栖息地和生存环境造成威胁。图片中拍摄的 是沙捞越热带雨林中的梯田和田间小路。 石油泄露 寄生着的海洋生物 Paracitise 森林覆盖 (timberland) 珊瑚礁珊瑚礁(coral reef) 一、地球的圈层构造 二、环境与环境问题 三、环境科学

33、与环境工程学 四、中国环境保护发展历程 本章知识点 酝酿于20世纪60年代， 集成于20世纪70年代 环境科学是以“人类环境”系统 为其特定的研究对象，研究该系统 的发生和发展、调节和控制，以及 改造和利用的科学 环境科学是一门新兴的综合性的边 缘科学 三、环境科学与环境工程学 环境科学 环境科学 环 境 地 学 环 境 化 学 环 境 生 物 环 境 物 理 环 境 工 程 环 境 医 学 环 境 管 理 环 境 法 学 环 境 经 济 规 划 评 价 环境工程学的定义 运用环境科学、工程学和其他有关学科的理论和方法，研 究保护和合理利用自然资源，控制和防治环境污染，以改 善环境质量，使人们

34、得以健康和舒适的生存。 环境工程学的任务 J 既要保护环境，使其免受和消除人类活动对它的有害影响 J 又要 环境工程学 环境工程学是在人类保护和改善生存环境并同环境污染作斗争的过程中逐步形成的环境工程学是在人类保护和改善生存环境并同环境污染作斗争的过程中逐步形成的 其它污染控制工程 水污染控制工程 大气污染控制工程 环境工程学 12 3 4 5 6 三、环境科学与环境工程学 1、水质净化与水污染控制工程 研究预防和治理水体污染，保护和改善水环境质量，合理利 用水资源以及提供不同用途和要求用水的工艺技术和工程措施。 2、大气污染控制工程 研究预防和控制大气污染，保护和改善大气质量的工程技术措施

35、3、固体废弃物处理与处置与管理工程 研究城市垃圾、工业废渣、放射性及其它有毒有害固体废弃物的处 理、处置和回收利用资源化等的工艺技术措施。 环境工程学 的主要内容 三、环境科学与环境工程学 4、噪声、振动与其它公害防治技术 研究声音、振动、电磁辐射等对人类的影响及消除这些影响的技术 途径和控制措施。 5、环境规划、管理和环境系统工程 研究利用系统工程的原理和方法，对区域性的环境问题和防治技术 措施进行整体的系统分析，进行合理的环境规划、运行和管理。 6、环境监测与环境质量评价 研究环境中污染物的性质、成份、来源、含量和分布状态、变化趋 势以及对环境的影响，对环境质量进行定量的判定、解释和预测。

36、 环境工程学 的主要内容 一、地球的圈层构造 二、环境与环境问题 三、环境科学与环境工程学 四、中国环境保护发展历程 本章知识点 四、中国环境保护发展历程 一、中国环保事业的起步（19731978年） 1973年 周恩来总理 第一次全国环境保护会议 “全面规划、合理布局、综合利用、化害为利、依靠群众、大家动手、 保护环境、造福人民” 四、中国环境保护发展历程 二、改革开放时期环保事业的发展（19791992年） （一）第二次全国环境保护会议的历史贡献 1“三同步”、“三统一”战略方针的提出 2确定了符合国情的三大环境政策 3提出了到20世纪末的环保战略目标 （二）环境保护是我国的一项基本国策

37、四、中国环境保护发展历程 二、改革开放时期环保事业的发展（19791992年） （三）我国环保政策、法规体系已初步形成 环保法律体系： 环境保护其他规章 环境保护行政法 宪法 环境保 护基本 法 环境保护单行法 环境保护部门规章 环保地方法规及政府规章 环境标准 环境保护基本法 四、中国环境保护发展历程 二、改革开放时期环保事业的发展（19791992年） （四）第三次全国环境保护会议的历史贡献 1提出努力开拓有中国特色的环境保护道路 2总结确定了有中国特色的环境管理制度 四、中国环境保护发展历程 三、可持续发展时代的中国环境保护（1992年以后） （一）世界已进入可持续发展时代 1国际贸易中

38、的环境原则 2工业生产发展的环境原则 3经济决策中的环境原则 四、中国环境保护发展历程 三、可持续发展时代的中国环境保护（1992年以后） （二）第四次全国环境保护会议 1历史贡献 “九五”期间全国主要污染物排放总量控制计划。 中国跨世纪绿色工程规划。 2. 国务院作出了目标明确、重点突出、可操作性强的决定 （三）中央人口资源环境工作座谈会 四、中国环境保护发展历程 四、现阶段环境保护工作 中华人民共和国环境保护法（自2015年1月1日起施行） 第一章 总则 第一条 为保护和改善环境，防治污染和其他公害，保障公众健康，推进生态文 明建设，促进经济社会可持续发展，制定本法。 第二条 本法所称环境

39、，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、湿地、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。 第三条 本法适用于中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域。 第四条 保护环境是国家的基本国策。 国家采取有利于节约和循环利用资源、保护和改善环境、促进人与自然和谐的 经济、技术政策和措施，使经济社会发展与环境保护相协调。 四、中国环境保护发展历程 四、现阶段环境保护工作 中华人民共和国环境保护法（自2015年1月1日起施行） 第五条 环境保护坚持保护优先、预防为主、综合治理、公众参与、损害担责的

40、原则。 第六条 一切单位和个人都有保护环境的义务。 地方各级人民政府应当对本行政区域的环境质量负责。 企业事业单位和其他生产经营者应当防止、减少环境污染和生态破坏，对所造成的损害依 法承担责任。 公民应当增强环境保护意识，采取低碳、节俭的生活方式，自觉履行环境保护义务。 第七条 国家支持环境保护科学技术研究、开发和应用，鼓励环境保护产业发展，促进环 境保护信息化建设，提高环境保护科学技术水平。 第八条 各级人民政府应当加大保护和改善环境、防治污染和其他公害的财政投入，提高财 政资金的使用效益。 环境科学与工程概论 食品与环境学院 张议文 办公室：D05-414 第二课 生态与环境 2-1、生态

41、系统的基本概念 2-2、生态平衡及环境破坏 2-3、生物多样性的保护 本章知识点 2-1、生态系统的基本概念 2-2、生态平衡及环境破坏 2-3、生物多样性的保护 本章知识点 一、生态学 二、生态系统 2-1 生态系统的基本概念 一、生态学 定义 生态学（Ecology）：德国生物学家Haeckel于1869年最早 提出。 “自然界的经济学” 马世骏：研究生物与环境之间的相互关系及其作用机理的 科学。 生物植物、动物、微生物 一、生态学 定义 经典定义为：研究生物有机体与其栖息地环境之间相互 作用的科学。 “环境”是非生物环境（温度、水等）和生物环境（对 有机体的、来自其他有机体的任何影响）的

42、结合体。 一、生态学 发展阶段 （一）生物学分支学科阶段 20世纪60年代以前，生态学隶属于生物学的一个分支学科。 植物生态学、动物生态学、微生物生态学 个体生态学、种群生态学、生态系统生态学 （二）综合性学科阶段 成为独立的一级学科，定性与定量相结合，宏观和微观相结合。 数学生态学、化学生态学、人类生态学 重点研究领域：全球变化 ；生物多样性；可持续的生态系统 一、生态学 研究意义 恩格斯：我们不要过分陶醉 于我们对自然的胜利，对于 每一次的胜利，自然界都报 复了我们。每一次胜利在第 一步都确实取得了我们预期 的结果，但是在第二步和第 三步都有了完全不同的出乎 意料的影响，常常把第一个 结果

43、给取消了。 必须依赖于生态学原理和方 法才能使维护人类赖以生存 的环境和持续利用各种资源 成为可能。 二、生态系统 定义 生态系统（ecological system, ecosystem）是指 一定的时间和空间范围内，生物（一个或多个生 物群落）与非生物环境通过能量流动和物质循环 所形成的一个相互联系、相互作用并具有自动调 节机制的自然整体。 二、生态系统 组成成分 生态系统 非生物部分 生物部分 能源：太阳能，其他能源 气候：光照，温度，降水，风等 基质和介质：岩石，土壤，水，空气等 物质代谢原料 CO2、H20、O2、N2 无机盐（矿物质原料） 碳水化合物、蛋白质、脂肪等 （连接生物和非

44、生物部分的有机物） 生产者：绿色植物、光合细菌、化能细菌等 消费者 食草动物：一级消费者 食肉动物：二级、三级、四级消费者 杂食动物：碎屑消费者、腐食消费者 分解者：微生物、原生动物、小型无脊椎动物 二、生态系统 结构 （一）形态结构 生态系统的生物种类、种群数量、 种的空间配置和时间变化等 森林生态系统空间分布的分层现象 二、生态系统 结构 （一）形态结构 生态系统的生物种类、种群数量、 种的空间配置和时间变化等 二、生态系统 结构 （二）营养结构 生态系统各组成部分之间，通过营养联系构成了生态系统的营养结构。 生产者 （绿色植物） 有机物 捕食 消费者 （动物） 分解者 （细菌、真菌） 残

45、枝败叶 有机物 尸体、粪便 有机物 无机环境 非生物 能量 无机物 二、生态系统 类型 生态系统 陆地生态系统 水生生态系统 淡水生态系统 海洋生态系统 环境中的 水体状况 二、生态系统 类型 生态系统 自然生态系统 原始森林 沙漠 半自然生态系统 养殖湖泊 农田 人工生态系统城市 人为干预的 程度 二、生态系统 功能 生态系统的主要功能表现在能量流动、物质循 环和信息联系。 食物链（网）和营养级是实现这些功能的保证。 二、生态系统 食物链 1、捕食性食物链 以生产者为基础 植物食草动物食肉动物 二、生态系统 食物链 2、腐食性食物链 以动植物遗体为基础 初级生产者的生产量高、转化效率低的生态

46、系统中，以腐食链为主。 在森林中,90%的净生产是以食物的碎屑方式作为消耗品，如落叶和 枯木等作为食物。 植物遗体蚯蚓线虫类节肢动物 二、生态系统 食物链 3、寄生性食物链 以小生物寄生于大生物的身上，并以大生物的营养为生构成的一种食 物链。这类食物链中生物成员有自大到小的趋势。 大豆被菟丝子寄生 猪（或马）被蛔虫寄生 棉铃虫被赤眼蜂寄生 哺乳类跳蚤螨类原生动物 二、生态系统 食物网 生态系统的食物链交织在一 起，成为网状，形成食物网。 二、生态系统 营养级 营养级：食物链上的各个环节 生产者第一营养级 一级消费者第二营养级 依次为第三、第四营养级 食物链的长度不是无限制的，最多4-5级 由于

47、食物链的复杂性，同一生物也可能隶属于不同 营养级 二、生态系统 营养级 能量金字塔： 低位营养级是高营养级的营养 及能量的供应者，低位营养级 仅有10%左右能被上一营养级 利用。 6CO2+ 12H2O C6H12O6+ 6O2+ 6H2O 光能光能 叶绿素叶绿素 生态系统的能源来自太阳。 能量流动：食物链把绿色植物（光合细菌）固定的太阳能经 过摄食的有序环节，使一种形式的化学能转化为另一种形式 化学能。 食物链本质上是生态系统的能流途径，也是绿色植物固定的 能量通过生态系统不断释放所经过的途径。 二、生态系统 能量流动 能量在流动过程中由一种形式转变成另一种形式，既不会消 失，也不会增加 能

48、量的传递是从能量高到能量低的方向进行的 二、生态系统 能量流动 二、生态系统 物质循环 各种元素在环境中都存在一个或多个贮库 假设：一定时间内，与元素在贮库中的数量相比，从贮库向外释放元素的速 度可以忽略不计 物质在库与库之间的转移，就是物质流动 物质流动构成的循环，称为物质循环 141 碳循环，碳在全球各储库间的储量及通量（IPCC, 2006） 工业革命以来，大气中碳 总量增加了165 GtC，表层 海水碳总量增加了18 GtC， 增加了2%，深层海水中增 加了0.3%。 二、生态系统 信息联系 在生态系统的各组成部分之间及各组成部分的内部，存在着各种形式 的信息，以此把生态系统联系成为一

49、个统一的整体。 1、营养信息 通过营养交换的形式，把信息从一个种群传递到另一个种群，或从一 个个体传递到另一个个体，即称为营养信息。食物链（网）即是一个 营养信息系统。 2、化学信息 生物在某些特定条件下，或某个生长发育阶段，分解出某些特殊的化 学物质。这些分泌物不是对生物提供营养，而是在生物的个体或种群 之间起着某种信息的传递作用，即构成了化学信息。 二、生态系统 信息联系 3、物理信息 鸟鸣、兽吼、颜色、光等构成了生态系统的物理信息。 鸟鸣、兽吼：惊慌、安全、恫吓、警告、嫌恶、有无食物和要求配偶 昆虫根据花的颜色判断花蜜的有无 鱼类在水中长期适应于把光作为食物的信息 4、行为信息 有些动物可以通过自己的各种行为方式向同伴发出识别、威吓、求偶 和挑战等信息 燕子在求偶时，雄燕在空中围绕雌燕做出特殊的飞行姿式 蜜蜂在发现蜂蜜时，以舞蹈动作“告诉”其他蜜蜂去采蜜 2-1、生态系统的基本概念 2-2、生态平衡及环境破坏 2-3、生物多样性的保护 本章知识点 一、生态平衡的概念 某生态系统： 各组成成分在较长时间内保持相对协调，物质和能量的输入输出 接近相等，结构与功能长期处于稳定状态 在外来干扰下，能通过自我调节恢复到最初的稳定状态 这种状态可称为生态平衡。 相对平衡 动态平衡 二、保持生态平衡的因素 生态系统本身具有自动调节的能力 森林害虫大规模发生会发生什么？ 生态系统的自我调