环境科学概论第一章绪论第一节环境、环境问题和环境科学的产生1．环境（Environment）1.1 什么是环境环境，就词义而言，是指周围的事物，环境总是相对于某一个主体而言，从这一角度上讲，环境是一个相对的概念，它会随着―主体‖的变化而改变。

―环境‖一词，作为一个专门术语，同样会随着学科的不同而具有不同的含义。

例如，对于生态学，由生态学的经典定义：―研究生物之间及其生物和环境之间相互关系的科学‖，不难看出生态学中的环境是相对于生物这一主体而言的外部世界，它包括光照、水分、土壤，温度、地形地貌等。

什么是环境科学中的环境？对于伴随着20世纪50年代前后―环境问题‖，更确切地说是―环境污染问题‖的第一次高潮的出现而逐渐发展起来，并逐渐扩大其研究内容的环境科学来说，其主体是人类。

环境科学中的―环境‖的定义应该是以人为主体的外部世界的全部。

这里的外部世界包括人类已经认识到的，直接或间接影响人类生存与发展的周围事物。

它包括非生物环境（Physical environment）（大气环境、水环境、土壤环境），也包括生物环境（Biological environment）。

1.2 与环境密切相关的概念(1) 生态（Ecology）1866年德国博物学家E. Haeckel在《普通生物形态学》》中的最经典的定义：―研究生物之间及其生物和环境之间相互关系的科学‖，1972年现代著名生态学家E.P.Odum在《生态学基础》中的定义：―生态学为研究自然界的构造和功能的科学‖。

当前，生态一词也越来越多地被作为一个修饰词而广泛应用，这时它更多地强调的是：生物系统（包括人类）与环境系统之间的一种和谐关系。

生态保护、生态平衡、生态运动、生态经济、生态工业、生态文明等。

如：生态工业强调的是工业这种人类的行为应与环境相协调，而应该不向环境排入过量的污染物。

(2) 自然资源（Natural resources）自然资源的定义人们引用较多的是联合国环境规划署UNEP (United Nations Environmental Programme) 给出的定义：在一定时间、地点条件下能够发生经济价值，以提高人类当前和未来福利的自然环境因素和条件。

自然资源和自然环境的区别：自然资源是自然环境的一个子集，自然资源只是自然环境中对人类生活和生存有用的部分。

被污染的环境、火山环境应该不能说是自然资源。

自然资源的分类按照能否被耗尽分为：可耗竭资源和不可耗竭资源。

如石油和阳光。

根据再生能力分为：可再生资源和不可再生资源。

可再生资源：指可借助生长、繁殖或自然循环而不断地更新的自然资源，包括生物资源、水资源和土壤资源（有的文献也将土壤资源称为半可再生资源）。

不可再生资源：指在对人类有意义的时间尺度内不能在再生，其形成过程远远大于被人类消耗的过程。

主要包括化石能源、金属和非金属。

2．环境问题（Environmental Issue）与环境科学所谓环境问题是指由于人类活动作用于人们周围的环境所引起的环境质量变化，这种变化反过来对人类的生产、生活和健康产生不利的影响。

环境问题：污染性环境问题（大气污染、水污染、土壤污染等）和非污染性环境问题（森林面积锐减、土地退化和荒漠化、生物多样性减少等）2.1 环境问题的两次高潮1、环境问题的第一次高潮（1950—1980）：特点是局部环境问题20世纪中叶前后，震惊世界的环境污染（Environmental pollution）（在日本称为环境公害）事件接连发生，其标志是发生在这一段时间内的―八大公害事件‖，标志着环境问题第一次高潮的出现。

―八大公害‖事件（1）伦敦烟雾事件（2）洛杉矶光化学烟雾事件（3）马斯河谷烟雾事件（4）多诺拉烟雾事件（5）四日事件（6）水俣甲基汞事件（7）富山锌污染骨痛事件（8）米糠油多氯联苯事件伦敦烟雾事件：时间:1952年12月主要污染物: SO2,烟尘危害:5天内4000人死亡原因:SO2与烟尘作用生成H2SO4，吸入肺部形成条件:工厂多、雾天、逆温天气几大重大事件（1）1962年，美国海洋科学家R. Carson （卡尔逊）《Silent Spring》《寂静的春天》。

（2）1972年6月5日-16日在瑞典斯德哥尔摩举行了第一次人类环境会议。

会议通过了划时代的历史性文献《人类环境宣言》（Declaration on Human Environment），即斯德哥尔摩宣言。

如果将今天的的时代称为―具有强烈环境意识的时代‖，第一次人类环境会议便是这个时代的里程碑。

（3）《Limit to Growth》《增长的极限》罗马俱乐部于1972年发表了其年度研究报告《增长的极限》。

该报告一针见血地指出环境所面临的危机和人类社会在自身发展中面临的困境，使得人类不得不对发展中的人类与环境的关系重新进行思考。

2、环境问题的第二次高潮（80年代中期—）进入20世纪80年代中期，环境问题除了以前人们所主要关注的局部或叫地区性环境污染（如水域污染、城市大气污染）以外，又有了新的变化。

（1）发达国家已基本解决了其本土范围内的地区性局部环境污染问题与生态破坏问题，而广大的发展中国家正面临着逐渐严重的区域性局部环境污染和生态破坏问题；举例：日本的大气、海湾环境的完全好转；美国的―黑沙尘暴‖问题的解决；中国的城市大气，湖泊水污染的日益严重。

（2）全球性和区域性环境问题开始受到重视A全球性大气环境污染问题：温室效应加剧与全球变暖、臭氧层耗损、酸沉降;B非污染性环境问题：森林面积锐减、生物多样性减少、土地荒漠化;C突发性、灾难性环境污染事件(1984年12月印度博帕尔农药（异氰酸甲酯）泄露事件;1986年4月26日前苏联的乌克兰切尔诺贝利核电站泄露);D化学品的污染及越境转移联合国环境与发展大会1992年6月3日至4日，联合国在巴西里约热内卢举行―联合国环境与发展大会‖。

183个国家的代表团的代表出席了会议，102位国家元首或政府首脑亲自与会。

与1972年旨在唤醒人们环境意识的斯德哥尔摩人类环境会议相比，这次会议不但提高了对环境问题认识的广度和深度，而且把环境问题与经济、社会发展结合起来，树立了环境与发展相互协调的观点，提出了未来发展的正确道路，被普遍接受的"可持续发展战略"。

几个重要文件:A环境与发展方面国家和国际行动的指导性文件《里约环境与发展宣言》;B 21世纪在环境问题上战略行动的文件《二十一世纪议程》《21 Agenda》；C旨防止全球气温变暖的《气候变化框架公约》;D推动保护生物多样性的《生物多样性公约》20世纪全人类共同保护地球环境的三大宣言一、1972年，《人类环境宣言》二、1982年，《内罗毕宣言》为了纪念联合国人类环境会议10周年，促使世界环境的好转，国际社会成员国于1982年5月10日至18日在内罗毕召开了人类环境特别会议，并通过了《内罗毕宣言》。

在充分肯定了《斯德哥尔摩人类环境宣言》的基础上，针对世界环境出现的新问题，提出了一些各国应共同遵守的新的原则。

三、1992年，《里约环境与发展宣言》世界首次"环境与发展大会"宣言两次高潮的比较一、影响的空间范围不同:第一次高潮主要在西方国家（工业化发达国家）、局部性的小范围的环境问题;第二次全球性的大范围的乃至全球性的环境问题和资源耗竭，发达和发展中国家都受到影响。

二、关注影响对象的不同:第一次对人体健康状况的影响；第二次不只以上，更关注对社会经济发展的影响第2节环境科学（Environmental Sciences）内容、分科和发展2.1环境科学的形成、发展与分科环境科学，或叫环境研究（Environmental Study）是一个新兴的、以人类-环境系统为研究对象的学科领域或研究领域，现阶段其学科体系尚不定型。

这里以环境科学的发展为线索，介绍环境科学的形成和分科。

1、第一阶段或叫第一类环境学科分支从已有的传统学科中分化出来，以专门研究环境问题的某一个侧面为目的的学科分支。

20世纪50年代，许多西方发达国家遭受到了严重的环境污染问题，因而明确提出了environmental pollution 和环境公害的新概念，用以概括和反映人类与环境关系的失调，并将其作为专门的研究领域加以研究，以试图解决环境污染问题。

2、第二阶段或叫第二类环境学科分支以整个―人类—环境系统‖为研究对象，强调综合，形成了不属于旧的传统学科，仅为环境科学、环境研究所特有的学科研究领域。

这些新的研究领域虽然也同样应用了传统学科的一些手段和方法，但是，它们已明显不同于以上那些直接从传统学科中分化出来的学科分支，而是以解决某一环境问题，以评价、规划和管理人类—环境系统的最佳方案为目的发展起来的。

例如环境质量评价学、环境系统分析、环境规划管理等。

它们已不再属于某一传统学科，而具有很强的综合性。

2.2 环境科学的特点A．综合性和交叉性:综合性和交叉性是环境科学的最大特征。

涉及到自然科学、社会科学和工程科学，是一个由多学科到跨学科的庞大科学体系。

它的建立是从传统学科中经过分化、重组、综合和创新的过程形成的，具有很强的综合性。

B．学科的新兴性和不定型性:一般认为环境科学从诞生至今也就是50年的历史，因此，对于环境科学的学科体系给以明确的回答还有一定的困难，环境科学还属于一个年轻、蓬勃发展的学科和研究领域。

2.3 环境科学的任务环境科学的任务在于揭示人类与环境相互作用的基本规律。

人类与环境构成了一对矛盾，环科的任务就是揭示这对矛盾的实质，研究二者之间的辨证关系，掌握其发展规律，调控二者之间物质、能量与信息的交换过程，寻求解决矛盾的途径和方法，以求人类-环境系统的协调和可持续发展。

第二章大气环境及污染问题第一节大气的结构和组成1.1 大气垂直结构根据大气在垂直方向上温度和化学成分的变化，可将大气圈分五层: (第14页，图2-1)1. 对流层：是大气的最低层，其厚度随纬度和季节而变化, 该层的特点：A．温度随高度升高而递减，大约每上升100米，温度降低0.6度。

B．由于近地面空气受地面辐射的影响而增温膨胀上升，上层冷空气下降，所以在垂直方向上形成强烈对流；C．密度大，占大气总质量的3/4；D．主要的天气现象均发生在该层。

在对流层中，因受地表的影响不同，又可分为两层。

（1）摩擦层或边界层：1-2 km以下，受地表机械、热力作用强烈。

排入大气的污染物绝大部分活动在该层。

因此是环境科学重点研究的气层。

（2）自由大气层：在1-2km以上，受地表影响变小，主要的天气过程如雨、雪的形成均出现在此层。

对流层是与人类关系最为密切的大气气层。

2．平流层:对流层顶到约50km的大气层。

（1）同温层：在平流层下层，30-35 km以下，，温度随高度降低变化较小，气温趋于稳定。