環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1課件

1、環(huán)境保護(hù)專題主講：鄧振山 博士延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院20112年省培計(jì)劃高中生物教師培訓(xùn)2012年8月環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1生物對(duì)污染物在環(huán)境中行為的影響2概述31相關(guān)例證433內(nèi)容污染環(huán)境的生物修復(fù)環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1一、環(huán)境與環(huán)境問題：1 、環(huán)境（Environment）的概念：一般工具書中定義的“環(huán)境”概念：是指人以外的客觀事物。作為環(huán)境科學(xué)術(shù)語的“環(huán)境”概念：影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造的自然因素的總和。 生態(tài)學(xué)中“環(huán)境”的概念：生態(tài)學(xué)研究的中心事物是“生物”，則環(huán)境是以整個(gè)生物界的生命為主體，是“生物生存的環(huán)境”，可定義為：直接或間接影響生物生存和發(fā)展的各種因素的總和。2、環(huán)境問題：

2、環(huán)境問題的概念：指由于人類活動(dòng)作用于人們周圍的環(huán)境所引概 述環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1概 述的環(huán)境質(zhì)量變化，以及這種變化反過來對(duì)人類生產(chǎn)、生活和健康的影響問題。 其實(shí)質(zhì)是由于人類活動(dòng)超出了環(huán)境的承受能力，對(duì)其所賴以生存的自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生了破壞作用，導(dǎo)致人與其生存環(huán)境的不協(xié)調(diào)。 環(huán)境問題的分類環(huán)境污染生態(tài)破壞 重大的環(huán)境問題溫室效應(yīng)和氣候變暖臭氧層的破壞 酸雨 荒漠化擴(kuò)展 物種滅絕和物種消失環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)11.1 CO2排放與全球變暖的關(guān)系CO2等溫室氣體，具有對(duì)紅外長波輻射的單向閉鎖作用。隨著工業(yè)的發(fā)展，大量CO2排入大氣層，致使地表熱量難以向高空散射，從而導(dǎo)致溫室效應(yīng)，全球氣溫逐年變暖。近20

3、0年來，地球大氣中CO2濃度提高了25%，約為353ppm；至2050年，CO2濃度將提高到560ppm，全球氣溫將上升5.6。1. 全 球 變 暖環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1煙塵、粉塵污染煙霧中的城市小 煉 油CO2排放與全球變暖環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)11.2 全球變暖的危害和冰川加速融化，從而使海平全球變暖將會(huì)導(dǎo)致海水熱膨脹面上升。全球約91%的冰在南極，由于氣溫的升高，每年約有40億t冰山融化；厄爾尼諾是赤道太平洋東部和中部海水出現(xiàn)大范圍異常偏暖，且持續(xù)6個(gè)月以上的一種氣候、海洋現(xiàn)象；科學(xué)家們普遍認(rèn)為，厄爾尼諾、拉尼娜等重大氣象災(zāi)害，與全球變暖直接相關(guān)；海平面的上升，將使沿海城市與低地國家遭受滅頂之災(zāi)。環(huán)境保護(hù)

4、培訓(xùn)1 臭氧層破壞的危害1）對(duì)人體健康的影響：破壞DNA，皮膚病，白內(nèi)障等2）對(duì)陸生植物的影響：產(chǎn)量和質(zhì)量下降，間接影響3）對(duì)材料的影響：加速老化4）對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的影響：降低生產(chǎn)力，影響幼體（如圖）環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1臭氧層破壞對(duì)人類健康的影響環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1酸雨污染致使魚類死亡環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1受酸雨腐蝕的水稻環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1圖 受酸雨腐蝕的自由女神像環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)12.1 地 球 水 環(huán) 境地球表面70%以上被水覆蓋，其中海水約占97.3%，淡水僅有約2.7%；人類賴以生存的淡水，約77.2%分布于兩極冰蓋及陸地冰川，約22.4%分布于地下，而江、河、湖泊淡水，僅占全球淡水總量的0.4%左右。全球總水量

5、約14億km3，可供人類利用的淡水量僅有9000km3左右；中國水資源總量28萬億m3，居世界第6位；中國人均水資源占有量2300m3，為世界人均占有量的25%，屬世界上13個(gè)貧水國家之一；環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)12.2 水 體 污 染 源生活污水含有大量有機(jī)物、懸浮物及N、P等營養(yǎng)物質(zhì)。其中COD約300-500mg/l、BOD5約150-300mg/l；（醫(yī)院污水含有大量致病菌群）；工業(yè)廢水成分復(fù)雜，或含有高濃度有機(jī)物（如造紙、食品工業(yè)廢水）、或含重金屬離子（如Cr、Cd、Hg等）、或含有毒有害物質(zhì)（如CN、As、F及苯、酚、醇、醛、酮等）、或含放射性物質(zhì)、或含油類及酸堿等；農(nóng)業(yè)排水含有N、P、K等

6、營養(yǎng)物質(zhì)及多種農(nóng)藥成分；事故污染如油泄漏、有毒有害物質(zhì)泄漏等；環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)12.3 中國水污染現(xiàn)狀中國廢污水年排放總量約620億t，其中工業(yè)廢水占66%、生活污水占34%；中國約700條大中河流，共約10萬km河段的一半以上受到污染，有10%的河段遭受嚴(yán)重污染；中國三河污染嚴(yán)重（淮河、海河、遼河）、三湖嚴(yán)重富營養(yǎng)化（太湖、巢湖、滇池）、一海赤潮泛濫（渤海）；長江、黃河、珠江、松花江均遭受不同程度污染；中國90%城市的水域受到污染，約有3億城市居民面臨水體污染的世界環(huán)境問題；據(jù)推算，中國因水體污染年經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)400多億元；環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1荒 漠 化沙 進(jìn) 人 退森 林 砍 伐消失的文明高昌古城環(huán)

7、境保護(hù)培訓(xùn)13 全球及中國的荒漠化全球荒漠化面積達(dá)3600萬km2，并且還以每年6-10萬km2的面積擴(kuò)展；全球4大沙漠撒哈拉大沙漠、阿拉伯大沙漠、維多利亞大沙漠及塔克拉瑪干大沙漠；世界上荒漠化最嚴(yán)重的地方是非洲的蘇丹薩赫勒地區(qū)；中國現(xiàn)有荒漠化土地160萬km2，約為國土面積的1/6，每年還以2000km2面積加速擴(kuò)展；中國的4大沙漠塔克拉瑪干大沙漠、庫爾班通古沙漠、巴旦吉林沙漠及騰格里沙漠；環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)14.1 物種滅絕和消失的原因森林銳減、濕地退化、荒漠?dāng)U展等，嚴(yán)重破壞了生物的生存環(huán)境；地球生態(tài)環(huán)境的逐年加速惡化，是物種滅絕和消失的根本原因；環(huán)境污染直接傷害生物，其“三致”作用可導(dǎo)致物種變

8、異和滅絕；人類的濫捕、濫獵、濫采、濫挖，也是導(dǎo)致瀕危物種減少直至消失的重要原因；重大的天象變化及自然災(zāi)害，也會(huì)導(dǎo)致物種滅絕和消失；環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)14.2 全球物種狀況生物系指地球上所有的植物、動(dòng)物、微生物及其所構(gòu)成的綜合體；生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性；地球38億年進(jìn)化以來，物種總數(shù)達(dá)500萬種左右；現(xiàn)代全球有記錄和命名的物種約170萬種，其中6%在寒帶、59%在溫帶、35%在熱帶；目前全球每天約有50個(gè)物種滅絕或消失，每年滅絕和消失的物種高達(dá)12萬種；每滅絕一個(gè)物種，由于食物鏈的相關(guān)作用，往往會(huì)有1030個(gè)物種消失；20世紀(jì)已有約20%物種滅絕或消失，預(yù)計(jì)至2050年將

9、有25%以上的物種滅絕或消失；環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)15.1 自然資源分類與特征不可再生資源；可再生資源；自然資源特征稀缺性區(qū)域性多用性整體性環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)15.2 能 源 的 分 類燃料性能源煤炭、石油、天然氣、沼氣、氫氣等；過程性能源太陽能、風(fēng)能、水能、潮汐能、地?zé)崮?、（核能）等；地外能源、地?nèi)能源、運(yùn)動(dòng)能源；可再生能源、不可再生能源；一次能源、二次能源；清潔能源、非清潔能源；環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)15.3 能 源 危 機(jī) 據(jù)聯(lián)合國環(huán)境署（UNEP）預(yù)測(cè)，若以20世紀(jì)末世界能源消耗水平推算全球石油儲(chǔ)量僅可支持46年；全球煤炭可開采205年；全球天然氣可開采67年；這些礦物燃料在全球的分布很不均衡，因此，區(qū)域性的

10、能源危機(jī)會(huì)降臨的更早！環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)15.4中國能源可持續(xù)利用行動(dòng)制定國家、地方的能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)綜合規(guī)劃；實(shí)現(xiàn)年節(jié)能效率2.2%；促進(jìn)煤炭開采加工方式向環(huán)境無害化方向轉(zhuǎn)變；提高可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例發(fā)展水電容量8000萬KW；太陽能利用達(dá)到200300萬t標(biāo)煤/a；風(fēng)力發(fā)電達(dá)到20萬KW；地?zé)崂眠_(dá)80萬t標(biāo)煤/a；提高生物質(zhì)能利用率；環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1 1、生物質(zhì)能與沼氣（1）生物質(zhì)能。生物體直接或間接吸收太陽能并不斷進(jìn)行轉(zhuǎn)化，成為維持生命活動(dòng)的能源，就是生物質(zhì)能。通常作能源消耗掉的生物質(zhì)能，包括薪柴、木炭、農(nóng)副產(chǎn)品的下腳料或廢棄物（如谷殼、甘蔗渣、秸桿）、能源樹、雜草、人畜糞便，以及上述

11、物質(zhì)經(jīng)過一定的工藝過程而制成的醇類、沼氣等。環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1（1）優(yōu)點(diǎn)：潔凈；取之不盡（2）缺點(diǎn)：分散、間歇、能量密度不高，風(fēng)力不均勻（3）風(fēng)能利用的環(huán)境影響：噪聲；風(fēng)車布置不當(dāng)時(shí)，也會(huì)影響景觀，甚至造成鳥類撞擊傷亡而破壞生態(tài)平衡。巨型風(fēng)車會(huì)因槳葉強(qiáng)度不夠，或受颶風(fēng)襲擊，部件外拋造成事故等。這些情況均需加以周密考慮。風(fēng)能2環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)13 海洋能海洋能波浪能海洋溫差能潮流能鹽濃度梯度中的能量環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)14 地?zé)崮芪鞑匮虬司責(zé)岚l(fā)電廠環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)11 地?zé)岬膩碓磁c分類 地?zé)嵴羝堑叵滤谀撤N地質(zhì)條件下受地?zé)岬淖饔枚a(chǎn)生的(見圖

12、94)。2 地?zé)岚l(fā)電站 截至2001年底，全世界地?zé)岚l(fā)電站約有300座，總裝機(jī)容量接近1104MW，分布在20多個(gè)國家，其中美國占40。 3 地?zé)岚l(fā)電與環(huán)境 應(yīng)用地?zé)岚l(fā)電對(duì)環(huán)境的影響有下述幾方面： （1）地?zé)嵴羝臏囟群蛪毫Χ疾蝗缁鹆Πl(fā)電站高，因此地?zé)崂寐实?，象蓋塞斯老發(fā)電機(jī)組的熱效率只有14.3，以致冷卻水用量多于普通電站，熱污染也比較嚴(yán)重。 （2）地?zé)犭娬疽部衫美鋮s塔將余熱釋放到大氣中，以避免上述的熱污染。 （3）從冷卻塔排出的廢蒸汽和廢水產(chǎn)可能含有H2S等有毒氣體，應(yīng)予重視并及時(shí)加以處理，以免污染廠區(qū)附近的空氣。 （4）地?zé)釋儆谠偕容^慢的一種資源。環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1（2）沼氣。它是利用

13、城市垃圾、污水、污泥、人畜糞便、莊稼秸桿、雜草等廢棄物經(jīng)好氧分解和厭氧分解二個(gè)階段而得到的混合氣體。沼氣的熱值視其中甲烷的含量而定，一般為（22.6)107J/m3。環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1環(huán)境污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為環(huán)境生物效應(yīng)：指各種環(huán)境因素變化而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變異的結(jié)果。 環(huán)境化學(xué)效應(yīng)：在多種環(huán)境條件的影響下，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)所引起的環(huán)境效果。如：酸雨、光化學(xué)煙霧等。 環(huán)境物理效應(yīng)：物理作用引起的環(huán)境效果。如熱污染、噪聲污染等。環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1生物對(duì)污染物在環(huán)境中行為的影響1、生物污染（Biological Pollution）： 環(huán)境中的病原微生物（Pathogenic Microorganism

14、）例如：沙門氏菌、霍亂弧菌、腸道病毒等 水體的富營養(yǎng)化（Eutrophication）概念：指大量的氮磷等營養(yǎng)元素物質(zhì)進(jìn)入水體，使水中藻類等浮游生物旺盛增殖，從而破壞水體的生態(tài)平衡的現(xiàn)象。不良后果： 微生物代謝產(chǎn)物產(chǎn)生的污染硫化氫酸性礦水硝酸和亞硝酸 微生物毒素 指微生物在其生長、代謝過程中所產(chǎn)生的毒素，可污染食品和環(huán)境，危害人類健康。如黃曲霉毒素、葡萄球菌腸毒素、藻類毒素等。環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1生物對(duì)污染物在環(huán)境中行為的影響1、金屬的生物轉(zhuǎn)化 金屬的毒性影響因素：金屬的濃度、金屬的存在狀態(tài)例如，六價(jià)鉻比三價(jià)鉻毒得多；甲基汞的毒性比其他的汞化合物毒性大得多；有機(jī)錫比無機(jī)錫毒，有機(jī)錫中的烷基錫比芳香基

15、錫毒，烷基錫中三烷基又比其他烷基錫毒。 金屬的微生物轉(zhuǎn)化微生物對(duì)金屬的毒性轉(zhuǎn)化，主要是氧化還原和甲基化作用。 重金屬生物轉(zhuǎn)化的環(huán)境效應(yīng):微生物通過分泌作用或呼吸作用排出形成的有機(jī)金屬化合物，是微生物具有的一種對(duì)有毒金屬解毒方式；但被排出的金屬化合物，可能比其原形態(tài)對(duì)高等生物具更大的危害性。另一方面，微生物可將化合態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)化還原為單質(zhì)形式，這種轉(zhuǎn)移方式可暫時(shí)或永久地將金屬從生物接觸的環(huán)境中清除出去。環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1污染環(huán)境的生物修復(fù)1、 生物修復(fù)的概念及其原理： 生物修復(fù)（Bioremediation）指利用生物將土壤、地表及地下水或海洋中的危險(xiǎn)性污染物現(xiàn)場(chǎng)去除或降解的工程技術(shù)系統(tǒng)。 生物修復(fù)

16、的基本指導(dǎo)思想 凈化速度緩慢由于三方面的原因生物修復(fù)技術(shù)系統(tǒng)中添加氮、磷等營養(yǎng)鹽接種、馴化高效菌自然條件下DO不足營養(yǎng)鹽缺乏高效菌生長緩慢供氧快速去除污染物環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1污染環(huán)境的生物修復(fù)1、 生物修復(fù)的概念及其原理： 生物修復(fù)（Bioremediation）指利用生物將土壤、地表及地下水或海洋中的危險(xiǎn)性污染物現(xiàn)場(chǎng)去除或降解的工程技術(shù)系統(tǒng)。 生物修復(fù)的基本指導(dǎo)思想 凈化速度緩慢由于三方面的原因生物修復(fù)技術(shù)系統(tǒng)中添加氮、磷等營養(yǎng)鹽接種、馴化高效菌自然條件下DO不足營養(yǎng)鹽缺乏高效菌生長緩慢供氧快速去除污染物環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1污染環(huán)境的生物修復(fù)2、 生物修復(fù)技術(shù)的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：投資費(fèi)用省，對(duì)環(huán)境影響小，能

17、有效降低污染物濃度，適用于在其他技術(shù)難以應(yīng)用的場(chǎng)地，而且能同時(shí)處理受污染的土壤和地下水。 局限性：需對(duì)具體地點(diǎn)的狀況和污染物進(jìn)行詳細(xì)而昂貴的考察，微生物活性受溫度和其他環(huán)境條件的影響，某些情況下，生物修復(fù)不能去除全部的污染物。 環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1污染環(huán)境的生物修復(fù)3、微生物修復(fù)及其原理 微生物修復(fù)的生物類型土著微生物：環(huán)境中固有的微生物外來微生物：需大量接種的高效菌基因工程菌（GEM） 微生物修復(fù)的影響因素營養(yǎng)鹽：需添加氮、磷營養(yǎng)元素 電子受體：可通過對(duì)土壤鼓氣或添加產(chǎn)氧劑的方式來提供DO作為有機(jī)物降解的電子受體；此外，硝酸根、硫酸根、鐵離子也可作為有機(jī)物降解的電子受體。 共代謝基質(zhì) 污染現(xiàn)場(chǎng)和土

18、壤特性：環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1污染環(huán)境的生物修復(fù)3、微生物修復(fù)及其原理土壤特性影響污染物和微生物的相對(duì)活性，最終影響生物修復(fù)的速度和程度。有毒有機(jī)污染物的物理化學(xué)性質(zhì)。4、植物修復(fù)（Photoremediation） 植物修復(fù)的特點(diǎn)可同時(shí)去除有機(jī)污染物和重金屬、放射性核素，適用于大面積、低污染的位點(diǎn)。 植物修復(fù)金屬污染的方式 植物固定指利用植物和其他一些添加物使環(huán)境中的金屬流動(dòng)性降低，生物可利用性下降，降低金屬對(duì)生物的毒性。該法只是暫時(shí)將金屬固定，并沒有徹底去除環(huán)境中的金屬。環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1污染環(huán)境的生物修復(fù)植物揮發(fā)指利用植物和其他一些添加物使環(huán)境中的金屬流動(dòng)性降低，生物可利用性下降，降低金屬對(duì)生物的毒性。該法只是暫時(shí)將金屬固定，并沒有徹底去除環(huán)境中的金屬。指植物將污染物吸收到體內(nèi)后又將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)，釋放到大氣中。該法只適用于揮發(fā)性污染物。 植物吸收指利用能耐受并可過量積累金屬的植物吸收環(huán)境中的金屬離子，將它們輸送并貯存在植物體的地上部分。需要選擇能耐受并可過量積累金屬的植物種類。環(huán)境保護(hù)培訓(xùn)1污染環(huán)境的生物修復(fù) 植物修復(fù)去除有機(jī)污染物的機(jī)理 植物