地球環(huán)境科學(xué)第十一章

地球環(huán)境科學(xué)第十一章第一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日一、引言從綠色革命到綠色科技

20世紀(jì)60年代“綠色革命”的結(jié)果：農(nóng)作物高產(chǎn)高產(chǎn)水稻品種化肥大量使用烈性農(nóng)藥水土污染、肥力降低水荒第二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日1987年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會發(fā)表了著名的《布倫特蘭報告》(BrundtlandReport)

可持續(xù)發(fā)展：“在滿足當(dāng)代人需要的同時，不損害人類后代的滿足其自身需要的能力?！钡谌?，共三十八頁，編輯于2023年，星期日導(dǎo)致1.

1992年巴西里約聯(lián)合國環(huán)發(fā)大會將清潔生產(chǎn)納入“廿一議程”，各國政府首腦會議;導(dǎo)致2.

環(huán)境科學(xué)思維的劃時代轉(zhuǎn)變：從單純的環(huán)境防護(hù)到可持續(xù)發(fā)展，到原子經(jīng)濟(jì)性，從源頭上控制污染物來源。第四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日二、從綠色化學(xué)角度重新審視傳統(tǒng)概念

《資源》傳統(tǒng)：生產(chǎn)資料或生活資料的天然來源，包含礦產(chǎn)資源、能源、水資源、生物資源、土壤和大氣資源。綠色化學(xué)：“資源也是廢棄物、污染物的來源。”第五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日《污染物》傳統(tǒng)：指人類直接或間接的生產(chǎn)活動產(chǎn)生的導(dǎo)致破壞生物資源、危害人體健康、降低大氣、水土使用量的那部分物質(zhì)。綠色化學(xué)：污染物是尚待利用的寶貴資源與能源，每一個垃圾場都是一個資源和能源的富礦。第六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日“綠色科技”承擔(dān)著完成這個轉(zhuǎn)變的任務(wù)。

回收1300萬噸垃圾/年150萬噸可利用廢料有機廢料Au、Ag、Cu（純度99．9%）沼氣第七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日資源評價：以礦床評價為例

傳統(tǒng)的要領(lǐng)是：礦床的儲量、品位、礦床形態(tài)、深度是礦床評價的基本因素。綠色科技的角度來看：還是要考慮，可綜合利用的元素，暫時不可利用的有害、有用和無害元素的種類和數(shù)量以及它們作為開采廢棄物對環(huán)境的破壞程度。中國礦產(chǎn)資源的分布和開發(fā)問題。第八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日礦渣、脈石中元素的綜合利用：進(jìn)步與代價新疆的小煤窯；塞里木湖的污染；攀枝花的鉻鐵礦；銅陵銅礦第九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日工程決策的科學(xué)性和必要性

扭轉(zhuǎn)“北煤南運”

1966年—1987年長江以南小型煤礦產(chǎn)量達(dá)1億噸，1993年發(fā)現(xiàn)為了保證長江以南中小城市環(huán)境質(zhì)量控制在國家二級標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，必須將硫品位控制在職1.32%以下?！澳纤闭{(diào)”與扭轉(zhuǎn)“南糧北調(diào)”第十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日第十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日第十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日第十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日大煉鋼鐵、大躍進(jìn)西部大開發(fā)

了解自然資源現(xiàn)狀，開發(fā)石油天然氣，把整個西部變成中國的國家公園，保護(hù)生態(tài)、退耕還林、退耕還草，宜林則林、宜草則草，西部開發(fā)需要綠色化學(xué)的保障。第十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日三、環(huán)境代價：人類活動在南極的歷史記錄第十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日第十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日1.大氣溫室氣體的濃度變化1850年的280ppm上升到1998年的365ppm.第十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日南極CH4濃度變化

表.法爾茲半島不同環(huán)境近地面大氣CH4濃度觀測結(jié)果（1999年與2000年夏季）觀測區(qū)域樣品數(shù)CH4濃度范圍（ppbv）CH4濃度均值（ppbv）標(biāo)準(zhǔn)偏差（ppbv）退潮海藻帶82373~20202119.6122.7企鵝活動區(qū)191836~24832077.5157.7人類活動區(qū)231835~20922016.785.0內(nèi)陸無人區(qū)141727~18351778.452.4苔蘚植被區(qū)541550~18351719.630.1地衣植被區(qū)101651~17721720.838.3

第十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日南極N2O濃度變化第十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日2.南極臭氧洞的變化

南極哈雷灣站觀測的10月份平均氣柱O3總量第二十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日1970年的一天，保羅·格森教授發(fā)現(xiàn)肥料和超音速飛機釋放的氮氧化物可能對臭氧層造成破壞。他的研究提醒人類開始關(guān)注頭頂上那根本看不著的臭氧層的變化。4年后，羅蘭德和簡·莫里納教授也證實了氟里昂在大氣中分裂并釋放出破壞臭氧層的氯原子，滅火劑中的哈龍也在破壞臭氧層。這3位科學(xué)家因發(fā)現(xiàn)了危及人類生存的重大問題，而獲得1995年的諾貝爾化學(xué)獎。第二十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日變化的原因

大氣動力學(xué)太陽黑子活動NO2+O3→NO3+O2人類活動（汽車、噴氣式飛機尾氣、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)）NOX（NO、NO2、N2O）O+NO2→NO+O2O3+NO→NO2+O2

總反應(yīng)：O+O3→2O2第二十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日氟里昂的使用Farman（1985)提出氯催化化學(xué)反應(yīng)能破壞南極O3層：Cl+O3→ClO+O2ClO+NO→NO2+ClO+NO2→NO+O2O+O3→2O2

第二十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日南極O3和N2O濃度關(guān)系

南極1999南極2000第二十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日3.過去3000年糞土中Pb的歷史記錄

第二十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日過去2000年Hg的歷史記錄與人類文明海豹毛中的Hg第二十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日海豹毛中的Hg&Se拮抗關(guān)系

海豹毛海豹糞土第二十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日湖泊沉積的210Pb、137Cs定年與沉積速率表15-5南極阿德雷島湖泊沉積物中210Pb、137Cs的含量深度（cm）210Pb（Bq/Kg）226Ra（Bq/Kg）137Cs（Bq/Kg）Y2湖G湖Y2湖G湖Y2湖G湖0.0-1.075.10169.2026.0046.5024.2040.301.0-2.076.90186.6046.8052.8026.6063.902.0-3.0124.30127.4039.6043.1025.1032.503.0-4.064.10154.8030.2049.2027.30

4.0-5.0121.0067.3037.9032.6040.80

5.0-6.0112.2045.0036.7037.6037.40

6.0-7.079.4034.5022.2038.2034.40

7.0-8.074.8046.1023.3046.5025.70

8.0-9.0130.80/36.20/45.90

9.0-10.0109.2048.4035.8046.1035.80

10.0-11.097.00

35.80

51.10

11.0-12.0186.90

46.90

48.20

12.0-13.074.90

31.70

58.30

13.0-14.074.60

61.00

51.90

14.0-15.075.00

27.40

32.70

引自孫立廣等（2001）第二十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日Pb-210定年第二十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日Cs-137定年第三十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日有機難降解農(nóng)藥在冰緣沉積物中的分布

NRX第三十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日第三十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日4.南極站區(qū)的污染狀態(tài)

(1)能源問題

第三十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日第三十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日第三十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期日(2)運載系