中學(xué)骨干教師環(huán)境科學(xué)培訓(xùn)大綱課件

環(huán)境科學(xué)知識(shí)講座1第一講：21世紀(jì)人類的達(dá)摩克利斯懸劍

——嚴(yán)重的環(huán)境問題全球變暖臭氧層破壞酸雨肆虐水體污染荒漠化擴(kuò)展物種滅絕和物種消失21.全球變暖31.1CO2排放與全球變暖的關(guān)系CO2等溫室氣體，具有對(duì)紅外長(zhǎng)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200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℃。41.2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(guó)家遭受滅頂之災(zāi)。51.3控制全球變暖對(duì)策1992年在巴西召開的聯(lián)合國(guó)環(huán)發(fā)大會(huì)上，180個(gè)國(guó)家簽署了《全球氣候變化框架條約》。為阻止全球繼續(xù)變暖，各國(guó)均需大量削減CO2等溫室氣體的排放?！毒┒甲h定書》是2019年12月由160個(gè)國(guó)家在日本京都召開的聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約第三次締約方大會(huì)上通過的。該議定書規(guī)定，在2019年至2019年期間，發(fā)達(dá)國(guó)家的溫室氣體排放量要在1990年的基礎(chǔ)上平均削減5．2％，其中美國(guó)削減7％，歐盟8％，日本6％。2019年3月，歐盟批準(zhǔn)《京都議定書》，承諾在2019——2019年間，溫室氣體排放，在1990年基礎(chǔ)上削減8%；2019年9月將在南非召開全球首腦會(huì)議，以批準(zhǔn)《京都議定書》正式生效；62.臭氧層破壞72.1臭氧層的保護(hù)作用臭氧層的形成——O2＋hν（λ≤240nm）→O＋OO2＋O＝O3在大氣平流層中有10ppm左右的O3氣體，可吸收對(duì)生物有害的λ≤295nm的UV-C及大部分λ＝295——320nm的UV-B；從而保護(hù)地球人類及萬物正常生長(zhǎng)與世代繁衍；λ≥320nm的UV-A段紫外線，可以透過O3照射地球，有益有于萬物生長(zhǎng)；有害紫外線可使人體眼球白內(nèi)障及皮膚癌多發(fā)；影響植物與浮游生物的生長(zhǎng)和進(jìn)化；82.2臭氧層破壞的原因由于工業(yè)發(fā)展，生產(chǎn)的制冷劑、發(fā)泡劑等化學(xué)物質(zhì)，一旦排放到大氣中，就成為破壞臭氧層物質(zhì)（ODS），其中最常見的是制冷劑氯氟烴類（CFCs）。破壞臭氧層物質(zhì)——CFC11、CFC12、CFC113、CH3CCl2、HCFC123、HCFC22、CH3Br、H1301、H1211（Halans）；臭氧層破壞機(jī)理——O3＋Cl→O2＋ClO2ClO→O2＋2Cl92.3臭氧層現(xiàn)狀1975——1985年英國(guó)科學(xué)家Farmen在南極HalleyBay觀測(cè)結(jié)論——1975年以來，每年10月前后，南極上空臭氧濃度減少大于30%，引起世界震驚；20世紀(jì)90年代，南極上空臭氧層濃度95%被消耗，形成空洞，其面積達(dá)2000——3000萬km2；2019年南極臭氧空洞2500萬km2；目前中緯度地區(qū)臭氧層濃度下降約30%；

102.4

蒙特利爾議定書1985年UNEP主持制定了《保護(hù)臭氧層維也納公約》；1987年175國(guó)聯(lián)合簽署了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》；2019年在斯里蘭卡召開，《議定書》13屆締約國(guó)會(huì)議；《議定書》規(guī)定——發(fā)達(dá)國(guó)家至2019年停止使用和生產(chǎn)甲基溴，至2020年完全淘汰CFCs；發(fā)展中國(guó)家至2019年應(yīng)“凍結(jié)”CFCs的生產(chǎn)與使用，至2019年CFC生產(chǎn)與消費(fèi)量應(yīng)在2019年水平削減50%，至2040年完全淘汰CFCs；113.酸雨肆虐123.1酸雨的成因燃煤、燃油產(chǎn)生的SO2、NOX與空氣中的水蒸氣結(jié)合，經(jīng)太陽光、紫外線以及大氣中Fe、Mn離子的光化學(xué)催化，形成一定量H2SO3

與HNO2，當(dāng)其溶于大氣水蒸氣中進(jìn)一步氧化后，形成H2SO4

與HNO3并隨雨、雪、霧的形式降落大地。對(duì)于pH≤5.6的降水，統(tǒng)稱其為“酸雨”。世界三大酸雨區(qū)——北歐酸雨區(qū)、北美酸雨區(qū)和中國(guó)西南酸雨區(qū)；中國(guó)年耗煤約15億t，年排放SO2近2500萬t，是世界上排放SO2最多的國(guó)家；酸雨區(qū)面積達(dá)270萬km2，亦是世界上酸雨覆蓋面積最大的國(guó)家；133.2酸雨的危害

世界上一度稱酸雨為“空中殺手”，是因其危害植物、殘殺魚類、腐蝕金屬并直接危害著人類的身體健康。受酸雨影響，若河流、湖泊pH≤5.0，則水中浮游生物大量死亡，因切斷了魚類食物鏈，可造成魚、蝦死亡，乃至絕跡；當(dāng)土壤pH≤4.2過度酸化后，Ca、Mg離子流失；且使Al呈游離態(tài)，具有強(qiáng)毒性，危害植物毛根，殺死有益于植物生長(zhǎng)的微生物群；直接腐蝕雨酸植物葉面、金屬結(jié)構(gòu)、混凝土建筑及城市雕塑；143.3酸雨控制80年代，UNEP協(xié)調(diào)歐美一些大國(guó)，簽署了《遠(yuǎn)距離越境大氣污染公約》，以遏制酸雨肆虐和SO2擴(kuò)散污染；中國(guó)國(guó)務(wù)院2019年批準(zhǔn)發(fā)布建立酸雨控制區(qū)和SO2

控制區(qū)的決定；上海、江蘇、浙江、安徽、福建、江西、湖北、湖南、廣東、廣西、重慶、四川、貴州、云南14個(gè)省市、自治區(qū)的150個(gè)地市及縣區(qū)劃為酸雨控制區(qū)，總面積近270萬km2；北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙、遼寧、吉林、江蘇、山東、河南、陜西、甘肅、寧夏、新疆14個(gè)個(gè)省市、自治區(qū)140個(gè)地市及縣區(qū)劃為SO2控制區(qū)，總面積約200萬km2；寧夏銀川市、石嘴山市城市區(qū)，均屬SO2控制區(qū)；至2019年中國(guó)SO2排放量控制在2000年水平；pH≤4.5酸雨區(qū)面積，應(yīng)比2000年有明顯減少；中國(guó)停止開采S＞3%的煤炭；開采S＞1.5%的煤炭必須增設(shè)洗煤工藝；火電廠使用S＞1%的燃煤，必須有脫S工藝；154.水體污染164.1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。全球總水量約14億km3，可供人類利用的淡水量?jī)H有9000km3左右；中國(guó)水資源總量28萬億m3，居世界第6位；中國(guó)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(guó)家之一；174.2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(yíng)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等營(yíng)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；184.3中國(guó)水污染現(xiàn)狀中國(guó)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(guó)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(guó)三河污染嚴(yán)重（淮河、海河、遼河）、三湖嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化（太湖、巢湖、滇池）、一海赤潮泛濫（渤海）；長(zhǎng)江、黃河、珠江、松花江均遭受不同程度污染；中國(guó)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(guó)因水體污染年經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)400多億元；195.荒漠化擴(kuò)展205.1荒漠的成因荒漠化（Desertification）是干旱地區(qū)植被破壞、土地退化、生態(tài)惡化的過程與現(xiàn)象，其最終的演替結(jié)局是形成沙漠、戈壁；從宏觀上看，由于億萬年來天體動(dòng)力作用及全球氣候變化，造就了地球的荒漠；從區(qū)域或局部看，千百年來人類活動(dòng)是引起荒漠化擴(kuò)展的主要原因，這包括了濫墾、濫采、濫牧、濫伐等；215.2全球及中國(guó)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(guó)現(xiàn)有荒漠化土地160萬km2，約為國(guó)土面積的1/6，每年還以2000km2面積加速擴(kuò)展；中國(guó)的4大沙漠——塔克拉瑪干大沙漠、庫(kù)爾班通古沙漠、巴旦吉林沙漠及騰格里沙漠；225.3寧夏的荒漠化寧夏3面被沙漠包圍，西有騰格里沙漠、北有巴旦吉林沙漠、東有毛烏素沙地；寧夏荒漠化土地約16500km2，約為全區(qū)面積的32%；寧夏局部荒漠化環(huán)境有所改善，中衛(wèi)沙坡頭治沙工程曾榮獲UNEP“全球500佳”金獎(jiǎng)；但總體上仍未能遏止荒漠化擴(kuò)展；235.4人類遏制荒漠化的努力荒漠化的危害——吞噬良田牧場(chǎng)，威脅人類生存；淹沒千古文明，影響社會(huì)進(jìn)步；惡化生態(tài)環(huán)境，危及生物多樣性；擴(kuò)大沙塵源，促生沙塵暴；中國(guó)每年因荒漠化危害直接與間接經(jīng)濟(jì)損失超過100億美元；1992年聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)發(fā)布《21世紀(jì)議程》，專章論述制止荒漠化蔓延，建議全世界每年至少投入120億美元用于防治荒漠化；1994年176國(guó)簽署《聯(lián)合國(guó)防治荒漠化公約》；2019年在日內(nèi)瓦召開防治荒漠化會(huì)議，研究如何落實(shí)《公約》；1994年中國(guó)國(guó)務(wù)院發(fā)布《中國(guó)21世紀(jì)議程》，專章論述荒漠化防治；2019年中國(guó)人大發(fā)布《防沙治沙法》，使中國(guó)荒漠化防治工作進(jìn)入法制化軌道；246.物種滅絕和消失256.1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；266.2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)1——2萬種；每滅絕一個(gè)物種，由于食物鏈的相關(guān)作用，往往會(huì)有10——30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年將有25%以上的物種滅絕或消失；276.3生物多樣性保護(hù)的重要性關(guān)系到人類的糧食、健康及其他需求；關(guān)系到地球的生命支持系統(tǒng)；關(guān)系到生態(tài)、遺傳、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、文化、教育及美學(xué)等多方面的有形和無形價(jià)值；生物多樣性是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)；286.4

有關(guān)生物多樣性保護(hù)公約1980年中國(guó)加入《瀕危野生動(dòng)植物國(guó)際貿(mào)易公約》；1992年中國(guó)等180個(gè)國(guó)家簽署了國(guó)際《生物多樣性公約》、《拉姆薩公約（濕地和水禽棲息地公約）》；1994年中國(guó)發(fā)布《中國(guó)生物多樣性保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃》；2000年中國(guó)簽署了國(guó)際《生物安全協(xié)定書》；同年發(fā)布了《中國(guó)國(guó)家生物安全框架》；2019年“生物多樣性大國(guó)聯(lián)盟”成立，中國(guó)等12國(guó)共同簽署了《坎昆宣言》；在北京召開了“亞太生物安全研討會(huì)”，有45國(guó)代表參加；中國(guó)優(yōu)先保護(hù)物種——哺乳動(dòng)物74種、鳥類287種、爬行類12種、兩棲類3種、魚類28種、昆蟲38種、海洋無脊椎類16種、植物151種、馴化動(dòng)物19種；29第二講：人與自然和諧共存

——實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略可持續(xù)發(fā)展概念的形成可持續(xù)發(fā)展的定義與內(nèi)涵自然資源的可持續(xù)利用能源的可持續(xù)利用中國(guó)古代的可持續(xù)發(fā)展思想

——人與自然的和諧共存301.可持續(xù)發(fā)展概念的形成在全球環(huán)境形勢(shì)日趨嚴(yán)峻的促動(dòng)下，由挪威總統(tǒng)布倫特夫人領(lǐng)導(dǎo)的“世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)”，在1987年向聯(lián)合國(guó)提交的《我們共同的未來》的報(bào)告中，提出全世界都應(yīng)實(shí)施“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”。1992年人類環(huán)境與發(fā)展大會(huì)上，包括中國(guó)在內(nèi)的眾多締約國(guó)，共同簽署了《環(huán)境與發(fā)展宣言》，認(rèn)同只有在全球?qū)嵤┛沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，方能應(yīng)對(duì)全球環(huán)境危機(jī)。中國(guó)政府1994年發(fā)布《中國(guó)21世紀(jì)議程——中國(guó)21世紀(jì)人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書》，宣稱中國(guó)政府只有遵循可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想，才能實(shí)現(xiàn)國(guó)家長(zhǎng)期、穩(wěn)定發(fā)展；312.可持續(xù)發(fā)展的定義與內(nèi)涵322.1可持續(xù)發(fā)展的定義可持續(xù)發(fā)展定義——

既滿足當(dāng)代人的需求，又不危及后代人滿足需求的發(fā)展，稱其為可持續(xù)發(fā)展。人類要通過發(fā)展來滿足和提高當(dāng)代人的生活質(zhì)量，但發(fā)展應(yīng)有限度，應(yīng)有代際平等概念；發(fā)展應(yīng)是持續(xù)的，現(xiàn)代的發(fā)展不能危及后代人的發(fā)展；不能吃祖宗飯，斷子孫路；332.2可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵在生產(chǎn)中把生產(chǎn)成本同造成的環(huán)境后果統(tǒng)一考慮，將眼前利益與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益綜合考慮；在生產(chǎn)目標(biāo)上不以犧牲環(huán)境為代價(jià)的單純高速增長(zhǎng)為目標(biāo)，而謀求資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的平衡綜合發(fā)展。在哲學(xué)上既不推崇“人定勝天”，也不茍同“唯自然主義”，主張人與自然的和諧共存；在社會(huì)學(xué)上將環(huán)境意識(shí)視為高層次文明，納入精神文明建設(shè)的范疇；343.自然資源的可持續(xù)利用353.1自然資源的重要性自然資源是可持續(xù)發(fā)展的物種基礎(chǔ)，短缺或失去資源，人類將難以生存，更不可能持續(xù)發(fā)展。目前隨著社會(huì)發(fā)展，人口增長(zhǎng)和工業(yè)進(jìn)步，加速了對(duì)自然資源掠奪式開采，已使許多自然資源退化、枯竭，尤其是能源資源已面臨危機(jī)；363.2

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373.3自然資源可持續(xù)利用的關(guān)鍵合理分配不同時(shí)期的資源使用量；推演與遵循社會(huì)發(fā)展階段最優(yōu)資源耗竭量模式；逐步實(shí)現(xiàn)可再生資源對(duì)不可再生資源的替代。384.能源的可持續(xù)利用394.1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；404.2能源危機(jī)

據(jù)聯(lián)合國(guó)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?jī)H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)域性的能源危機(jī)會(huì)降臨的更早！寧夏太西煤僅可開采約50年！414.3能源可持續(xù)利用戰(zhàn)略提高能源利用率；開發(fā)利用可再生能源；發(fā)展清潔能源技術(shù)；推廣節(jié)能技術(shù)；424.4中國(guó)能源可持續(xù)利用行動(dòng)制定國(guó)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；