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环境学概论
Eldon D.Enger Bradley F.Smith Environmental Science—A Study of Interrelationships(Ninth Edition)井文涌等编当代世界环境何强等编环境学导论(第三版)黄儒钦主编环境科学基础唐永銮编环境学导论
第一章绪论
一、基本概念
三、环境规律
二、环境科学体系
四、环境问题
一、基本概念
1.什么是环境?
环境是相对于中心事物而言的,与某一中心事物有关的事物,就是这个中心事物的环境。(surrounding)
电子版《中国大百科全书》(1.1版)2000年10月
直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质、能量和自然现象的总体,有时也称为环境
自然环境的构成
自然环境亦可以看作由地球环境和外围空间环境两部分组成。
环境科学研究的环境
环境科学研究的环境,是以人类为主体的外部世界,即人类赖以生存和发展的物质条件的综合体。 ——电子版《中国大百科全书》
主体是人类,客体是人类周边的事物。
2.环境质量
环境的总体或环境的某些要素对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度,反映人类自身的具体要求对环境的评价概念。1
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《环境学概论》以培养学生综合系统思维和提高交叉学科创新研究专业信息获取技能为教学目的，是我校环境类专业成立（1978年）以来的一门经典专业课程，也是四校合并后环境与资源学院的一门院平台课程，2002年被学校确定为浙江大学的“本科生精品课程”进行建设，历年来获得历届学生的肯定，满足国家人才培养和环境保护事业的需要。
一、教学内容
《环境学概论》是一门阐述人与环境间相互作用的综合性课程。其中环境是指人类的生存环境，包括自然界的大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。介绍环境问题的复杂性和多学科性，重点讲解环境演化规律、环境质量的调控、环境污染问题与控制技术、污染修复与生态恢复，以当代世界环境问题为案例，介绍与之相关的伦理道德等环境社会学问题以及全球可持续发展战略与环境政策。教学内容以浅入深、从宽到窄，以感性－理论－形象的具体教学模式，强化教学效果。从社会、经济和环境协调发展的基本规律的宏观层面和人类活动产生的污染物及其在环境中的迁移、转变、积累、归宿等环境行为与生态效应的微观层面等两个层次，介绍学科前沿，引导学生形成研究型的学习行为，培养专业知识综合能力及信息获取的研究创新能力。
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环境学概论综述
导读：重金属在水环境中的物理化学迁移，从城市水环境容量和水资源条件出发，应制定水环境保护规划，（五）.改革我国城市水环境管理体制，制定水环境保护的法规和政策，环境保护法、水污染防治法、水法，制定各种水环境质量标准和污水、废水排放标准，加强环境道德教育，所谓土壤环境也系指这一位于陆地地表的土壤圈层而言，土壤环境从地面垂直往下,是由不同土层构成的,此土壤垂直断面称为土壤剖面构型，它能够消纳部分污染物质,
（4）重金属对生物体和人体的危害特点：
毒性效应；
微生物不能降解，却能将某些重金属转化为毒性更强的金属有机化合物；
食物链的生物富集放大作用；
通过多种途径进入人体，并积蓄在某些器官中，造成慢性中毒。
（二）重金属在水体中的迁移转化
按照物质运动的形式，
机械迁移：重金属离子以溶解态或颗粒态的形式被水流机械搬运
物理化学迁移：通过一系列物理化学作用所实现的迁移与转化过程。
生物迁移：通过生物体的新陈代谢、生长、死亡等过程所进行的迁移。
重金属在水环境中的物理化学迁移
1）沉淀－－溶解作用：
2）吸附作用：
3）络合－－螯合作用：
4）氧化－－还原作用：
四、油类物质
石油类物质进入水体后发生一系列复杂的迁移转化过程，主要包括扩展、挥发、溶解、乳化、光化学氧化、微生物降解、生物吸收和沉积等。
一）、控制水体污染的基本途径
将“防”、“管”、“治”三者结合起来
（一）减少污染源排放的工业废水量
1、改革生产工艺，实行清洁工艺
尽量不用或少用水,尽量不用或少用易产生污染的原料及生产工艺,尽可能在生产过程中杜绝有毒有害废水的产生
2、重复利用废水，提高水的重复利用率
a.重复用水
b.循环用水
c.闭路循环
d. 生活污水的再生回用
中水回用的工艺流程有:
（1）、生物化学法
原水→格栅→调节池→接触氧化池→沉淀地→过滤→消毒→出水。
(2)物理化学法
原水→格栅→调节池→絮凝沉淀池→超滤膜→消毒→出水。
以超滤膜分离技术替了代上述工艺中的沉淀、过滤单元。
（3）膜生物反应器技术（物化生化结合法）
ＭＢＲ工艺概述
膜生物反应器 (ＭｅｍｂｒａｎｅＢｉｏ ｒｅａｃｔｏｒ,简称ＭＢＲ)是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效的污水处理与回用工艺。其处理流程为:
原水→格栅→调节池→活性污泥池→超滤膜→消毒→出水。
3、改进设备，健全生产管理制度
4、回收有用产品
优点:降低产品成本;降低废水浓度;减少污染物排放量;减少污水处理负担;提高经济效
（二）妥善处理城市及工业废水,建立城市污水处理系统
加快城市排水管网和城市污水处理厂建设,城市污水处理设施进展要与区域的社会经济发展水平同步
完善下水道系统――
■旧城区：雨水/污水合流制，适当的改造
■新城区：雨水/污水分流制
（三）调整工业布局(全面规则,合理布局)
在城市产业结构和布局调整时，考虑城市性质，从城市水环境容量和水资源条件出发，向节水型经济转变，严格控制新上高水耗、污染严重的项目。
（四）加强水资源的规划管理
应制定水环境保护规划，
重点保护城市饮用水源地
城市在规划、建设和发展时，均应具备水质合格的饮用水水源地。要严格依照《水污染防治法》和饮用水水源地保护法规，重点抓好城市集中式饮用水源地保护，确保城镇居民饮水安全。
明确了水资源管理的“三条红线”：
水资源开发利用红线，严格实行用水总量控制：强化取用水管理，对超过取水总量控制指标的，一律不再审批新增取水；
水功能区限制纳污红线，严格控制入河排污总量：科学核定水域纳污能力，研究提出分阶段入河污染物排放总量控制计划；
用水效率控制红线，坚决遏制用水浪费：用水户用水效率低于最低要求的要依据定额依法核减取水量，用水产品和工艺不符合节水要求的要限制生产取用水，坚决遏制用水浪费。
（五）.改革我国城市水环境管理体制，逐步建立城市水污染防治投入的市场机制。
对水资源进行统管--“一体化”；
达标管理；
总量管理，排污许可证；
建立水质监测网，长期监测管理；
（六）完善立法
制定水环境保护的法规和政策；环境保护法、水污染防治法、水法；制定各种水环境质量标准和污水、废水排放标准；
健全法制，严格执法；
加强环境道德教育，辅以经济处罚。
二）、废水处理方法
（一）废水处理的基本方法
物理法：沉淀法、气浮法、过滤法、离心分离法、蒸发法
化学法：中和法、氧化还原法、化学沉淀法
生物法：好氧生物处理法(活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘）、厌氧生物处理法
（二）城市污水处理
城市污水：
根据对污水的不同净化要求，污水处理流程可分：一级、二级、三级处理。
一级处理（物理处理）－－预处理
主要采用筛滤、重力沉淀、浮选等物理处理技术，去除废水中悬浮固体和飘浮物质。 优点：设备简单，费用省。
缺点：废水的净化程度不高，一般达不到排放标准，必须进行二级处理。一级处理多属二级处理的前处理。
二级处理（生物处理）
传统二级处理是在一级处理之后加上生物处理技术（生物法、絮凝法），主要去除废水中呈胶体和溶解状态的有机、无机污染物质。
优点：经二级处理可以达到农灌标准和废水排放标准
不足：不能防止水体富营养化
三级处理（高级处理）
在二级处理的基础上，对氮、磷等营养物质和难降解的有机物进一步处理。
方法：物理法、化学法、生物处理法
优点：废水可回用水工业或城市
不足：费用高，约为二级处理的2倍，一级处理4倍
一、土壤的基本结构与特性
土壤作为独立的自然体 , 是指位于地球陆地地表 , 包括具有浅层水地区的具有肥力、能生长植物的疏松层。
所谓土壤环境也系指这一位于陆地地表的土壤圈层而言。土壤是由矿物质、有机质、水分和空气等物质组成 , 是一个非常复杂的系统。
(一) 土壤的结构和组成
1. 土壤的剖面构型
土壤环境从地面垂直往下 , 是由不同土层构成的 , 此土壤垂直断面称为土壤剖面构型。
属非均匀物质体系。
土壤在形成过程中，土体从上而下产生明显的分异，从而形成了不同性状的土层。一个发育成熟的土壤剖面，一般具有以下几个土层。
1）自然剖面
●枯枝落叶层，又叫覆盖层（只有森林土壤有这一层）。
●腐殖质层，也称有机质层，呈棕黑色。
●淋滤层，矿物质淋溶、淋失，色泽较淡。
●淀积层，由上层淋滤下来的物质，淀积在这里，通常比较紧实、粘重，不透水，矿物质养分比较丰富。
●母质层，多为粗糙的风化碎屑物质或粘重的胶泥，不具备土壤结构
2、土壤的组成（三相四成分）
土壤是由三相四成分组成
各土层是由不同的固、液、气态三相物质组成的复杂体系。
固相物质――包括无机矿物和有机物两大部分（有机物可分为有机质和活性有机体）
土壤溶液 ( 液相 ) 和土壤空气 ( 气相 ) 状况则决定于土壤团聚体结构和土壤质地
土壤结构和质地决定土壤总孔隙度、毛管孔隙和非毛管孔隙度等土壤孔隙状况 , 从而成为影响土壤水分、温度状况的主要因素。）
(二)土壤的特性
1.土壤具有肥力
具有连续不断地供应植物生长所需要的水分和营养元素。
2. 土壤还具有同化和代谢外界输入物质的能力 , 亦即土壤具有净化作用
它能够消纳部分污染物质 , 减少其对土壤环境的污染。
二、土壤环境元素背景值和土壤环境容量
1、土壤环境元素背景值（土壤环境背景值）
是指未受或尽少受人类活动，特别是人为污染影响的土壤化学元素的自然含量
地质大循环：岩石→风化产物→岩石
生物小循环：无机养分→生物→无机养分
土壤的形成是上述两个循环相互作用的结果
土壤的形成是成土过程与风化作用交织在一起，同时进行的。
2、土壤环境容量
指一定环境单元，一定时限内遵循环境质量标准，即维持土壤生态系统的正常结构与功能，保证农产品产量和质量，也不使环境系统污染时，土壤环境所能容纳污染物的最大负荷量。
三、土壤在地球表层环境系统中的地位和作用
土壤在自然界中处于大气圈、岩石圈、水圈、生物圈之间的过渡带，是联系有机界和无机界的中心环节，也是结合地理环境各组成要素的纽带
1、土壤在维护和保持地球表层环境系统的自然生态平衡和环境质量中起着不容忽视的重要作用
是地球表层环境系统的一个重要组成要素
是无机界和有机界联系的纽带
是地球表层环境系统中物质与能量迁移和转化的重要环节
2、土壤不仅是唯系地球上大多数动物、植物生长、发育的基础 , 也为人类的发展提供了必要的条件
人们不仅向土壤索取了大量的粮食 , 还利用土壤的净化作用 , 消纳了各种污染物质 , 使其成为处理及处置各种废物的场所。
第二节土壤污染
一、土壤污染
1、概念：人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，其含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累，通过“土壤→植物→人体”，或通过“土壤→水→人体” 间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度，就是土壤污染。
隐蔽性和滞后性
具有不可逆转性
判定比较复杂
二、土壤污染的危害
1. 土壤污染导致严重的直接经济损失――农作物的污染、减产
对于各种土壤污染造成的经济损失，目前尚缺乏系统的调查资料。仅以土壤重金属污染为例，全国每年就因重金属污染而减产粮食 1000 多万吨，另外被重金属污染的粮食每年也多达 1200 万吨，合计经济损失至少 200 亿元。
2. 土壤污染导致生物品质不断下降
我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铬、砷、铅等重金属含量超标和接近临界值。
土壤污染除影响食物的卫生品质外，也明显地影响到农作物的其他品质。
有些地区污灌已经使得蔬菜的味道变差，易烂，甚至出现难闻的异味；农产品的储藏品质和加工品质也不能满足深加工的要求。
3. 土壤污染危害人体健康
土壤污染会使污染物在植（作）物体中积累，并通过食物链富集到人体和动物体中，危害人畜健康，引发癌症和其他疾病等。
4. 土壤污染导致其他环境问题
土地受到污染后，含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中，导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
土壤污染途径
二、土壤污染类型
水质污染型：
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