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1、环 境 生 物 学l选用教材：选用教材： 环境生物学环境生物学孔繁翔主编孔繁翔主编 高教出版社高教出版社 20002000l参考书目：参考书目：环境生物学环境生物学 朱半民主编朱半民主编 黄河水利出版社黄河水利出版社 20032003环境生物学环境生物学 蒋志学、邓士谨主编蒋志学、邓士谨主编 中国环境科学出版中国环境科学出版社社 19891989 环境生物学环境生物学 林昌善林昌善 中国环境科学出版社中国环境科学出版社 19861986 环境微生物工程环境微生物工程马文漪、杨柳燕马文漪、杨柳燕 南京大学出版社南京大学出版社 19981998 环境生物学环境生物学 段昌群段昌群 科学出版社科学出
2、版社 20042004l教学时数：教学时数：3232； l考试形式：提交相关论文考试形式：提交相关论文 章节介绍：章节介绍： 绪论绪论 第一篇第一篇 环境污染的生物效应环境污染的生物效应 1 环境污染物在生态系统中的行为环境污染物在生态系统中的行为 2 污染物对生物的影响污染物对生物的影响 3 污染物的生物效应污染物的生物效应 4 环境质量的生物监测与生物评价环境质量的生物监测与生物评价 第二篇第二篇 环境污染的生物净化环境污染的生物净化 5 环境污染生物净化的原理环境污染生物净化的原理 6 环境污染物的生物净化方法环境污染物的生物净化方法 7 现代生物技术与环境污染治理现代生物技术与环境污染
3、治理 8 污染环境的生物修复污染环境的生物修复 本章主要讨论以下三方面的内容：本章主要讨论以下三方面的内容：l环境与环境问题环境与环境问题l环境科学概述环境科学概述l环境生物学概述环境生物学概述l环境（Environment）的概念： 请思考以下三个问题： “这里环境真优美！”中的“环境”指的是什么？ 作为环境科学术语的“环境”指的是什么？ 生态学中“环境”的概念又是什么？l一般工具书中定义的一般工具书中定义的“环境环境”概念概念是指人以外的客观事物，将环境作为一种人以外的客观存在来加以定是指人以外的客观事物，将环境作为一种人以外的客观存在来加以定义，如新华字典中定义为：周围的一切事物。义，如
4、新华字典中定义为：周围的一切事物。l作为环境科学术语的作为环境科学术语的“环境环境”概念概念环境科学所研究的中心事物是环境科学所研究的中心事物是“人人”，则环境是以人类为主体的外部，则环境是以人类为主体的外部世界，是世界，是“人类生存的环境人类生存的环境”，在此基础上定义：，在此基础上定义：影响人类生影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总和。存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总和。 l生态学中生态学中“环境环境”的概念的概念生态学研究的中心事物是生态学研究的中心事物是“生物生物”，则环境是以整个生物界的生命为，则环境是以整个生物界的生命为主体，是主体，是“生物生
5、存的环境生物生存的环境”，可定义：，可定义：直接或间接影响生物直接或间接影响生物生存和发展的各种因素的总和。这时，人类往往作为其中一个因素，生存和发展的各种因素的总和。这时，人类往往作为其中一个因素，成为其研究环境成分的一个内容。成为其研究环境成分的一个内容。小结小结： “环境环境”具有相对性，在不同的学科中含义不同，主体的改具有相对性，在不同的学科中含义不同，主体的改变往往导致环境概念含义的不同。人类是环境发展到一定阶段的变往往导致环境概念含义的不同。人类是环境发展到一定阶段的产物，环境是人类生存的物质基础，环境在影响人类生产、生活产物，环境是人类生存的物质基础，环境在影响人类生产、生活的同
6、时，人类也在不断地利用和改造自然环境。故人类和环境密的同时，人类也在不断地利用和改造自然环境。故人类和环境密切联系，相互作用。切联系，相互作用。l环境问题的概念环境问题的概念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，以及这种变化反过来对人类生产、生活和健康的影响问化，以及这种变化反过来对人类生产、生活和健康的影响问题。题。其产生是人类社会发展到一定阶段人类与环境矛盾激化的产其产生是人类社会发展到一定阶段人类与环境矛盾激化的产物。物。其实质是由于人类活动超出了环境的承受能力，对其所赖以其实质是由于人类活动超出了环境的承受能力，对其
7、所赖以生存的自然生态系统的结构和功能产生了破坏作用，导致人生存的自然生态系统的结构和功能产生了破坏作用，导致人与其生存环境的不协调。与其生存环境的不协调。l 受损环境受损环境：指在人为或自然干扰下形成的偏离了自然状态的环：指在人为或自然干扰下形成的偏离了自然状态的环 境，在该环境中，环境要素成分不完整或比例失调，物质循环境，在该环境中，环境要素成分不完整或比例失调，物质循环 难以进行，能量流动不畅，系统功能显著下降。难以进行，能量流动不畅，系统功能显著下降。 胁迫环境胁迫环境：是在自然条件下生物的各生物因子发生变化，超越：是在自然条件下生物的各生物因子发生变化，超越 生物生存的正常环境而形成的
8、。生物生存的正常环境而形成的。l环境问题的分类环境问题的分类环境污染环境污染：是指人类活动向自然环境中投入的废弃物超过自：是指人类活动向自然环境中投入的废弃物超过自然生态系统的自净能力，并在环境中扩散、迁移、转化，使然生态系统的自净能力，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统的结构和功能发生变化，对人类和其他生物的正常环境系统的结构和功能发生变化，对人类和其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象。生存和发展产生不利影响的现象。生态破坏生态破坏：环境系统中的生物成分和非生物成分作为人类经：环境系统中的生物成分和非生物成分作为人类经济社会发展的资源受到过度利用或人为破坏而引起生态系统济社会发展的
9、资源受到过度利用或人为破坏而引起生态系统结构和功能的改变，并对人类生存和发展的环境条件和资源结构和功能的改变，并对人类生存和发展的环境条件和资源状况产生不良影响的现象。其后果是环境恶化和生态退化。状况产生不良影响的现象。其后果是环境恶化和生态退化。例如：水土流失、土地退化，生物多样性丧失等。例如：水土流失、土地退化，生物多样性丧失等。l重大的环境问题重大的环境问题温室效应和气候变暖温室效应和气候变暖臭氧层的破坏臭氧层的破坏酸雨酸雨有毒物质污染有毒物质污染公害事件名称地 点时 间危害情况1.马斯河谷烟雾事件比利时1930.12几千人发病，60人死亡2.多诺拉烟雾事件美国1948.106000人患
10、病，17人死亡3.伦敦烟雾事件英国1952.125天内4000人死亡4.洛杉矶光化学烟雾美国40年代引起眼病，喉头炎,头痛5.水俣事件日本1953始痴呆，神经失常，死亡6.富山事件日本1931始关节痛,骨骼软化萎缩,痛死？ ？7.四日事件日本1970年哮喘，肺气肿，10多人死亡8.米糠油事件日本1968年患者5千多人，死亡16人表绪1 l温室效应大气对地表热辐射能遮挡保温的属性类似温室中玻璃具有的作用，故被称为温室效应。即大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，由于大气吸收热量多，丧失少，这样就使地表与低层大气温度增高l温室气体大气中能强烈吸收地面辐射产生温室效
11、应的气体。包括：二氧化碳、水汽、甲烷、氧化亚氮、臭氧等。l全球变暖问题主要指人为活动造成的温室气体增加，温室效应增强带来的气候变化。人类活动对气候变暖的影响主要表现为由于工业生产需要的化石燃料使用量大增，人口激增城市化发展等引起人为排放的二氧化碳等温室气体不断增加；热带森林和温带植被破坏严重，光合作用吸收二氧化碳的能力减弱。l资料表明资料表明1860年以来，全球地表年平均气温升高了年以来，全球地表年平均气温升高了0.3-0.6；根据跨政府气候变化委员会预测，从根据跨政府气候变化委员会预测，从1990到到2100年，全球陆面气温将增加年，全球陆面气温将增加2；l气候变暖的直接结果气候变暖的直接结
12、果是世界各地冰川的溶化（后退），引起海平面的是世界各地冰川的溶化（后退），引起海平面的上升。海平面升高的后果是严重的，将直接威胁上升。海平面升高的后果是严重的，将直接威胁世界沿海城市及世界沿海城市及30多个岛屿的生存和发展。美国多个岛屿的生存和发展。美国环保专家预测，再过环保专家预测，再过5070年，东京、大阪、曼年，东京、大阪、曼谷、威尼斯、圣彼得堡、阿姆斯特丹以及中国等谷、威尼斯、圣彼得堡、阿姆斯特丹以及中国等一些沿海城市会被完全和局部淹没。一些沿海城市会被完全和局部淹没。l气候变暖的间接结果气候变暖的间接结果是灾害性气候：厄尔尼诺现象。厄尔尼诺可以引是灾害性气候：厄尔尼诺现象。厄尔尼诺可
13、以引起全球大范围的干旱，也可使某些地区暴雨成灾。起全球大范围的干旱，也可使某些地区暴雨成灾。例如，例如，1997年年3月开始的第月开始的第14次厄尔尼诺：中国：次厄尔尼诺：中国：长江、松花江、嫩江全流域大洪水，直接损失几长江、松花江、嫩江全流域大洪水，直接损失几千亿元。千亿元。98年年1月月10日张北地区日张北地区62级地震。级地震。11月月19日云南宁蒗又生生日云南宁蒗又生生62级地震。级地震。l臭氧臭氧O3臭氧大部分集中在臭氧大部分集中在1030km的平流层。的平流层。平流层中臭氧的存在对于地球生命物质至关重要，通过吸收太阳辐平流层中臭氧的存在对于地球生命物质至关重要，通过吸收太阳辐射维护
14、地球的能量平衡和生态平衡。射维护地球的能量平衡和生态平衡。因为，它阻挡了因为，它阻挡了UV-B段紫外辐射到达地面。研究表明段紫外辐射到达地面。研究表明UVB能破坏能破坏生物蛋白质和基因物质，造成细胞死亡；使人类皮肤癌发病率增高；生物蛋白质和基因物质，造成细胞死亡；使人类皮肤癌发病率增高；伤害眼睛导致白内障而使眼睛失明；抑制植物如大豆、瓜类、蔬菜伤害眼睛导致白内障而使眼睛失明；抑制植物如大豆、瓜类、蔬菜等的生长；并穿透等的生长；并穿透10m深的水层，杀死浮游植物和微生物，从而危深的水层，杀死浮游植物和微生物，从而危及水中生物的食物链和自由氧的来源，影响生态平衡和水体的自净及水中生物的食物链和自由
15、氧的来源，影响生态平衡和水体的自净能力。因此，臭氧层实际上已成为地球生命系统的保护层。能力。因此，臭氧层实际上已成为地球生命系统的保护层。l南极臭氧层空洞南极臭氧层空洞Ozone Hole80年代观测发现，自每年年代观测发现，自每年9月份下旬开始，南极洲上空的臭氧总量迅月份下旬开始，南极洲上空的臭氧总量迅速减少一半左右，极地上空臭氧层的中心地带，近速减少一半左右，极地上空臭氧层的中心地带，近90臭氧被破坏，臭氧被破坏，若从地面向上观测，高空臭氧层已极其稀薄，与周围相比象是形成若从地面向上观测，高空臭氧层已极其稀薄，与周围相比象是形成了一个直径上千公里的洞，称为了一个直径上千公里的洞，称为“臭氧
16、洞臭氧洞”。l一般将一般将pH小于小于5.6的降雨称的降雨称为酸雨。为酸雨。l酸雨的成因？酸雨的成因？l酸雨的危害？酸雨的危害？被严重腐蚀的建筑物有毒物质污染是指对生态系统和人类健康有毒害作用的物质排放到环境中而引起的危害。这些物质都是生产和生活过程中的产物，如废水、废气和固体废弃物、农药、化肥和放射性物质等。l生态环境破坏是由于对自然资源的不合理开发和利用而引起的。例如：中国科学院发布的一份国情报告： 中国在90年代的沙漠化速度是每年2100km2，相当于两个半香港，或30个北京城。而2000年已达2460 km2，2003年已超过3000 km2。遥感普查数字表明： 中国水土流失面积已达367万km2，约占国土面积的38，总量达每年50亿吨，相当于全国的耕地每年被剥去1cm的肥土层，损失N.P.K肥4000多万吨，相当于全国1年生产化肥的总和。地球土层的平均厚度18cm，在温带地区的自然条件下,每形成1cm的表土需100400年，即使管理极好，也需20年。此外，黄河断流，塔里木河断流，罗布泊消失，长江危机，长江每年表土流失24亿吨，5亿吨流入东海。还有，滥用化肥和农药，造成土壤退化
