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1、环境科学环境保护是当今世界各国人民共同关心的重大的社会经济问题，也是科学技术领域里重大的研究课题。环境科学是在现代社会经济和科学发展过程中形成的一门综合性科学。就世界范围来说，环境科学成为一门科学还是近二、三十年的事情。 环境和环境问题环境是相对于中心事物而言的。与某一中心事物有关的周围事物，就是这个事物的环境。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，包括自然环境和社会环境。自然环境是直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质及其能量的总体。现在的地球表层大部分受过人类的干预，原生的自然环境已经不多了。环境科学所研究的社会环境是人类在自然环境的基础上
2、，通过长期有意识的社会劳动所创造的人工环境。它是人类物质文明和精神文明发展的标志，并随着人类社会的发展不断丰富和演变。环境具有多种层次，多种结构，可以作各种不同的划分。按照环境要素可分为大气、水、土壤、生物等环境；按照人类活动范围可分为车间、厂矿、村落、城市、区域、全球、宇宙等环境。环境科学是把环境作为一个整体进行综合研究的。地球表面有四个圈层，即气圈、水圈、土壤-岩石圈以及在这三个圈交会处适宜于生物生存的生物圈（有的学者将土壤-岩石圈分为土壤圈和岩石圈，有的学者将人类从生物圈中划出，另立智能圈）。这四个圈主要在太阳能的作用下进行着物质循环和能量流动。在这种情况下，自然界呈现出万物竞新、生生不
3、息的景象。人类只是地球环境演变到一定阶段的产物。人体组织的组成元素及其含量在一定程度上同地壳的元素及其丰度之间具有相关关系，表明人是环境的产物。人类出现后，通过生产和消费活动，从自然界获取生存资源，然后又将经过改造和使用的自然物和各种废弃物还给自然界，从而参与了自然界的物质循环和能量流动过程，不断地改变着地球环境。人类在改造环境的过程中，地球环境仍以固有的规律运动着，不断地反作用于人类，因此常常产生环境问题。环境问题可以说在古代就有了。西亚的美索不达米亚，中国的黄河流域，是人类文明的发祥地。由于大规模地毁林垦荒，而又不注意培育林木，造成严重的水土流失，以致良田美地逐渐沦为贫瘠土壤。产业革命以后
4、，社会生产力的迅速发展，机器的广泛使用，为人类创造了大量财富，而工业生产排出的废弃物却造成了环境污染。19世纪下半叶，世界最大工业中心之一的伦敦，曾多次发生因排放煤烟引起的严重的烟雾事件。正如恩格斯所指出的，人类对自然界的“每一次胜利，在第一步都确实取得了我们预期的结果，但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎预料的影响，常常把第一个结果又取消了”。在世界人口数量不多、生产规模不大的时候，人类活动对环境的影响并不太大，即使发生环境问题也只是局部性的。20世纪50年代以来，社会生产力和科学技术突飞猛进，人口数量激增，人类征服自然界的能力大大增强，环境的反作用便日益强烈地显露出来，成为世界各国人
5、民共同关心的全球性问题。到18世纪末，人类发现的化学元素总共只有20多种。今天94种天然元素已经全部被发现，而且还制成了十多种人造元素。人工制取的各种化合物的种类与年俱增，据统计目前已超过500万种。在这些化学品中，有毒化学品的年产量已达 400万吨。大量人工制取的化合物包括有毒物质在内进入环境，在环境中扩散、迁移、累积和转化，不断地恶化环境，严重威胁着人类和其他生物的生存。60年代末爱尔兰海上成千上万只海鸟死去，经生物学家解剖发现，海鸟体内含有高浓度的多氯联苯。从生息在冰原覆盖、荒无人烟的南极大陆上的企鹅体内也检出了DDT。在北极附近格陵兰冰盖层中，近几十年来铅和汞的含量不断上升。日本在40
6、年代出现主要由镉污染造成的痛痛病，在50年代先后出现由于汞污染造成的水俣病和由于石油化工企业排放的大气污染物造成的四日市哮喘。许多种有害物质进入人体及其他生物体内还会产生潜在的和远期的危害。这一切已经引起世界各国的普遍关注。人类活动排放的废弃物，越来越大地超过环境自净能力，从而影响全球的环境质量。据70年代估计，全世界每年排入环境的固体废物超过30亿吨，废水约60007000亿吨，废气中仅一氧化碳和二氧化碳就近4亿吨。大量废弃物排入环境使大气和水体的组成起了变化。大气中的二氧化碳含量（按体积计）已由19世纪的0.028%增加到现在的 0.032。二氧化碳对地球气候起着调节作用。科学实验证实，如
7、果它的含量继续增高，势必引起全球性的气候异常。西欧一些国家排放的大量硫氧化物、氮氧化物，经风传送，随雨水降落，造成斯堪的纳维亚地区一些淡水湖的湖水酸度显著上升。瑞典一些湖泊水中的氢离子浓度70年代比30年代几乎增加了100倍，鱼产量因而大幅度下降。近年来世界上每年由于海运、沿海钻探和开采石油、事故溢漏和废物处理排入海洋的石油及其制品达到500多万吨。海洋被石油污染，使海洋浮游生物的生存受到严重的威胁。据估计，现在大气圈中的氧气，有四分之一是海洋中的海洋浮游植物通过光合作用而产生的。海洋浮游植物一旦遭到严重的损害，势必影响全球的氧含量的平衡。人口的增长和生产活动的增强，成为对环境的冲击和压力。许
8、多种资源日益减少，并面临耗竭的危险。全世界每年消耗的矿物燃料，20世纪初不足15亿吨（按标准大卡计算），70年代增至7080亿吨。地球森林面积，1862年约为55亿公顷，20世纪60年代约为38亿公顷，70年代末只剩下不到26亿公顷了。应该特别提到的是，热带雨林对调节全球气候有重要作用，大面积的砍伐，将产生严重后果。由于不合理的耕作制度，世界上被风蚀、盐碱化的土地日益增多。据联合国有关部门估计，土壤由于侵蚀每年损失240亿吨，沙漠化土地每年扩大600万公顷，如果继续按照这个速度发展下去，加上城市和交通事业的发展占用大量农田，全世界现有的12.4亿公顷耕地20年后将损失三分之一，世界粮食生产将受
9、到严重威胁。另外，由于原生环境的消失、人类的捕杀和环境污染，世界上的植物和动物遗传资源急剧减少了。估计有 25000种植物和1000多种脊椎动物的种、亚种和变种面临灭绝的危险，这对人类将是无法弥补的损失。以上事实说明，当今世界上大气、水、土壤和生物所受到的污染和破坏已达到危险的程度。自然界的生态平衡受到日益严重的干扰，自然资源受到大规模破坏，自然环境正在退化。环境科学就是为解决人类面临的严重的环境问题，为创造更适宜、更美好的环境而逐渐发展起来的。它的兴起和发展，标志着人类对环境的认识、利用和改造进入了一个新的阶段。 环境科学的的研究领领域和主主要任务务环境科科学的研研究领域域，在550660年
10、代代侧重于于自然科科学和工工程技术术的方面面，目前前已扩大大到社会会学、经经济学、法法学等社社会科学学方面。对对环境问问题的系系统研究究，要运运用地学学、生物物学、化化学、物物理学、医医学、工工程学、数数学以及及社会学学、经济济学、法法学等多多种学科科的知识识。所以以，环境境科学是是一门综综合性很很强的学学科。它它在宏观观上研究究人类同同环境之之间的相相互作用用、相互互促进、相相互制约约的对立立统一关关系，揭揭示社会会经济发发展和环环境保护护协调发发展的基基本规律律;在微微观上研研究环境境中的物物质，尤尤其是人人类活动动排放的的污染物物的分子子、原子子等微小小粒子在在有机体体内迁移移、转化化和
11、蓄积积的过程程及其运运动规律律，探索索它们对对生命的的影响及及其作用用机理等等。环境科科学的主主要任务务是：第一一，探索索全球范范围内环环境演化化的规律律。环境境总是不不断地演演化，环环境变异异也随时时随地发发生。在在人类改改造自然然的过程程中，为为使环境境向有利利于人类类的方向向发展，避避免向不不利于人人类的方方向发展展，就必必须了解解环境变变化的过过程，包包括环境境的基本本特性、环境结构的形式和演化机理等。第二，揭示人类活动同自然生态之间的关系。环境为人类提供生存条件，其中包括提供发展经济的物质资源。人类通过生产和消费活动，不断影响环境的质量。人类生产和消费系统中物质和能量的迁移、转化过程
12、是异常复杂的。但必须使物质和能量的输入同输出之间保持相对平衡。这个平衡包括两项内容。一是排入环境的废弃物不能超过环境自净能力，以免造成环境污染，损害环境质量。二是从环境中获取可更新资源不能超过它的再生增殖能力，以保障永续利用；从环境中获取不可更新资源要做到合理开发和利用。因此，社会经济发展规划中必须列入环境保护的内容，有关社会经济发展的决策必须考虑生态学的要求，以求得人类和环境的协调发展。第三，探索环境变化对人类生存的影响。环境变化是由物理的、化学的、生物的和社会的因素以及它们的相互作用所引起的。因此，必须研究污染物在环境中的物理、化学的变化过程，在生态系统中迁移转化的机理，以及进入人体后发生
13、的各种作用，包括致畸作用、致突变作用和致癌作用。同时，必须研究环境退化同物质循环之间的关系。这些研究可为保护人类生存环境、制定各项环境标准、控制污染物的排放量提供依据。第四，研究区域环境污染综合防治的技术措施和管理措施。工业发达国家防治污染经历了几个阶段：50年代主要是治理污染源；60年代转向区域性污染的综合治理；70年代侧重预防，强调区域规划和合理布局。引起环境问题的因素很多，实践证明需要综合运用多种工程技术措施和管理手段，从区域环境的整体出发，调节并控制人类和环境之间的相互关系，利用系统分析和系统工程的方法寻找解决环境问题的最优方案。 环境科学的的分支学学科在现阶阶段，环环境科学学主要是是
14、运用自自然科学学和社会会科学的的有关学学科的理理论、技技术和方方法来研研究环境境问题，形形成与有有关学科科相互渗渗透、交交叉的许许多分支支学科。属属于自然然科学方方面的有有环境地地学、环境生生物学、环境化化学、环境物物理学、环境医医学、环境工工程学；属于社社会科学学方面的的有环境境管理学学、环境境经济学学、环境境法学等等。环境地地学以人-地系统统为对象象，研究究它的发发生和发发展，组组成和结结构，调调节和控控制，改改造和利利用。主主要研究究内容有有：地理理环境和和地质环环境等的的组成、结结构、性性质和演演化，环环境质量量调查、评评价和预预测，以以及环境境质量变变化对人人类的影影响等。环环境地学
15、学的学科科体系尚尚未完全全定型，目目前较成成熟的分分支学科科有环境境地质学学、环境地地球化学学、环境海海洋学、环境土土壤学、污染气气象学等等。环境生生物学研究究生物与与受人类类干预的的环境之之间的相相互作用用的机理理和规律律。它有有两个研研究领域域：一个个是针对对环境污污染问题题的污染染生态学学；一个个是针对对环境破破坏问题题的自然然保护。环环境生物物学以研研究生态态系统为为核心，向向两个方方向发展展：从宏宏观上研研究环境境中污染染物在生生态系统统中的迁迁移、转转化、富富集和归归宿，以以及对生生态系统统结构和和功能的的影响；从微观观上研究究污染物物对生物物的毒理理作用和和遗传变变异影响响的机理
16、理和规律律。环境化化学主要是是鉴定和和测量化化学污染染物在环环境中的的含量，研研究它们们的存在在形态和和迁移、转转化规律律，探讨讨污染物物的回收收利用和和分解成成为无害害的简单单化合物物的机理理。它有有两个分分支：环环境污染染化学和和环境分分析化学学。环境境物理学学研研究物理理环境和和人类之之间的相相互作用用。主要要研究声声、光、热热、电磁磁场和射射线对人人类的影影响，以以及消除除其不良良影响的的技术途途径和措措施。声声、光、热热、电、射射线，为为人类生生存和发发展所必必需。但但是，它它们在环环境中的的量过高高或过低低，就会会造成污污染和危危害。因因此，环环境物理理学研究究的目的的是要为为人类
17、创创造一个个适宜的的物理环环境。根根据研究究对象的的不同，分分为环境境声学、环境光光学、环境热热学、环境电电磁学、环境空空气动力力学等分分支学科科。其中中环境声声学有较较长的研研究历史史和较多多的研究究成果。环境医学研究环境与人群健康的关系，特别是研究环境污染对人群健康的有害影响及其预防措施，包括探索污染物在人体内的动态和作用机理，查明环境致病因素和致病条件，阐明污染物对健康损害的早期反应和潜在的远期效应，以便为制定环境卫生标准和预防措施提供科学依据。环境医学的研究领域有环境流行病学、环境毒理学、环境医学监测等。环境工程学运用工程技术的原理和方法，防治环境污染，合理利用自然资源，保护和改善环境
18、质量。主要研究内容有大气污染防治工程、水污染防治工程、固体废物的处理和利用、噪声控制等，并研究环境污染综合防治，以及运用系统分析和系统工程的方法，从区域环境的整体上寻求解决环境问题的最佳方案。此外，环境工程学还研究控制污染的技术经济问题，开展技术发展的环境影响评价工作。环境管理学研究采用行政的、法律的、经济的、教育的和科学技术的各种手段调整社会经济发展同环境保护之间的关系，处理国民经济各部门、各社会集团和个人有关环境问题的相互关系，通过全面规划和合理利用自然资源，达到保护环境和促进经济发展的目的。环境经济学研究经济发展和环境保护之间的相互关系，探索合理调节人类经济活动和环境之间的物质交换的基本
19、规律，其目的是使经济活动能取得最佳的经济效益和环境效益。环境法学研究关于保护自然资源和防治环境污染的立法体系、法律制度和法律措施，目的在于调整因保护环境而产生的社会关系。环境是一个有机的整体，环境污染又是极其复杂的、涉及面相当广泛的问题。因此，在环境科学发展过程中，环境科学的各个分支学科虽然各有特点，但又互相渗透，互相依存，它们是环境科学这个整体的不可分割的组成部分。 环境科学在在发展70年年代以来来，人们们在控制制环境污污染方面面取得了了一定成成果，某某些地区区的环境境质量也也有所改改善。这这证明环环境问题题是可以以解决的的，环境境污染的的危害是是可以防防治的。随着人类在控制环境污染方面所取
20、得的进展，环境科学这一新兴学科也日趋成熟，并形成自己的基础理论和研究方法。它将从分门别类研究环境和环境问题，逐步发展到从整体上进行综合研究。例如关于生态平衡的问题，如果单从生态系统的自然演变过程来研究，是不能充分阐明它的演变规律的。只有把生态系统和人类经济社会系统作为一个整体来研究，才能彻底揭示生态平衡问题的本质，阐明它从平衡到不平衡，又从不平衡到新的平衡的发展规律。人类要掌握并运用这一发展规律，有目的地控制生态系统的演变过程，使生态系统的发展越来越适宜于人类的生存和发展。通过这种研究，逐渐形成生态系统和经济社会系统的相互关系的理论。环境科学的方法论也在发展。例如在环境质量评价中，逐步建立起一个将环境的历史研究同现状研究结合起来，将微观研究同宏观研究结合起来，将静态研究同动态研究结合起来的研究方法；并且运用数学统计理论、数学模式和规范的评价程序，形成一套基本上能够全面、准确地评定环境质量的评价方法。环境科学现有的各分支学科，正处于蓬勃发展时期。这些分支学科在深入探讨环境科学的基础理论和解决环境问题的途径和方法的过程中，还将出现更多的新的分支学科。例如环境生物学在研究污染对微生物生命活动和种群结构的影响，以及由于微生物种群的变化而引起的环境变化方面，将导致环境微生物学的出现。这种发展情况将使环境科学成为一个枝繁叶茂的庞大学科体系。