环境工程导论.ppt

第一篇地球环境与生态系统第一章地球环境的基本特征第二章生态系统第三章人口与资源第一章地球环境的基本特征第一节地球环境的圈层结构地球环境及其组成自然环境:自然因素的总和。大气圈、水圈、土壤圈、生物圈、岩石圈社会环境:上层建筑和生产关系。人类圈地球环境的独特性:在于它具备其他天体所不具备的条件《中华人民共和国环境保护法》本法所指环境:大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动植物、水生生物、名胜古迹、风景游览区、自然保护区、生活居住区。地球平均温度为15度,大部分水保持液态。在地球引力作用下,大量气体被吸集在其周围形成大气圈,经长期演化,主要有氧和氮组成,高空氧在紫外线辐射作用下,形成臭氧层。大气中含有一定数量的二氧化碳,使地球保持适中的温度,有利于生物生长。地球的偶极磁场在太阳风的作用下,形成包围地球的磁层,能阻挡和捕获太阳风及宇宙线的高能带电粒子。地球表面是坚固的地壳,由花岗岩和玄武岩构成的岩石圈,把岩浆覆盖在地下,岩石圈突出部分为陆地,其上层风化,发育成土壤层,为植物提供营养和生长的基地;凹下去的部分为水淹没是海洋,海洋和陆地上的河流、湖泊、冰川及地下水息息相通,可视为一个连续的水圈。地球具备了优越的自然条件:适宜的热量、生命所必需的水和氧,又在臭氧层和磁层对有机体的保护下,生命得以生存发展,200多万种动、植物和微生物生长在水圈、岩石圈的上层及大气圈的下部。地球创造了上述优越条件。人们一直认为地球具有了上述优越条件,才创造了生命。但盖娅假说:生命创造了今天的地球,因地球表层物质和能量的循环,转换是靠生命活动实现的。现在的地球可以说是地球历史进化过程与生命参与的共同结果。地球各圈层的形成与发育:46亿年前形成水的出现(约38亿年前)生命的出现从简单小分子到生物小分子从生物小分子到生物大分子从生物大分子到原始生命体化学进化论宇宙胚胎说大气圈(16亿年前形成)出现细菌和蓝藻——光合作用(氧气)(20亿年前)是生命起源的重大事件出现了原核细胞(20亿年前)出现真核细胞(12亿年前)出现海洋无脊椎动物(5亿年前)出现陆地动物(顶囊蕨)出现哺乳类动物(2亿年前)出现包括人类在内的生物界(目前约有500万——5000万种生物)总的演变过程:在真核细胞的基础上,单细胞生物发展为多细胞生物,并分化为动物和植物。植物:菌藻---苔藓和蕨类---裸子---被子植物动物:无脊椎---脊椎---鱼类---两栖类---爬行类---鸟类---哺乳类---鸟类“生物圈2号”试验的失败地球养育着人类和所有生物,所以,人们称地球为“生物圈1号”。1984年,在美国亚利桑那州的沙漠里,出现了一座用钢架玻璃盖成的密封型建筑,占地1万3千平方米,里面有林草、耕地、牧场和“人工海洋”等等,耗资2亿多美元。人们称其为“生物圈2号”。1993年,8名科学家进入其中。他们计划一边耕作养殖,一边科学研究,同时,要努力维持在这密封型建筑中的小小的生态系统的平衡,包括气候(尤其是氧气含量)和食物。原定这些科学家在这密封建筑中停留2年,以检验人类能否在同地球隔绝的模拟的“生物圈2号”环境中长期生活。但是,1年多以后,氧气含量从21%下降到了14%,所种下的粮食歉收,无奈只能吃种子。在这种情况下,不得不提前撤出。随后,这套建筑移交给了哥伦比亚大学。1996年9月,对该项试验的总结认为,在现有条件下,人类无法模拟可供人类生存的地球生态环境。第二节人类与地球各圈层之间的关系大气圈的结构按分子组成均质层非均质层氮层、原子氧层、氦层、氢层按大气的物理化学性质光化层离子层第二节人类与地球各圈层之间的关系人类与大气圈对流层平流层中间层暖层(热成层)散逸层大气组分稳定组分:氧21%,氮78%,惰性气体不稳组分:二氧化碳、二氧化硫、臭氧等12Km50-60Km60-85Km800Km