第一节 人类面临的主要环境问题

水污染 当污染物进入江河湖海等水体，并超过水体自净能力时，就会改变水体的物理、化学、生物等特性，降低水的利用价值，造成水污染。按照人类活动方式，水污染源可分为工业污染源、农业污染源和生活污染源；按照污染物空间分布状态，可分为点污染源和面污染源。工业污染源中，由矿产资源开发产生的矿山废水，往往通过固定排污口排放，具有污染物多、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点，是需要重点治理的点污染源。在农业生产过程中，过量或不正确使用农药和化肥，也会造成水污染，属于典型的面污染源。 大气污染与酸雨 随着工业和交通的发展，人类活动向大气中排放的污染物越来越多。燃煤产生的硫氧化物、烟尘等，汽车尾气中的一氧化碳、氮氧化物和铅等，极大地危害人类的健康。大气污染导致每年约650万人死亡，占环境污染导致死亡人数的一半以上。 大气污染还会造成酸雨。酸雨指pH值小于5.6的降水。形成酸雨的大气污染物主要有硫氧化物和氮氧化物等，它们在一定条件下发生变化，生成硫酸、硝酸和盐酸，并随雨雪降落到地面。酸雨对生态环境的危害很大:可以毁坏森林；使江河湖水酸化;酸化土壤，影响农作物生长，造成农业减产;腐蚀建筑物、塑料和金属设施等。酸雨还常常引起国际纠纷。 固体废物污染 在生产与消费的过程中，大量固体废物因难以利用而被抛弃。矿产资源的开发利用，所丢弃的固体废物种类繁多，数量巨大。这些固体废物倘若处置不当，其有害成分通过水、空气、土壤等途径污染环境，进而危害人类健康。此外，固体废物露天堆放或填埋处置，也需要占用大量土地。 全球变暖 自工业革命以来，人类大量燃烧矿物燃料(煤、石油等)、砍伐森林等活动，致使大量二氧化碳等温室气体排放到大气中，导致全球变暖。全球变暖造成冰川消融和海水受热膨胀，从而导致海平面上升。据推测，到2100年海平面将至少上升65厘米，一些沿岸低地和岛国将面临被淹没的危险。海平面上升还会加剧风暴潮和洪涝灾害，造成城镇排污系统失效，海水倒灌导致土地和农田盐渍化。气候变化还会影响粮食、水资源等的供应与再分配，引发国际市场的动荡和有关国家的冲突。 臭氧层破坏 大气平流层中的臭氧层，能够吸收99%的太阳紫外线，就像一层天然屏障，保护着地球上的生命免受紫外线伤害，因此臭氧层被誉为地球的”保护伞”。科学家发现，地球臭氧层遭到了不同程度的破坏，南极上空的臭氧层破坏最为明显，出现了一个相当于北美洲面积大小的空洞。臭氧空洞导致到达地面的紫外线辐射增强。臭氧层中的臭氧每减少1%，紫外线辐射将增加2%，皮肤癌发病率将增加7%，自内障的发病率会增加0.5%。紫外线辐射增强不仅影响人类的健康，还会影响农作物和海洋生物的生长繁殖。 环境污染随着市场需求、经济发展、科技进步而不断变化，很难根除。但是，人类可以采取各种措施，对环境污染加以控制和治理。例如，以建设资源节约型社会为导向，节约使用各类自然资源；工业企业布局适度集中，以利于污染集中治理；加强宣传教育，动员社会各界的力量，借助法律、经济、技术等手段，把环境污染控制在最小的范围内。 生物多样性锐减 生物多样性是指地球上所有生物体及其构成的综合体，包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。其中，物种的数量是衡量生物多样性丰富程度的基本标志。由于人类活动对森林、草地和湿地等生态系统产生的消极影响，地球上越来越多的生物物种已经灭绝或濒临灭绝。据科学家估计，现在平均每天都有一种生物消失，很多物种还没有被人类发现和鉴定，就已经从地球上灭绝了。物种不断灭绝，必然导致生物多样性的破坏，从而使某些生物的食物链断裂，生态系统失去平衡，给人类造成无法估计的危害。 土地荒漠化 近年来，全球1/4陆地受到土地荒漠化的威胁。荒漠化主要发生在干旱、半干旱和半湿润地区。人口激增和自然资源利用不当，是导致荒漠化的主要原因。具体表现在过度农垦、过度放牧和水资源利用不当等方面。 案例1：减少水土流失的方法 种植防风林：在农田边缘种植高大乔木，构筑防风林，用以抵御风蚀，控制水土流失。 保护性犁地：犁地时将原先的庄稼茬、秆和根保留在土层里，借此提高土层的稳固性，改良土壤的结构。 修建梯田：在坡地上分段沿等高线建造阶梯式农田，以利于蓄水保土，治理坡耕地的水土流失。 […]

为了合理利用自然资源，我们必须摸清自然资源的家底，了解自然资源的数量、质量、分布以及存在的问题。学完本章后，我们模拟开展一个对森林资源的调查活动。将全班分成3~4个小组，每组10人左右，选定学校附近的一片森林，对森林资源进行调查。 （1）运用地理信息技术，估测这片森林的面积。 （2）选取样地。 （3）调查内容：单位面积乔木林的蓄积量、生长量、郁闭度、树高、胸径、群落结构、森林灾害等。 （4）工具：卷尺、罗盘、梯子、石灰、计算器、笔和纸、手持GPS、遥感影像图、地图等。 （5）注意事项： ①调查之前，集思广益，以小组为单位，讨论森林资源质量指标；列出所要调查项目的清单，准备好记录表格。②在测量树高、胸径等指标时，需要相互照应，确保安全。 （6）数据处理和统计分析：各小组整理好观测数据，对森林资源质量进行评价，分析存在的问题，并提出合理化建议。 下载PDF

（一）读图1-20，完成相关任务。 1.以某一水土流失区为例，说明主要侵蚀类型、水土流失特点和典型景观特征。 2.你的家乡属于哪一个水土流失区？查找有关资料，说出水土流失的成因，以及具体的治理举措。 （二）爱尔兰位于欧洲西部，历史上农业生产落后。哥伦布发现“新大陆”后，原产于美洲的土豆于17世纪初传入爱尔兰，后被广泛种植。到18世纪末，土豆成为爱尔兰大多数居民维持生存的主要粮食作物。土豆的高产，使爱尔兰人口从1660年起的180多年里增加了17倍,达到800多万。 爱尔兰选择土豆作为主要的粮食作物，虽缓解了人口和粮食压力，却明显降低了当地农业抵御病虫害的能力。1845年，一种引发土豆枯萎病的真菌首次侵袭爱尔兰。由于爱尔兰的土豆品种不多，缺乏抵御真菌病等的基因，土豆病害很快肆虐全国，造成历史上有名的大饥荒，近100万人死于饥馑和饥荒带来的疾病，超过150万人被迫移民。 1.简要分析爱尔兰谷物农业产量低的自然原因。 2.查阅有关土豆生长习性的资料，说明爱尔兰适宜土豆生长的自然条件。 3.议一议，为什么生物多样性可以增强区域生态系统抵御病虫害的能力？ 下载PDF

减少水土流失的方法 种植防风林　在农田边缘种植高大乔木，构筑防风林，用以抵御风蚀，控制水土流失。 保护性犁地　犁地时将原先的庄稼茬、秆和根保留在土层里，借此提高土层的稳固性，改良土壤的结构。 修建梯田　在坡地上分段沿等高线建造阶梯式农田，以利于蓄水保土，治理坡耕地的水土流失。 轮作　在同一块田地上，有顺序地在季节间或年间轮换种植不同的作物，是用地与养地相结合的一种耕作方式。长期以来，我国旱地多利用粮食、经济作物与豆类、绿肥的轮作方式。 带状耕种和沿等高线犁地　庄稼沿土地的斜坡、地形的边缘弯曲排列种植，在平缓的斜坡地上沿等高线犁地，可以减少水土流失。 遭到毁坏的热带雨林 热带雨林是世界上生物多样性最为丰富的生态系统，尽管其面积仅占地球陆地总面积的7%，但所拥有的物种却占到地球物种总量的一半以上。热带雨林正在被大规模地毁坏。据保守估计，全球热带雨林年均损失约0.6%，倘若照此速度，两个世纪内，地球上的热带雨林将损失殆尽。热带雨林的毁坏，直接导致地球生物多样性大幅度减少。 下载PDF

大规模的资源开发，不合理的土地利用，比如滥伐森林、过度放牧、破坏湿地、开矿修路等，会打破原有的生态平衡，使生态系统的结构、功能严重失调，产生波动性破坏或恶性循环。 土地退化是指人类不合理的开发利用所造成的土地生产力衰减，包括水土流失、荒漠化、次生盐碱化、沼泽化等。水土流失的直接后果是破坏土地资源。长远来看，在流域源头和上游，植被破坏造成的水土流失，可能导致下游湖、河、水库的泥沙增多，河床抬高，进而引发洪涝灾害，给人们的生命财产造成重大损失。 丰富的生物多样性可以增强生态系统提供产品和服务的能力。就某个生态系统而言，生物多样性的降低，会减弱其抗干扰的能力，并威胁到系统的稳定性。自然资源的过度开发，工业化和城市化的加速推进，都会破坏野生物种生存繁衍的环境，进而对生物多样性造成不利影响。 据估计，世界上每年至少有5万种生物物种灭绝，平均每天灭绝的物种达140个。许多能为人类提供生产、生活资料的宝贵物种，已经无可挽回地灭绝了。因此，保护生物多样性迫在眉睫。 污染防治和生态保护是环境保护的两大领域。我国的环境保护工作是从污染防治开始的。污染防治与生态保护并重，符合我国的基本国情，也符合环境保护工作的方向。与污染防治相比，生态保护的范围要更宽泛，影响更广，任务更为艰巨，需要的时间更长，花费的资金也更多。 下载PDF

1.铁矿开采时，处理剥离的岩土一直是世界性的难题，通常需要占用大量土地来建设排土场和尾矿库。司家营铁矿位于河北唐山滦县城南10千米，于2007年投产，现为我国三大铁矿区之一。该铁矿贯彻绿色发展理念，抓住曹妃甸建港的契机，用废石填海造地，并在开滦煤矿采煤沉陷区利用尾矿进行填充。此外，该铁矿在矿坑周边打好注浆孔，注入混凝土，阻断矿坑与地下水的联系，从而避免了采矿对地下水的污染。 （1）说一说，司家营铁矿施行固体废物综合利用有何现实意义？ （2）采用尾矿填海、填充采煤沉陷区，会不会造成水体污染？如果有，应采取哪些防范措施？ （3）调查本地的矿区尾矿或采空区的后续处理方式，或调查本地垃圾的处理方式。对它们的处理方式进行环境评价，并提出合理化改进建议。 2.环境质量是指在一个具体的区域内，环境总体或某些环境要素对人群的生存繁衍以及社会经济发展的适宜程度，是对环境状况的具体描述。发达国家从19世纪50年代开始，注重对环境的治理与保护，定期公布地区或全国范围内的环境质量状况。我国从20世纪80年代末开始，每年都会发布“中国环境状况公告”。据此，完成下列相关任务。 （1）结合身边实例，说明各种环境因素是如何相互作用并影响一个区域的环境质量的。 （2）我们平时可以从哪些途径获得有关环境质量的信息？ （3）环境质量与生活质量之间有什么关系？试举例说明。 下载PDF

洛杉矶市坐落在三面环山、一面临海的开阔盆地中，除局部为丘陵外，地面平坦。19世纪末20世纪初，洛杉矶发展成一座特大城市，其城市居住用地以别墅型居民区为主。 20世纪40年代初期，洛杉矶近250万辆汽车排放的尾气，以及炼油厂、供油站等排放的化学物质，在阳光照射下发生光化学反应，生成淡蓝色光化学烟雾。这种烟雾含有臭氧、氮氧化物、乙醛和其他有害成分，滞留在洛杉矶上空经久不散，严重危害到当地居民的健康，甚至导致居民中毒死亡。另外，光化学烟雾还使家畜患病，阻碍植物生长，使橡胶制品老化，建筑物受到腐蚀。光化学烟雾也显著降低大气的能见度，影响汽车、飞机的安全运行，致使交通事故频发。洛杉矶光化学污染事件催生了美国著名的《清洁空气法》，其环境治理与管理的示范作用意义重大。 1.从城市功能分区、经济社会发展的角度，分析洛杉矶小汽车众多的原因。 2.从地形、气候的角度，分析光化学烟雾易在洛杉矶城市上空滞留的原因。 3.治理洛杉矶光化学烟雾污染，可采取哪些措施？对我国有何启示？ 下载PDF

燃烧煤炭导致大气污染 因燃烧煤炭而产生的二氧化硫、氮氧化物、总悬浮物在大气污染物中所占的比例较大。监测表明，2012年煤炭直接燃烧造成的SO2、NOx和烟粉尘排放量分别占我国同类污染物排放总量的79%、57%和44%。大气中的SO2和NOx遇到水滴或潮湿空气，转化成亚硫酸、硫酸和硝酸，再混入降水中，使其酸度增加，当pH低于5.6时，就形成酸雨。 固体废物的分类 《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》规定，固体废物分为工业固体废物、城市生活垃圾和危险废物。我国每年都要产生大量的固体废物。2017年，全国一般工业固体废物产生量达33.2亿吨，危险废物0.69亿吨。在一般工业固体废物中，矿业和冶金业产生的固体废物要占到80%以上，以尾矿、煤矸石、粉煤灰、炉渣为主。 下载PDF

1.按污染物的不同，水污染一般可分为三种类型，即化学性污染、物理性污染和生物性污染。判断下列材料各属于哪种类型的水污染，并填入表中。 2.为监测矿山废水的污染情况，拟在矿区范围内布置多个不同类型的水质采样监测点。根据下列材料，设计这些采样监测点的位置，将下列各点的序号标注在图1-12上，说明理由，并设计一个水质监测与预警方案。 ①对照点：设在矿区水源地或矿区的上游区段。 ②污染点：设在河流污染特定区段。 ③基本点：设在河流的清洁区段。 ④净化点：设在矿区外的下游区段。 提示：除在河流布点外，在矿区内也应布置采样监测点。 下载PDF

自然资源大多不能直接利用，必须经过获取、处理、加工、改造等环节，才能服务于人类。在自然资源的开发利用过程中，倘若排放的废弃物超过环境容量和自净能力，就会造成环境污染。 当污染物进入江河湖海等水体，并超过水体自净能力时，就会改变水体的物理、化学、生物等特性，降低水的利用价值，造成水污染。 按照人类活动方式，水污染源可分为工业污染源、农业污染源和生活污染源；按照污染物空间分布状态，可分为点污染源和面污染源。工业污染源中，由矿产资源开发产生的矿山废水，往往通过固定排污口排放，具有污染物多、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点，是需要重点治理的点污染源。在农业生产过程中，过量或不正确使用农药和化肥，也会造成水污染，属于典型的面污染源。 在矿产资源开发利用的过程中，大量粉尘和废气进入大气层，这些污染物的浓度若超过一定标准并持续一段时间，就会造成大气污染，对人和环境造成不良影响。严重的大气污染与化石能源的大量使用密切相关。 煤炭燃烧产生的污染物主要是二氧化硫和烟尘。不少严重的大气污染灾难，比如伦敦烟雾事件、比利时马斯河谷烟雾事件、美国多诺拉烟雾事件等，都与煤炭使用有关。 汽车尾气、石油化工排放的废弃物，包括烯烃、二氧化氮、链烷等，这些污染物在阳光的照射下发生光化学反应，形成光化学烟雾。美国洛杉矶发生的光化学烟雾事件，日本“石油之城”四日市发生的“哮喘事件”，科威特发生的“科威特哮喘”，都是由石油化工产品的过度使用造成的。 在生产与消费的过程中，大量固体废物因难以利用而被抛弃。矿产资源的开发利用，所丢弃的固体废物种类繁多，数量巨大。这些固体废物倘若处置不当，其有害成分通过水、空气、土壤等途径污染环境，进而危害人类健康。此外，固体废物露天堆放或填埋处置，也需要占用大量土地。 环境污染随着市场需求、经济发展、科技进步而不断变化，很难根除。但是，人类可以采取各种措施，对环境污染加以控制和治理。例如，以建设资源节约型社会为导向，节约使用各类自然资源；工业企业布局适度集中，以利于污染集中治理；加强宣传教育，动员社会各界的力量，借助法律、经济、技术等手段，把环境污染控制在最小的范围内。 下载PDF