北师大环境科学概论课件(三)-人类-自然耦合系统
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环境工程概论讲义第一章绪论环境的定义・环境(envirOnnlent)是指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。
・环境总是针对某一特定主体或中心而言的,是一个相对的概念,离开了这个主体或中心也就无所谓环境,因此环境只具有相对的意义。
・在生物科学中,环境是指生物的栖息地,以及直接或间接影响生物生存和发展的各种因素。
・在环境科学中,人类是主体,环境是指围绕着人群的空间以及其中可以直接或间接影响人类生活和发展的各种因素的总体。
・环境有大小之别,大到整个宇宙,小至基本粒子。
例如,对太阳系中的地球而言,整个太阳系就是地球生存和运动的环境;・对栖息于地球表面的动植物而言,整个地球表面就是它们生存和发展的环境;・对某个具体生物群落来讲,环境是指所在地段上影响该群落发生发展的全部无机因素(光、热、水、土壤、大气、地形等)和有机因素(动物、植物、微生物及人类)的总和。
・总之,环境这个概念既是具体的,又是相对的。
讨论环境时,要包含着特定的主体,离开了主体的环境是没有内容的,同时也是亳无意义的。
主体的不同或不明确,往往是造成对环境分类及环境因素分类不同的一个重要原因环境的类型・环境是一个非常复杂的体系,至今尚未形成统一的分类系统。
一般可按环境的主体、环境性质、环境的范围等进行分类。
・按环境的主体分,目前有两种体系,一种是以人为主体,其他的生命物质和非生命物质都被视为环境要素。
这类环境称为人类环境。
在环境科学中,多数学者都采用这种分类方法。
另一种是以生物为主体,生物体以外的所有自然条件称为环境。
・按环境的性质可将环境分成自然环境、半自然环境(被人类破坏后的自然环境)和社会环境3类。
・按环境的范围大小可将环境分为宇宙环境(或称星际环境)、地球环境、区域环境、微环境和内环境。
宇宙环境・宇宙环境指大气层以外的宇宙空间。
是人类活动进入大气层以外的空间和地球邻近天体的过程中提出的新概念,也有人称之为空间环境。
重金属迁移转化都可以用形态(SPECIATION) 概括无机污染物,特别是重金属和准金属等污染物,一旦进入水环境,均不能被生物降解,主要通过沉淀-溶解、氧化-还原、配合作用、胶体形成、吸附-解析等一系列物理化学作用进行迁移转化,参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程,最终以一种或多种形态长期存留在环境中,造成永久性的潜在危害。
天然水中颗粒物主要包括各类矿物微粒,含有铝、铁、锰、硅水合氧化物等无机分子,含有腐殖质、蛋白质等有机分子。
此外,还有油滴、气泡构成的乳状液和泡沫、表面活性剂等半胶体以及藻类、细菌、病毒等生物胶体。
水中颗粒物金属水合氧化物矿物微粒和粘土矿物腐殖质水体悬浮沉积物1. 水中颗粒物的类别金属水合氧化物Al、Fe、Mn、Si等金属的水合氧化物在天然水中以无机高分子及溶胶等形态存在,在水环境中发挥重要的胶体化学作用•Al在水中的主要形态:Al3+、Al(OH)2+、Al(OH)2+、Al(OH)3、Al(OH)4-、Al2(OH)24+等无机高分子•Fe在水中的主要形态:Fe3+、Fe(OH)2+、Fe2(OH)24+、Fe(OH)2+、Fe(OH)3、FeOOH等无机高分子•Mn与Fe类似,丰度较低,但是溶解度要高一些•H4SiO4聚合成无机高分子:Si n O2n-m(OH)2m矿物微粒和黏土矿物黏土矿物是由其他矿物经化学风化作用而生成,是天然水中最重要、最复杂的具有显著胶体化学特性的无机胶体微粒。
主要成分为铝或镁的硅酸盐,具有层状晶体结构。
黏土矿物的片层晶体基本是由两种原子层构成的,一种是硅氧四面体(硅氧片),另一种是铝氢氧原子层(水铝片),其间主要靠氢键连接,因此易于断裂开来。
石英、长石等不易破碎、颗粒较粗,缺乏黏结性;云母、蒙脱土、高岭石等硅酸盐黏土矿物,有胶体性质片层结构,容易破碎,具有黏性,可以生成稳定聚集体。
腐殖质已死的生物体在图扬中经微生物分解而形成的有机物质,主要指腐植酸,如富里酸、胡敏酸等。