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漫谈生态环境与健康生活. —— 从身边的问题说起. 苏州博士联谊会、苏州生态协会、苏州市科学技术协会. 二O一二年十二月. 背 景. 当前,生态环境问题已经成为 全民关注的热点话题 。由于人口众多与资源相对不足矛盾明显,导致生态环境形势日益严峻( 经济发展的需要 ),而且问题的敏感性也日益突出( 社会稳定的需要 ),因此无论是政府还是寻常百姓希望寻求破解之道的心情日益迫切( 改善人类生存环境的需要 )。
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漫谈生态环境与健康生活 ——从身边的问题说起 苏州博士联谊会、苏州生态协会、苏州市科学技术协会 二O一二年十二月
背 景 当前,生态环境问题已经成为全民关注的热点话题。由于人口众多与资源相对不足矛盾明显,导致生态环境形势日益严峻(经济发展的需要),而且问题的敏感性也日益突出(社会稳定的需要),因此无论是政府还是寻常百姓希望寻求破解之道的心情日益迫切(改善人类生存环境的需要)。 最近,党的十八大报告要求全面落实“经济建设、政治建设、文化建设、社会建设、生态文明建设”五位一体总体布局,明确提出:“建设生态文明,是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。面对资源约束、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势,必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,把生态文明建设放在突出地位,融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程,努力建设美丽中国,实现中华民族永续发展。”
生态环境问题是指由于生态平衡遭到破坏,导致生态系统的结构和功能严重失调,从而威胁到人类(可外延至生物范畴)的生存和发展的现象。当今世界,人类面临着许多共同的生态环境问题。从总体上看, 这些生态环境问题主要表现为生态环境破坏和生态环境污染两大类。
“生态”就是指一切生物的生存状态,以及生物之间和生物与环境(包含非生物环境和生物环境)之间相互作用(分为正面作用和负面作用)的关系。“生态”就是指一切生物的生存状态,以及生物之间和生物与环境(包含非生物环境和生物环境)之间相互作用(分为正面作用和负面作用)的关系。 生态学(Ecology)的产生最早是从研究生物个体而开始。1869年,德国生物学家E.海克尔(Ernst Haeckel)最早提出生态学的概念,它是研究生物及其环境间、生物之间及其对生态系统的影响的一门学科。实际上,现在将环境之间的相互影响关系也纳入其研究范畴(例如:大气中CO2浓度波动,会引起温度等环境因子的变化)。
但如今,生态学已经渗透到各个领域,“生态”一词涉及的范畴也越来越广,人们常常用“生态”来定义许多美好的事物,如健康的、美的、和谐的等事物均可冠以“生态”修饰。但如今,生态学已经渗透到各个领域,“生态”一词涉及的范畴也越来越广,人们常常用“生态”来定义许多美好的事物,如健康的、美的、和谐的等事物均可冠以“生态”修饰。 当然,不同文化背景的人对“生态”的定义会有所不同,多元的世界需要多元的文化,正如,自然界的“生态”所追求的物种多样性一样,以此来维持生态系统的平衡发展。
“环境”总是相对于某一中心事物而言。环境因中心事物的不同而不同,随中心事物的变化而变化。我们通常所称的环境就是指人类的环境。人类环境分为自然环境和社会环境。“环境”总是相对于某一中心事物而言。环境因中心事物的不同而不同,随中心事物的变化而变化。我们通常所称的环境就是指人类的环境。人类环境分为自然环境和社会环境。
自然环境亦称地理环境。是指环绕于人类周围的自然界,是人类赖以生存和发展的物质基础。它包括大气、水、土壤、生物和各种矿物资源等。自然环境亦称地理环境。是指环绕于人类周围的自然界,是人类赖以生存和发展的物质基础。它包括大气、水、土壤、生物和各种矿物资源等。 社会环境是指人类在自然环境的基础上,为不断提高物质和精神生活水平,通过长期有计划、有目的的发展,逐步创造和建立起来的人工环境,如城市、农村、街道、社区、家庭、学校、班级、宿舍等。社会环境的发展和演替,受自然规律、经济规律以及社会规律的支配和制约,其质量是人类物质文明建设和精神文明建设的标志之一。
人类社会与生态环境有着密切的关系。 一方面,人类任意排放废弃物和有毒、有害物质,导致生态环境污染。还有人类对生态环境的破坏,导致生态系统退化,最终影响到人类社会的正常生产和生活。
另一方面,生态环境的破坏也反过来影响人类社会的稳定和制约经济社会的可持续发展。另一方面,生态环境的破坏也反过来影响人类社会的稳定和制约经济社会的可持续发展。 2012年7月2日“四川什邡因民众抗议钼铜项目引发群体事件”、2012年7月28日“江苏启东市民反对排污管道修建计划引发群体事件”,以及近年来系列PX(对二甲苯)项目事件(2007年6月1日福建厦门、2008年10月17日浙江台州、2011年11月17日江苏常州、2011年8月8日辽宁大连、2012年10月22日浙江温州)昭示生态环境问题不是一个小问题,它已经突破单纯的科学、环保意义,因为这里突显出普通民众对自身生活环境的高度关注,可以预见未来这方面的问题将呈现多发之势(环境历史欠债多,民众环保意识增强等因素,近期苏州地产业中暴露出的环境污染问题频发就是一个典型信号),必须引起全社会的高度关注! 本次讲座仅以贴近身边的生态环境问题入手,简单谈谈生态环境与健康生活的关系:
一、“温” 当前,在生态环境领域与“温度”密切相关的热门话题主要有两个: 其一,温室效应(全球温室气体效应),过度排放的温室气体(CO2、CH4、NOX、 CFC、O3等)造成,这类气体具有吸热和隔热的功能,它们在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,其结果是地球表面变热起来,因其作用类似于栽培农作物的温室,故名温室效应。(因属于全球生态学研究范畴,故这里不再详述) 温室效应示意图
北极冰川融化,白极熊生存危机 全球海平面上升,岛国现生存危机
其二,热岛效应:是指一个地区温度高于周边地区温度的现象。其中,最为人们熟知的城市热岛效应就是城市温度高于周边农村的现象。其二,热岛效应:是指一个地区温度高于周边地区温度的现象。其中,最为人们熟知的城市热岛效应就是城市温度高于周边农村的现象。 城市热岛效应示意图
(1)温度升高夏季高温使人产生烦燥、中暑、精神紊乱等症状,影响人体健康;冬季变暖,导致物候期变化。例如:植物春季提早发芽和开花、推 迟落叶和休眠,但春季极易受低温冷害影响。 1、主要危害
(2)夏季能耗增加过度使用空调、电扇等降温设备或其它降温避暑措施投入增加。(2)夏季能耗增加过度使用空调、电扇等降温设备或其它降温避暑措施投入增加。 游泳池避暑 露天泳场避暑 (3)城市污染加重,呼吸道疾病发病率增加受热岛效应影响时,人为产生的污染气体不易向外扩散。
(1)热排放量大工厂及车辆排热; 居民生活用能的释放等; 城市人口密集。 2、主要诱因 城市人口密集 车辆排热
(2)CO2等温室气体、污染气溶胶的保温作用 工业生产; 交通运输; 露天餐饮油烟等。 工业生产CO2排放 露天餐饮油烟排放
(3)城市建筑结构、下垫面特性高楼密集,大气流动性差(对流不畅,散热性能差); 地面硬质化铺装吸热等(易吸热)。 城市高楼林立 地面硬质化铺装
3、主要解决途径 (1)城市规划的科学性 控制城市人口和建筑的密度; 尽可能考虑地势地形和常年风向等因素。
(2)减少热量、CO2等温室气体排放 使用低碳能源(太阳能、水力发电、风能等); 减少汽车使用量,倡导环保出行方式。 如:步行、自行车、电动车等 以步代车 (3)淡化建筑物外表,增加热能的反射 例如:将墙体涂成白色
(4)增加硬质化铺装的透水性、储水性; 例如:倡导生态植草砖的使用 植草砖铺装
(5)增加城市绿化(碳捕捉技术)和水体面积(水的比热大,吸热多) 绿化时应尽可能避免碎片化(应强化整体效果,研究表明:植物群落 降温效果好于孤立个体之和); 对于土地资源紧张的城市,空间立体绿化潜力应充分挖掘。 墙面立体绿化 城中湖泊 植物固碳示意图 (常用碳捕捉技术)
二、“光” 光污染是现代社会中产生的过量的或不适当的光辐射对人类和自然环境所造成的不良现象。 光污染
1、主要危害 (1)身体伤害 红外线和紫外线的伤害,皮肤、眼睛受伤; 视觉眩晕,易诱发交通事故。 眩光易诱发交通事故
(2)生物钟紊乱影响动植物正常生理活动; 让人难以入睡; 动物定向干扰,尤其是鸟类(迁徙)和昆虫迁飞(趋光性)。 影响正常生理活动 定向受干扰造成鸟类死亡
(3)生态系统中物种发生变化例如:城市中壁虎多,而萤火虫少了。(3)生态系统中物种发生变化例如:城市中壁虎多,而萤火虫少了。 夜色中的萤火虫 夜晚窗玻璃上壁虎 (4)能源浪费
(1)人造光源的泛滥使用城市夜晚照明灯光、广告灯箱等。(1)人造光源的泛滥使用城市夜晚照明灯光、广告灯箱等。 2、主要诱因 “火树银花不夜天”的城市生活 “城市广场”音乐喷泉
(2)城市幕墙等反光钢化玻璃;釉面砖墙; 铝合金板;磨光花岗岩; 大理石和高级涂料等。 玻璃幕墙
(3)工地照明灯光、焊枪弧光等 焊枪弧光 夜间施工地强光
3、主要解决途径 (1)减少光污染的来源 加强城市规划和管理,减少夜晚照明时间,节省能源; 减少使用玻璃幕墙; 改善工厂、建筑工地等场所的照明条件等(如:降低照明 灯具功率、缩短照明时间)。 (2)采取必要的安全防护措施 例如:戴防护眼镜和防护面罩; 公路中央隔离带种植绿篱防眩光。
三、“水” 水生态环境问题分为:水生态环境污染和水生态环境破坏两方面。不过在一定条件下两者可以相互转化。 河流干涸 生存与金钱孰重孰轻?
1、主要危害 (1)形成人为灾害 干旱、水涝; 地面沉降、地陷等次生地质灾害。 城市内涝 城市道路“地裂” (部分为地下水过度利用) 农村地面沉降 (部分为地下水过度开采)
(2)水体富营养化如:影响饮用水安全 太湖蓝藻暴发(重度) 水生植物过度繁殖(轻度)
(3)影响食物安全 生物富集(生物放大)作用示意图 生物放大指某些在自然界不能降解或难降解的化学物质,在环境中通过食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集,浓度越来越大的现象。许多有机氯杀虫剂和多氯联苯都有明显的生物放大现象。
由于生物放大作用,进入环境中的毒物,即使是微量的,也会使生物尤其是处于高位营养级的生物受到毒害,甚至威胁人类健康。因此,对污染物的排放,不仅要规定浓度的限制,也要考虑总量的限制。 深入研究生物放大作用,特别是鉴别食物链对哪些污染物具有生物放大的潜力,对于探讨污染物在环境中的迁移,以及确定环境中污染物的安全浓度,都具有理论和现实意义。 为了预防有害毒素通过食物链富集,解决问题的思路主要有两种: (1)种养生物(植物、动物、微生物)拒吸毒素,或者吸收量极少,仍可保证食物在安全范围之内; (2)种养生物(植物、动物、微生物)具有富集毒素能力,但可食植物器官不富集。
(4)生态系统崩溃 死湖、死河的出现,水体中动、植物难以生存。 臭水沟 “牛奶河”
2、主要诱因 (1)过度开发 水系不畅,如:城市植被少或地面硬件质化等导致正常水循环途径被人 为阻断或破坏;交通建设导致大量“香肠河”现象; 坡地开垦、工程建设形成水土流失,进而导致河流淤积,水容量减小等 硬质驳岸 “香肠河”现象 河道淤积
(2)工业污染物排放(包含洗车行业污水无序排放)(2)工业污染物排放(包含洗车行业污水无序排放) 工厂排污口 洗车废水漫流
(3)农业面源污染 农用化学品; 畜禽排泄物; 废弃植物秸秆等。 废弃植物秸秆无序堆放 养殖场畜禽排泄物随意排放
(4)生活污染生活污水无序排放 生活污水直接进入河道
(5)过度人为干扰高强度开垦作业,如:高密度大规模水产养殖业的饲料污染 (重金属、激素、剩余物等)。 湖泊围栏养殖
3、主要解决途径 (1)政策法规的制定 “总量控制,达标排放”原则 (2)管理措施到位 强化源头控制污染源; 达标排放,全过程监控; 科学规划,合理安排产业结构等(尤其是敏感区域,如水源地)。
(3)生态环境修复技术按水系原有自然循环路径恢复水循环路径,发挥土壤净化作用; 科学疏浚(轮浚)或疏通河道; 利用湿地净化技术等。 水分自然循环过程示意图
生态护岸 生态驳岸 透水砖铺装
四、“生” 这里“生”是指生物多样性。人类和其他生物居住并赖以生存的地球,形成至今约有46亿年了。在过去的2亿年中,自然界每27年有一种植物从地球上消失,每个世纪约有90多种脊椎动物灭绝。随着人类活动的不断加剧,物种灭绝的速度也不断加快,目前物种灭绝的速度是自然灭绝速度的1 000倍左右(Wilson 1988)。 寂静的森林、农田、河流! (《寂静的春天》雷切尔•卡逊,1962)
生物多样性越丰富,生态系统中食物链结构相对越复杂,生态系统越稳定。生物多样性越丰富,生态系统中食物链结构相对越复杂,生态系统越稳定。 简单食物链结构示意图 复杂食物链结构示意图
1、主要危害 (1)物种加速灭绝 人类食物、产品供应减少 鱼类大量死亡
(2)食物链断裂,生态系统脆弱,影响生态安全病虫害加剧; 物种结构发生变化(生物相生相克,与物种的生存和进化策略有关, 即“k”策略者 OR“r”策略者)。 虫害肆虐
2、主要诱因 (1)生境地环境恶化 生境地污染; 生境地破坏。 生境地受污染
(2)缺少食物据相关报道,农村黄鼠狼减少,但城市种群数量有所增加。(2)缺少食物据相关报道,农村黄鼠狼减少,但城市种群数量有所增加。 城市中的黄鼠狼