环境概论-1概述.

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1、环境概论 东北大学 石忠宁 2014年9月-11月 课程设置的目的 p课程设置目的与定位 p培养具有环保理念的工程师 p行为素质教育 p环境的宣传教育 p学时（24学时） p参考书 p环境学概论（吴彩斌等，中国环境科学） p现代环境科学导论(盛连喜：东北师范大学) p考试成绩 p平时60% p三次随机课堂小考 p期末考试成绩占40% 章节内容 第1章 概述 第2章 认识我们的家园-地球表层系统 第3章 生态系统与生态平衡 第4章 人地关系-人口、资源与环境 第5章 可持续发展战略思想及理论 第6章 大气污染及防治 第7章 水污染及防治 第8章 环境负荷减量化技术 环保法中规定： 环境是指影响人

2、类生存和发展的 各种天然的和经过人工改造的自 然因素的总体。包括森林、土壤 、矿藏、地下水、海洋、大气、 阳光、城市、乡村、文物古迹等 等。 问题： 如果人类将来移民到其他星球上 ，范围涉及到地球之外，会产生 什么环境？ 什么是环境 星际环境 环境是一个人类至今还没有完 全认识清楚的庞大而又有机联 系的复杂巨系统。环境科学涉 及到许多层面，既有自然的、 工程技术的，也有社会伦理的 ，具有综合的学科特性。就目 前而言，国民经济建设中，任 何一项工程、项目的规划都需 进行环境评估，充分考虑对环 境的影响。 1.1环境及其组成 环境是指某项主体周围的空间及空间中的介质 。环境是相对于主体而言的客体，

3、与主体相互 依存，随主体不同而有不同的内容。 自然环境是人类目前赖以生存生活的自然条件 和自然资源的总称。它直接或间接影响人类的 一切自然形成的物质、能量和自然现象的总体 ，简称环境。自然环境包括地球环境和外围空 间环境两部分组成。 环境科学所指的环境是 指围绕人类空间的一切 事物，包括自然环境和 人类作用自然形成的社 会环境。 钙钛矿+铁方镁石 橄榄石+辉石+石榴石 地核(厚度3470km，含有Fe，Ni） 地幔（厚度2900km, 含Si， Mg） 地壳（厚度33km, 含Si， Al） 岩石圈 土圈 水圈 （生物圈） 外围空间环境 散逸层 电离层 中间层 平流层 对流层 地球的外部圈层为

4、大气圈； 生物圈：大气圈底部与地壳的表 层生活着各种生物，被称为生物 圈，一般在海平面以下10km到 海平面以上9km。 星系环境简介-月球 月球 无大气层 温度-180 130 重立场0.166G 自转周期=公转周期（约27.3 地球日） 月球表面特征 因为月亮有潮汐锁定现象，自转周期和公转周期一样的，都是约27.3地球日。在地球 上的我们因此只能看到月亮朝向我们的一面，背对地球的那一面是看不到由于光线折 射原理，实际上我们在地球上能看到的月亮表面要多于50%，约能看到59%的月亮表 面。 月球引力为地球的1/6，在向阳面的高温下，任何气体分子都会轻而易举地达到脱离速 度。但对月球的实测表明

5、，月球表面并不是没有任何大气，只是大气层太稀薄，表面 大气压仅为2X10-6巴（表面气压仅为10-14大气压量级），而且大气成份比较复杂，随 时空多变，通常在黑夜时的大气成份主要由40%的氩、40%的氖和20%的氦组成，到 日出时还会加入极少量的甲烷和氨等，有些地区的大气中还会发现极微量的氢、氡、 钠、钋和钾原子等。 由于没有大气的热传导，月表平均温度为107（白昼）-153（夜晚），向阳面与 背阳面的温度为120-150，夜晚和太阳不能照射到的阴影区的温度仅为-160 180，最低与最高温度-180 130 ，温差可以达到 300以上。 美国科学家日前宣称，月球上有冰存在，这就可能为探索月球

6、奥秘的人们 提供饮用水，也可将冰分解为氢和氧，从而为火箭提供燃料。 月球元素组成 月壳元素组成：包括：铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝 及氢。当受到宇宙 射线轰击时，每种元素会发射特定的伽玛辐射。有些元素，例如：铀、钍和钾，本身 已具放射性，因此能自行发射伽玛射线。但无论成因为何，每种元素发出的伽玛射线 均不相同，每种均有独特的谱线特征，而且可用光谱仪测量。直至现在，人类仍未对 月球元素的丰度作出面性的测量。现时太空船的测量只限于月面一部分。 月球土壤中还含有丰富的氦3，利用氘和氦3进行的氦聚变可作为核电站的能源，这种 聚变不产生中子，安全无污染，是容易控制的核聚变，不仅可用于地面核电站

7、，而且 特别适合宇宙航行。据悉，月球土壤中氦3的含量估计为715000吨。从月球土壤中每 提取一吨氦3，可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。从目前的分析看，由于月球的 氦3蕴藏量大，对于未来能源比较紧缺的地球来说，无疑是雪中送炭。许多航天大国已 将获取氦3作为开发月球的重要目标之一。 月球矿产资源 月球有丰富的矿藏，据介绍，月球上稀有金属的储藏量比地球还多。月球上的岩石主 要有三种类型，第一种是富含铁、钛的月海玄武岩；第二种是斜长岩，富含钾、稀土 和磷等，主要分布在月球高地；第三种主要是由011毫米的岩屑颗粒组成的角砾 岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物，其中6种矿物是

8、地球没有的 。 月球的矿产资源极为丰富，地球上最常见的17种元素，在月球上比比皆是。以铁为例 ，仅月面表层5厘米厚的沙土就含有上亿吨铁，而整个月球表面平均有10米厚的沙土 。月球表层的铁不仅异常丰富，而且便于开采和冶炼。据悉，月球上的铁主要是氧化 铁，只要把氧和铁分开就行；此外，科学家已研究出利用月球土壤和岩石制造水泥和 玻璃的办法。在月球表层，铝的含量也十分丰富。 月球表面分布着22个主要的月海，除东海、莫斯科海和智海位于月球的背面（背向地 球的一面）外，其他19个月海都分布在月球的正面（面向地球的一面）。在这些月海 中存在着大量的月海玄武岩，22个海中所填充的玄武岩体积约1010千米，而月

9、海玄武 岩中蕴藏着丰富的钛、铁等资源。若假设月海玄武岩中钛铁矿含量为8%，或者说二氧 化钛含量为4.2%，则月海玄武岩中钛铁矿的总资源量约为1.310151.91015，尽管 这种估算带着很大的推测性与不确定性，但可以肯定的是月海玄武岩中丰富的钛铁矿 是未来月球可供开发利用的最重要的矿产资源之一。 星系环境简介-水星 外文名：Mercury 中国古称：辰星 自转周期：58.646日 公转周期：87.969日 体 积：6.0831010 质 量：3.30221023kg 表面积：7.48107 逃逸速度：4.435km/s 距太阳距离：5800万千米 卫星数：无（水手号，1973） 温差：100

10、K至700.15K 水星的密度是5.427公克/cm 磁场：有， 约为地球的1% 地壳厚度100300km ；结皮厚度600km；核心半径约 1800km 水星外貌如月，内部却很像地球，也分为壳、幔、核三层 。半径2439公里，其中心有个比月球大得多的铁质内核。核球 主要成分是铁、镍和硅酸盐，水星应含铁两万亿亿吨，按世界 钢的年产量（约8亿吨）计算，可以开采2400亿年。 稀薄的大气，大气压小于210百帕，含有氦、氢、氧、碳 、氩、氖、氙等元素。由于大气非常稀薄，水星的表面白天和 夜晚的温度相差很大，实际上水星大气中的气体分子与水星表 面相撞的频密程度比它们之间互相相撞要高。 金星Venus

11、古名：启明星，太白金星，长庚 公转周期：224.701天 自转周期：243.01日 密度： 5.24 克/立方厘米，0.8150M 半径：6073公里 近远日点:107,476,259，108,942,109千米 质 量:4.8691024千克 表面引力:8.78m/s 逃逸速度:10.4 千米/秒 距太阳距离:1.082亿千米(0.72天文单位) 卫星数量：0 美国水手2号”飞船，1962年8月27日，12 月14日抵达 苏联抵“金星”4号飞船1967年6月12日，10 月18日） 金星无磁场 占约96%，以及氮3%。在高度50至 70 公里的上空，悬浮着浓密 的厚云，把大气分割为上下两层。

12、云为浓硫酸液滴组成，其中还 掺杂著硫粒子。 常降酸雨。表面温度高达500， 1978年9月9日和9月14日，前苏联发射了“金星11号”和“金星12号” ，两者均在金星成功实现软着陆，分别工作了110分钟。特别是“ 金星12号”于12月21日向金星下降的过程中，探测到金星上空闪电 频繁、雷声隆隆，仅在距离金星表面11公里下降到5公里的这段时 间就记录到1000次闪电，有一次闪电竟然持续了15分钟！ 火星Mars 别 称：荧惑星 质 量：6.42191023kg（体积 为15%，质量为11%） 平均密度：3.94g/cm 直 径：6794km 表面温度：63 逃逸速度：5.02km/s 自转周期:

13、24.6229h 公转周期:687个地球日 距地距离:最近5500万公里，最远 4亿公里 半长轴:2.2793664亿公里 卫星数量:火星卫一Phobos平均距 离约9378公里)；火星卫二Deimos （D6.2km） 火星大气层与地球大气层都有氮存在， 这是火星与地球最大的相似之处。 大气压为地球1%，其大气组成：二氧化碳（95.3 ）加上氮气（2.7）、氩气（1.6）和微量的 氧气（0.15）和水汽（0.03）组成。火星的 两极永久地被固态二氧化碳覆盖着。 火星上的平均温度大约为218K，但却具有从冬天 的140K到夏日白天的将近300K的跨度。 1965年水手4号飞过首次飞过，2008

14、年7月31日， 凤凰号直接于表土之下证实水冰的存在（火星探 测器在火星上加热土壤样本时鉴别出有水蒸气产 生）。 2013年3月初，美国宇航局“好奇”号火星车发现火 星岩石中存在含水矿物质的可靠证据。 木星Jupiter 古代中国：岁星 质 量:1.901027千克 平均密度:1.326g/cm， 直 径:142987千米 表面温度:-168 逃逸速度:60.2/s 自转周期:9小时50分30秒 半长轴:5.20336301AU 公转周期:11.86年 卫星：伊奥、欧罗巴、嘉 里美和卡利斯托 体积和质量最大 液态氢星体,中心是一个含硅酸 盐和贴等物质组成的核区. 木星的高层大气86%的氢和14%

15、 的氦。少量月1%为其他元素， 包括微量的甲烷、水蒸气、氨气 及硅的化合物。另外木星也含有 微量的碳乙烷、H2S、Ne、O2 、H3P、S等物质。大气最外层 有冷冻的氨的晶体。 木星和其他气态行星表面有高速 飓风，风速达每小时400千米， 土星Saturn 质 量:95.16(地球为1) 平均密度:0.69g/cm 直 径:120660 表面温度:-178 逃逸速度:35.6/s 自转周期:10.656h 公转周期:29.4年 近日距：1,353,572,956千米（ 9.04 807 635 AU） 远日距：1,513,325,783千米（ 10.11 595 804 AU） 卫星数(已确认

16、的)： 62 土星的大气运动比较平静，表面温度为- 140，支顶温度为-180比木星低50。 有一个直径为2万公里的岩石核心，核心外 面就是土星大气。 土星外围的大气层包括96.3%的氢和3.25% 的氦，可以侦测到的气体还有氨、乙炔、乙 烷、磷化氢和甲烷。上层的云由氨的冰晶组 成，较低层的云则由硫化氢铵（NH4SH） 或水组成。相对于太阳所含有的丰富的氦， 土星大气层中氦的丰盈度明显低得多。 天王星Uranus 质 量:8.6810 131025kg 轨道半长轴:2,876,679,082km 公转周期:84.323326年 自转周期:17时14分24秒 与太阳的距离:28.69亿千米 表面重力（米/秒）：8.69 逃逸速度（千米/秒）：21.3 卫星数:27颗 表面温度:-180c 半 径:25900 大气构成：H2 83