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1、第4章 生态环境的保护【学科综合与渗透】 生态环境是人类生存、繁衍的基础，保护和改善生态环境是人类维护自身生存和发展的前提。但近几年来，随着人口的急剧增长和经济的高速发展，人类生产和生活对环境造成的破坏日益严重，出现了空前的环境危机：环境遭到污染；森林、草原和野生动植物等自然资源遭到破坏。因此，保护生态环境，实现可持续发展，已成为当代世界所面临的紧迫而艰巨的任务。1、野生生物资源的保护和合理利用 （1）野生生物资源的价值直接作用价值：许多野生生物是重要的药材来源；许多野生生物是重要的工业原料；具有重要的科学研究价值；野生生物资源具有一定的美学价值，可以陶冶人们的情操，美化人们的生活。间接使用价
2、值：是指野生生物资源具有重要的生态功能。在生态系统中，野生生物之间具有相互依存和相互制约的关系，它们共同维系着生态系统的结构和功能。野生生物的间接使用价值有时远远超出其直接使用价值，如森林是大自然的“清洁工”、制造氧气的“工厂”，还具有涵养水源、防风固沙、降低噪声等多项生态功能。在保护环境方面，森林的生态效益大大高于经济效益。 潜在使用价值：大量野生生物的使用价值目前还不清楚，不清楚不是没有使用价值，而是具有巨大的潜在使用价值。地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的基因及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。生物多样性包括：遗传多样性、物种多样性和生态系统的多样性。保护生物多样性就是
3、在基因、物种和生态系统三个层次上采取保护战略和保护措施。 （2）我国野生生物资源概况 我国野生生物资源的特点：第一、物种丰富；第二、特有的和古老的物种多；第三、经济物种丰富。 我国野生生物资源面临着威胁：许多物种处于濒临灭绝的边缘。 野生生物资源减少的原因：人为因素是野生生物资源减少的主要原因。主要体现在四个方面：一是生存环境的改变和破坏；二是掠夺式的开发和利用；三是环境污染；四是外来物种的入侵。 （3）野生生物资源的保护和利用 加强环保意识的教育：提高每个公民对保护野生物资源的认识。健全法律和加强法制管理：相关的法律有；中华人民共和国森林法；中华人民共和国野生动物保护法；中华人民共和国环境保
4、护法；中国自然保护纲要等。 建立自然保护区：自然保护区是指为了自然保护的目的，指导包含保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来，进行特殊保护和管理的区域。自然保护区的保护对象主要包括有代表性的自然生态系统和珍稀濒危动植物的天然集中分布区等。自然保护区具有重要功能：是“天然基因库”，能够保存许多物种、各种类型的生物群落和它们赖以生存的环境；是进行科学研究的“天然实验室”，为开展生物科学研究提供了良好的基地；是“活的自然博物馆”，是向人们普及生物学知识和宣传自然保护的重要场所。2、环境污染的危害 （1）大气污染大气污染包括化学性污染、生物性污染和放射性污染。其中，化学性污染是大气污染的主要形式。
5、因为化学性污染的主要污染物是烟尘、SO2、氮化合物、CO等，这些物质主要是厂矿企业在生产过程中燃料燃烧和汽车、火车、船舶、飞机等交通工具所排出的尾气释放出来的有毒气体。随着现代经济和交通运输业的高速发展，煤碳、石油等能源的消耗将大大地增加，化学性污染将越来越严重。 大气污染物侵人人体有三条途径：呼吸道吸入；由食物和饮水摄入；三是体表接触侵入。其中，由呼吸道吸入是大气污染的主要途径。由于污染物直接由呼吸道进入人体，不经过肝脏的解毒作用，直接由血液运输到全身，因而对人体造成的影响和危害更为严重。正常人每天要呼吸1015m3洁净的空气，吸入的空气经过鼻腔、咽部、喉头、气管、支气管后进入肺泡。然后，肺
6、泡内的气体与肺泡外血液中的气体进行交换，含O2丰富的动脉血经肺静脉回流到心脏，再经主动脉把氧气输送到人体各组织细胞。若吸入含污染物的大气，轻者会使上呼吸道受到刺激而有不适感，重者就会发生呼吸器官功能障碍，使呼吸道和肺功能发生病变，如慢性支气管炎、肺气肿和支气管哮喘等慢性中毒症状。根据我国某市某区对中小学生和成年人呼吸道慢性炎症的调查结果，表明重污染区患慢性鼻炎、慢性咽喉炎和两病兼发的发病率显著高于轻污染区。 在工厂大量排放有毒气体并且无风、多雾时，大气中的化学污染物不易散开，就会使人急性中毒。例如，美国洛杉矶是一个临海依山，处在50km长的盆地中的工业城市。本世纪40年代初期，洛杉矶出现了一种
7、浅蓝色烟雾，连续几天不散，使许多人喉咙发炎，眼睛、鼻子受到刺激，还出现头痛、恶心等症状。经长期调查研究，直到1951年才搞清这种烟雾是汽车尾气造成的。当时洛杉矶有250多万辆汽车，每天消耗汽油1.6万升。这些汽车排出的尾气中含有大量的氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳。由于洛杉矶特殊的地理条件：盆地、无风、多雾，这些气体在短期内不易散开，且容易在日光紫外线作用下发生光化学反应，产生了以臭氧为主的光化学烟雾。 NO2+hv（290430nm）NO+O O+O2O3+M 式表示NO2气体可吸收290700nm波长的光，在波长290430nm紫外线光照时进行光解离。 式表示原子O与大气中氧分子反应生成臭
8、氧（O3），式中的M表示其他分子。 大气中化学性烟雾中还含有多环芳香烃类，Pb的化合物等致癌物质。其中3,4苯并芘引起肺癌作用最强烈。据研究，大气中3,4苯并芘浓度每增加0.1微克/100立方米，肺癌死亡率就相应升高5%。香烟的烟雾中含有苯并芘，吸烟容易诱发肺癌。（2）酸雨酸雨是大气污染后产生的酸性沉降物，酸雨中绝大部分是硫酸和硝酸，这是工业生产、民用生活燃烧煤炭排出来的SO2，燃烧石油及汽车尾气释放的氮氧化物，经过“云内成雨过程”，即水气凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上，发生液相氧化反应，形成硫酸雨和硝酸雨，最后降在地面上形成酸雨。我国燃料结构主要是煤炭，以排放SO2为主，所以我国酸雨是硫酸型
9、酸雨。酸雨改变了生物生长、发育和繁殖等生命活动所需要的正常酸碱度，严重危害水生生物和陆生生物的生存。据1998年中国环境质量公报，酸雨危及国土面积的30%。正常的雨水也是酸性的，这是由于空气中的CO2溶解在水中形成的，但其pH值一般不会低于6，当雨水的pH值低于5时，就会产生严重的危害。如1982年6月18日晚，重庆市下了一场酸雨，市郊2万亩水稻叶片突然枯黄，好像火烤过一样，几天后局部枯死。防治酸雨的根本措施是控制SO2的氮氧化物的排放量。同时要植树造林，运用绿色植物的净化作用来净化空气。如一公顷柳杉一个月可吸收SO260kg。绿色植物可以阻滞和吸附大气中的粉尘和放射线污染，许多绿色植物还能够
10、分泌强大的抗生素，杀灭空气中的病原菌。总之，绿色植物对于防治大气的化学性污染、生物性污染和放射性污染都具有重要作用。（3）水污染 水与空气、食品是人类生命和健康的三大要素。在不同种类的生物体中，水大约占体重的60%95%，水是人类的宝贵资源，是生命之源。水污染在我国相当普遍，而且十分严重。造成水污染的物质主要有重金属、农药、过量的N、P等植物必需的矿质元素和致病微生物等。当水中的上述有害物质超出水体的自净能力（物理净化、化学净化、生物净化）时，就发生了污染。而水中污染物主要来自未加工处理的工业废水、生活废水和医院废水等。（4）重金属污染 在环境污染方面所说的重金属主要是指汞、镉、铅及非金属砷等
11、生物毒性显著的元素。化石燃料的燃烧是重金属的主要释放源，采矿和治炼也是向环境释放重金属的主要污染源。重金属污染的特点表现在以下几个方面：在天然水中只要有微量重金属即可产生毒性效应。一般重金属产生毒性的范围大约在110mg/L之间，毒性较强的金属如汞、镉等产生毒的浓度范围在0.010.001mg/L之间。水体中的某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物，如甲基汞。生物从环境中摄取重金属可以随着食物链的延长而加强，即表现为生物富集作用。例如，发生在日本的水俣病就是汞经过生物富集作用而引起的。患者有痉挛、麻痹、运动失调、语言失调、语言和听力障碍等症状。据调查研究，其污染途径是：昭和电气公
12、司的废水排入河道后，废水中的一部分汞即为硅藻等浮游生物所吸收，硅藻是飞蛄等小昆虫的食物，于是汞便随硅藻进入小昆虫内富集起来。这些小昆虫随河水流出60公里到达河口，在此过程中，小昆虫死亡沉入河底，成为石斑鱼等底层鱼的饵料，于是汞又随小昆虫被石鱼等所吞食。鳝鱼、鲶鱼等肉食性鱼类又以石斑鱼为食，这样经过食物链一级一级富集，最后使鲶鱼体内的汞含量高达1020mg/kg，比原污染水中汞的浓度高出1万10万倍，比正常鱼体的汞含量高900倍。当人经常食用这种富含汞的鱼类和贝类时，就会使汞在人体内大量累积，从而使人患水俣病。（5）农药污染工业废水、生活污水、农田排水池塘、湖泊、海湾（水中N、P等矿质元素增多）
13、藻类植物、浮游生物大量繁殖藻类植物、浮游生物遗体硫化氢、甲烷等有毒物质水中溶解氧减少鱼类、其它水生生物死亡水华或赤潮汇 集死 亡厌氧 微生物有氧呼吸需氧微生物分解喷洒农药，目的是杀灭或抑制农业害虫，以保证农作物的高产优质。但随着现代化学农药的飞速发展，生产品种的增加，某些农药化学性质较稳定，不易分解，结果使农药在土壤中越积越多。当土壤中累积的农药达到一定程度时，便成为污染物质影响第二茬作物 的产量与质量。不仅如此，农药还随着雨水的冲涮汇集到河流、湖泊，从而造成水体污染。由于大多数农药不易被分解，因而被生物体吸收后，随着食物链的延长其含量逐渐升高，严重影响鱼类和贝类的生存。当人们食用这种被严重污
14、染的鱼类和贝时，农药就会在人体内进一步富集，从而危害人体健康。（6）富营养化 富营养化是指水体中N、P等植物必须的矿质元素含量过多时而使水质恶化的现象。引起水体富营养化的污染源有工业废水、生活污染和农田排水。当它们汇集到池塘、湖泊、海湾时就会使水体中N、P等植物必需的矿质元素增多，致使藻类植物大量繁殖。由于藻类在繁殖、生长过程需要消耗大量氧气用以进行呼吸作用，致使水中溶解氧的含量降低。而且当藻类植物和其他浮游生物死亡之后，其遗体首先被水中需氧微生物分解，从而进一步降低溶解氧的含量。当溶解氧的含量降低一定程度时，耗氧性细菌受到抑制，厌氧型细菌活动加强，有机物的厌氧分解是不彻底的，其不彻底的产物会
15、使水体发黑发臭。同时产生H-2S、CH4等有毒氧体，造成鱼类和其它水生生物死亡，引起水华或赤潮等现象。如图上所示。（7）固体废弃物污染随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，各种废弃物的排放量大幅度增加。采矿业的废石、工业废渣、废弃的塑料制品以及生活垃圾等都属于固体废弃物的范畴。这些废物日积月累、长期堆放，会造成大气、水和土壤等环境污染，危害人体健康。这实际上，固体废弃物只是在某一过程或某一方面没有使用价值，而在另一生产过程中往往可以作为原料加以利用，即“放在错误地点的原料”。因此固体废弃物的处理和利用，已日益成为环境科学急需解决的问题，并受到各国重视。发展无废技术是解决固体发育物污染问题的有效办法。所谓无废技术是指采用闭路循环方式，使资源在生产过程中充分利用，又不排放污染物质。也就是说，生产第一种产品后排放出来的废弃物，可用为第二种产品的原料；第二种产品生产过程中的废弃物再作为下一种产品的原料，如此等等。如黑龙江省建成的硫酸厂，利用西林铅锌矿的废渣硫精砂作为原料。炼钢厂的钢渣对钢厂来说是废渣，但对水泥厂来说却是一种上等的原料。火力发电厂排放出来的粉煤灰，含有铅、汞、砷等有害元素，但可用来生产水泥、烧结砖等。由此可见，发展无废技术，实现三废资源化，可以取得环境效益和经济效益的双丰收。（8）噪声污染 噪声是感觉公害，通常噪声是由不
