環境科學的學科體系

環境科學的學科體系

1環境科學的定義珀德姆（Pur-dum,1980）的定義：環境科學是應用多種學科的知識理論與方法來研究環境和管理環境的科學。環境科學研究的目的：（1）保護人類免受環境因素的負影響；（2）保護環境（局部的和全球的）免受人類活動的負影響；（3）為人類社會持續發展，為保護人體健康和提高人類生活水平而不斷改善環境質量。環境科學的定義珀德姆（Pur-dum,1980）的定義：2環境科學的內容在宏觀上研究人類同環境之間的相互作用、相互促進、相互制約的對立統一關系,揭示社會經濟發展和環境保護協調發展的基本規律;在微觀上研究環境中的物質,尤其是人類排放的污染物的分子、原子等微小粒子在環境中和在生物有機體內遷移、轉化和積蓄的過程及其運動規律,探討它們對生命的影響及作用機理.環境科學大百科全書第一版,1983環境科學的內容在宏觀上研究人類同環境之間的相互作用、相互促進3環境科學的任務:第一,探索全球范圍內環境演化的規律第二,揭示人類活動同自然生態之間的相互作用第三,探索環境變化對地區生命支持系統的影響……第四,揭示污染物在環境中的變化及其對人體健康和生態系統的影響第五,探索人類與環境和諧共處的途徑第六,研究環境污染治理技術與資源循環利用技術

<中國大百科全書環境科學第二版,2002年>環境科學的任務:4環境科學學科體系環境科學學科體系5環境地學內容：以人－地系統為對象，研究人類活動與環境的相互作用和影響，應用地球科學一系列分支學科的理論和方法研究環境和管理環境。分支學科：環境地質學環境地球化學環境地理學污染氣象學環境水文學環境海洋學環境土壤學環境地學內容：6環境地質學研究人類活動與地質環境的相互作用；研究由地質因素引起的環境問題（如地震、火山噴發、海嘯、山崩、泥石流等現代地質過程引起的人類環境災害）和研究由人類活動引起的環境地質問題（如包括化學污染引起的環境地質問題，大型水利工程建設引發地震等環境地質問題，礦產資源開采過程中引起的環境地質問題，以及城市化引起的地下水超采等環境地質問題等）

環境地質學研究人類活動與地質環境的相互作用；研究由地質因素引7環境地球化學研究天然的和人為釋放的化學物質在環境中的遷移轉化規律及其與環境質量和人體健康的關系。研究內容：1人類環境各子系統的地球化學性質，尤其是現代環境的化學變化過程和趨勢；2污染物在環境中的遷移轉化規律。進行這種研究有助于更確切地評價環境質量和預測環境質量變化的趨勢，有助于了解自然界對污染物的凈化能力和確定環境對污染物的可承受量等；3環境中與生命有關的化學物質對生物體和人體健康的影響，包括地球表面化學元素分布不均導致的動、植物和人體的生物地球化學地方病。環境地球化學研究天然的和人為釋放的化學物質在環境中的遷移轉化8環境地理學研究人－地系統結構功能的變化和效應，即人類活動對地理環境結構功能的影響及其對人類生存發展的反潰作用。研究內容：研究人類活動對地理環境整體及各要素的影響；污染物的循環對地理環境的影響及其生態健康效應；地理環境整體及各要素的環境質量評價；環境規劃和區劃等。環境地理學研究人－地系統結構功能的變化和效應，即人類活動對地9污染氣象學研究大氣運動與大氣中污染物的相互作用，即近地面層大氣運動引起的污染物擴散、輸送、遷移和轉化等物理和化學過程，以及大氣污染對天氣和氣候的影響。目前它的研究內容側重于：大氣運動對污染物擴散的影響；氣象因素對污染物化合和分解的作用；大氣污染對局部氣候的影響；和大氣污染的全球氣候效應污染氣象學研究大氣運動與大氣中污染物的相互作用，即近地面層大10環境土壤學研究人類活動引起的土壤環境質量變化以及這種變化對土壤生態結構和功能的影響，探索調節、控制和改善土壤環境質量的途徑和方法。環境土壤學的核心問題是認識土壤－植物系統的污染和凈化功能這一對矛盾的發生、發展、轉化和統一的過程。主要研究內容包括：土壤環境背景值；土壤污染現狀；土壤及其邊界環境中污染物的遷移、轉化和分布規律；污染物對土壤特性的影響和生態－經濟效應；土壤－植物系統對主要污染物的凈化功能、反應動力學及其環境條件；土壤環境質量基準和土壤環境容量，等等。環境土壤學研究人類活動引起的土壤環境質量變化以及這種變化對土11環境水文學研究河流、湖泊、地下水、水庫、港灣、近海水域的水文條件與污染狀況的關系及其對水域水質的影響，包括：污染物隨水遷移的動力學（如擴散、輸送）、以及影響污染物化學轉化、降解的水文因素等。環境水文學研究河流、湖泊、地下水、水庫、港灣、近海水域的水文12地球系統科學國際環境與發展研究所和世界資源研究所在他們聯合編篆的反映世界環境和自然資源最性信息的巨型年度叢書一書寫道:“我們正在目睹一門內容廣泛的新學科的誕生。這門學科能夠大大加深對有幾十億人居住的我們這個行星結構和代謝功能的認識。這個學科集地質學、海洋學、生態學、氣象學、化學和其他學科傳統訓練之大成。它有各種各樣的名稱:地球系統科學,全球變化學,或生物地球化學等”《世界資源報告》(1987)

地球系統科學國際環境與發展研究所和世界資源研究所在他們聯合編13地球系統科學地球系統科學方法的基點是把地球看成是一個時、空尺度極寬的各種相互作用過程的聯合體,而不是各個部分的簡單集合,特別重視了解巖石圈、物理氣候系統(大氣、海洋和陸地地面)和生物圈之間的相互作用。地球系統中各種現象和過程的空間尺度可以從幾毫米到地球周長。時間尺度可以從幾秒到幾十億年。地球各部分之間存在著耦合性,一個部分發生的變化可以從空間和時間上影響到其他各個部分。地球系統是非線性的,某一時間尺度的變化,會傳播到其他時間尺度。這決定了地球系統科學的主要方法是按時、空尺度,而不是按學科,對各種地球過程進行研究。地球系統科學地球系統科學方法的基點是把地球看成是一個時、空尺14環境生態學內容:研究在人類干擾的條件下生態系統內在的變化機理,規律和對人類的反效應.應用生態學原理闡明人類對環境的影響及解決環境問題的生態途徑分支學科:污染生態學環境生物學人類生態學保護生態學經濟生態學環境生態學內容:15環境醫學內容：研究環境與人體健康的關系，特別是研究環境污染物對人群健康的有害影響及其預防分支學科：環境流行病學環境毒理學環境醫學監測環境醫學內容：16環境物理學內容：研究物理環境（聲，光，熱，加速度，振動，電磁場和射線等）對人類生活的影響及控制技術和途徑．分支學科：環境聲學，環境光學，環境熱學，環境電磁學，環境空氣動力學和環境輻射學環境物理學內容：17環境化學內容：查明潛在有害物質在環境介質中的存在量和形式；查明這些潛在有害物質的來源，在某一環境介質內及在不同的環境介質間的遷移轉化的化學機制。查明這些潛在有害物質對環境（生態系統）和人體健康發生效應的危險性、途徑和機制。探討緩解活著消除這些有害物質已經造成的影響和防止其可能造成的影響的方法和途徑。分支學科：環境分析化學環境污染化學環境毒理學污染控制化學。環境化學內容：18環境分析化學1.分析方法的標準化和環境標準參考物質的研制2.污染物的價態、形態與分析方法研究Speciation:包括價態（Cr(Ⅱ)Cr（Ⅳ）Hg(0)Hg（Ⅰ）Hg（Ⅱ））、化合態（：HgOH+Hg(OH)20Hg(OH)3-）、結合態（結合態：Association吸附態、絡合態、共沉淀等）和結構狀態（有機物的結構，如鄰苯二酚、苯二酚、間苯二酚）。3.環境痕量和超痕量元素分析方法研究10－6——10－9（痕量）1980s10－9——10－12（超痕量）1990s10－12——10－15當前前沿（ppm：10－6，ppb：10－9，ppt：10－12，ppq：10－15）4.環境有機分析色譜：氣相色譜(GC)、高效液相色譜、薄層色譜(TLC)、超臨界流體色譜，分光光譜：質譜(MS)、核磁共振譜(NMR)、紅外光譜（IR）、紫外光譜（UV），分光光度法：比色法，電光學法，色質譜聯用。5.優先分析對象的篩選研究6.環境分析的儀器化和自動化研究環境分析化學1.分析方法的標準化和環境標準參考物質的研制19環境污染化學

大氣污染化學1.大氣污染物的表征（Characteristics）包括物質的物化屬性、存在狀態、組成變化、化學反應、來源及歸宿等。2.大氣污染化學過程(光化學過程、大氣自由基反應、活性粒子反應等）3.大氣污染化學模式水污染化學1.水體中泥沙－水界面過程2.金屬形態轉化動力學3.水中有機物的降解4.金屬有機化學研究土壤污染化學1.土壤－水界面過程研究2.有毒有機物降解研究3.根際（根圈）化學與植物對污染物的吸收，生物有效性4.土壤溫室氣體的釋放CH4污染生態化學定性結構－活性關系研究（QSAR:Quantitystructure-activityRelationship）環境污染化學20污染控制化學1.管端控制(End-of-pipeControl)中的化學研究2.污染控制材料和技術的化學研究3.污染預防（Pollutionprevention）和清潔生產（Cleanproduction）中的化學研究污染控制化學1.管端控制(End-of-pipeCont21環境工程學

運用工程技術和有關學科的原理和方法,研究合理利用與保護自然資源,和防治環境污染與生態破壞.除包括傳統的大氣污染防治工程,水污染防治工程,國體廢棄物的處理和資源化以及噪聲控制等研究內容外,還包括環境污染綜合防治的方法和措施,清潔生產的途徑和技術,以及利用系統工程的方法就區域整體或生產的全過程,尋求解決環境問題的最佳方案.環境工程學運用工程技術和有關學科的原理和方法,22以“人類-環境系統”為主題的

大型國際合作研究計劃

國際人與生物圈計劃（MABP)國際地圈-生物圈計劃(IGBP全球變化中的人類因素計劃(HDGCP以“人類-環境系統”為主題的

大型國際合作研究計劃國際人與23“國際人與生物圈計劃研究地球上不同區域各類生態系統的結構、功能和生產能力;預測在人類活動影響下生物圈及其資源的變化和這種變化對人類的影響。著重研究和監測人類今天的活動對未來世界的影響,確保在人口合理增長的情況下,使環境的生產力、基因的多樣性和生活環境的質量得到保持和提高.“國際人與生物圈計劃研究地球上不同區域各類生態系統的結構、功24國際人與生物圈計劃(IGBP)的研究課題

1.人類活動對熱帶和亞熱帶森林生態的影響2.土地利用對溫帶和地中海地區森林生態系統的影響3人類活動和土地利用對放牧地、熱帶森林草原和草場的影響4.人類活動對干旱、半干旱地區生態系統的影響5人類活動對湖泊、沼澤、河流、三角洲、河口和海岸地區的價值和資源生態學影響6.人類活動對山地和凍原生態系統的影響7島嶼生態系統的生態學和合理利用8自然區域及其遺傳物資的保護9.在陸地和水生生態系統中化肥的使用和病蟲害防治的生態學評估10.大型工程對人類及其環境的影響11.城市系統的生態學12.環境的改造及其與人口的適應數量和遺傳結構的相互關系13.對環境質量的認識14.環境污染及其對生物圈的作用國際人與生物圈計劃(IGBP)的研究課題25國際地圈-生物圈計劃的研究手段1.發展全球地圈-生物圈模擬首先要發展各分量模式,即大氣、海洋和陸地生物圈模式,然后發展地球系統模式；借助于全球模式來定量地分析地球系統內物理、化學和生物過程的相互作用,以估計其對未來變化的可能影響;2.建立全球資料和信息系統,特別要發展有關全球變化的空間遙感觀測能力和資料處理能力;3.建立區域研究中心在全球的代表性生態系統區域,特別是在發展中?國家,應建立研究全球變化的區域研究中心。區域研究中心的功能是進行生態環境的長期監測,對特殊性問題進行試驗研究,對科技人員進行培訓,和對區域研究資料進行交流等。

國際地圈-生物圈計劃的研究手段1.發展全球地圈-生物圈模擬26國際地圈-生物圈計劃的研究內容全球大氣化學與生物圈的相互作用主要研究全球大氣化學過程的機理;生物過程在產生和消耗微量氣體中的作用;預報自然和人類活動對大氣化學成分變化的影響;全球海洋通量研究主要研究海洋生物地球化學過程對氣候的影響,及其對氣候變化的響應;3.全球水文循環過程的生物學特征主要研究植被與水文循環物理過程的相互作用;4.全球變化對陸地生態系統的影響主要研究氣候、大氣成分變化和土地利用變化對陸地生態系統結構和功能的影響,及其對氣候的反饋;5.全球變化史的研究重建2000年來,以及一個完整冰期-間冰期循環的全球環境變化,了解他們與地球內部和外部作用力的關系;

國際地圈-生物圈計劃的研究內容全球大氣化學與生物圈的相互作用27國際地圈-生物圈計劃的任務以地球系統科學為指南,把太陽和地球作為兩個主要的自然驅動器,把人類活動作為第三驅動因素。重點研究這三個基本過程和各圈層的界面過程，以及時間尺度為數十年至數百年,對生物圈影響最大,對人類活動最為敏感,最為實際和具有可預測性的重大全球變化問題

國際地圈-生物圈計劃的任務以地球系統科學為指南,把太陽和地28全球變化中的人類因素研究計劃內容1.研究全球變化的原因,尤其是人為原因,研究區分由自然因素引起的變化和由人類活動引起的變化2.研究由于地圈和生物圈中各因素和人類活動所引起的變化的后果3.研究全球變化的管理。全球變化中的人類因素研究計劃內容1.研究全球變化的原因,29環境化學的內容

及其分支學科環境化學的內容

及其分支學科30《化學中的機會—今天和明天》（1985）——美國化學會的里程碑性著作本書認為，作為新興學科的環境化學必須回答下列問題：

1.查明潛在有害物質在環境介質中的存在量和形式；2.查明這些潛在有害物質的來源，在某一環境介質內及在不同的環境介質間的遷移轉化的化學機制;3.查明這些潛在有害物質對環境（生態系統）和人體健康發生效應的危險性、途徑和機制;4.探討緩解和消除這些有害物質已經造成的影響和防止其可能造成的影響的方法與途徑。以上四個方面的內容分別演化為環境化學的4個分支學科：環境分析化學、環境污染化學、環境毒理學、和污染控制化學。

《化學中的機會—今天和明天》（1985）本書認為，作為新興學31環境分析化學的內容

1.分析方法的標準化和環境標準參考物質（ReferenceMaterial）的研制2污染物的價態、形態與分析方法研究

3.環境痕量和超痕量元素分析方法研究4.環境有機分析研究5.優先分析對象的篩選研究6.環境分析的儀器化和自動化研究環境分析化學的內容1.分析方法的標準化和環境標準參考物質（32分析方法的標準化和環境標準參考物質（ReferenceMaterial）的研制分析方法標準化是環境分析監測的基礎和中心環節。美、加、歐共體和日本等不斷研究和公布各種標準化分析方法。國際標準化組織(ISO)為開展環境標準方法研究專門成立了大氣、水體和土壤質量3個技術委員會（下設17個分委員會），已發表20多個國際標準技術報告和70多項國際標準。近30年來國際上研制了近百種環境標準參考物質，在超凈實驗室中應用超靈敏分析方法進行定值。分析方法的標準化和環境標準參考物質（ReferenceMa33污染物的價態、形態及其分析方法研究Speciation:包括價態、化合態、結合態和結構狀態。價態：Cr(Ⅱ)Cr（Ⅳ）Hg(0),Hg（Ⅰ,Hg（Ⅱ）化合態：HgOH+Hg(OH)20Hg(OH)3-結合態：Association吸附態、絡合態、共沉淀等。結構態：

有機物的結構，如鄰苯二酚、苯二酚、間苯二酚。污染物的價態、形態及其分析方法研究Speciation:包34環境痕量和超痕量元素分析方法研究10－6——10－9

（痕量）1980s10－9——10－12（超痕量）1990s10－12——10－15當代前沿ppm：10－6ppb：10－9ppt：10－12ppq：10－15環境痕量和超痕量元素分析方法研究10－6——10－35環境有機分析色譜：氣相色譜(GC)、高效液相色譜、薄層色譜(TLC)、超臨界流體色譜分光光譜：質譜(MS)、核磁共振譜(NMR)、紅外光譜（IR）、紫外光譜（UV）分光光度法：比色法，電光學法，色質譜聯用。環境有機分析色譜：氣相色譜(GC)、高效液相色譜、薄層色譜(36優先分析對象的篩選研究

本項研究的任務是從成千上萬種污染物（特別是從大量有機物）中選擇最有代表性和必須進行優先分析研究的對象。早在1970s年代美國環保局組織許多實驗室經過廣泛調查研究，制定和公布了水體中的優先監測污染物(PriorityPollutants)名單，在首批列出的128中污染物中有114種是有機物。優先分析對象的篩選研究本項研究的任務是從成千上萬種污染物（37環境污染化學

大氣污染化學

水體污染化學

土壤污染化學污染控制化學

環境污染化學大氣污染化學38大氣污染化學1.大氣污染物的表征（Characteristics）包括物質的物化屬性、存在狀態、組成變化、化學反應、來源及歸宿等。2.大氣污染化學過程：光化學過程、大氣自由基反應、活性粒子反應3.大氣污染模式研究大氣污染化學1.大氣污染物的表征（Characteristi39大氣自由基反應——20世紀后半葉

對流層光化學領域的重要突破由陸地排入大氣的大多數微量氣體往往是還原態的，如H2S,NH3和CH4等。但是又大氣中回到地表的物質，如干沉降或者將水帶回地表的物質，卻往往是高氧化態的，如H2SO4、HNO3、SO42-、NO3-和CO2等。在過去較長的時間內一直認為，上述還原性氣體是由空氣中的O2和H2O2所氧化的。但是新近的研究表明，這些還原性氣體不是空氣中的氧氣所氧化，因為

O2中的O-O鍵相對較強（502KJ/mol），它在常溫常壓下并不能與大多數還原性氣體反應。現在認識到，在大氣中起氧化作用的主要是存在于大其中的含量極低（10ppt）的高活性的自由基。對自由基的認識是20世紀后半葉對流層光化學領域的重要突破。大氣自由基反應——20世紀后半葉

對流層光化學領域的重要突破40大氣自由基反應——20世紀后半葉

對流層光化學領域的重要突破自由基在其電子殼外層有一個不成對的電子，它們對于增加第二個電子有很強的親和力，因此能起到強氧化劑的作用。大氣中存在的重要自由基是HO、HO2、RO、和RO22自由基，其中最重要的是HO、HO2自由基。HO自由基在全球大氣中濃度隨著緯度和高度而變化，通常在105——106個/cm3之間，其平均濃度是7×105個/cm3

。最高濃度出現在熱帶，因為那里太陽輻射強，溫度高。自由基濃度白天高于晚上，峰值出現在陽光最強的時期，夏季高于冬季。HO自由基來自于平流層O3的光分解：O3＋hγ（λ<320nm）——O(1D)＋O2O(1D)＋H2O

——O2＋2HOHO2自由基主要來自大氣中甲醛（HCHO）的光分解：HCHO＋hγ（λ<370nm）——HH＋O2+M——HO2HCO+O2——HO2+大氣自由基反應——20世紀后半葉

對流層光化學領域的重要突破41大氣污染化學模式研究由于大氣中存在著相互關聯的復雜的化學反應，往往需要用數十，甚至數百個以上的反應來描述這些物質在大氣環境中的生成和消亡的化學動力學過程。在計算機技術發達的今天，已經可以通過模式計算的辦法來處理龐大的化學反應體系，尤其是在描述真實大氣情況，需要將物理過程與化學過程結合在一起時，就只有通過模式計算的辦法才能進行。迄今，模式計算已經成為大氣環境研究必不可少的手段。模式計算可以幫助了解大氣中微量污染物質的產生和消亡的機理，可以了解通過各種化學反應后微量污染物濃度的分布和變化。

大氣污染化學模式研究由于大氣中存在著相互關聯的復42水體污染化學1.水體中泥沙－水界面過程研究2.金屬形態轉化動力學研究3.水中有機物的降解過程研究4.金屬有機化學研究水體污染化學1.水體中泥沙－水界面過程研究43土壤污染化學1.土壤－水界面污染物轉移過程研究2.有毒有機物降解過程研究3.根際（根圈）化學性質與植物對污染物的吸收，土壤中的污染物對植物（作物）的有效性4.土壤溫室氣體（如CH4,N2O等）的釋放過程研究土壤污染化學1.土壤－水界面污染物轉移過程研究44污染生態化學定量結構－活性關系研究

（QSAR:Quantitystructure-activityRelationship）由于每年有數萬種化學物質進入人類環境，人們必須對這些物質的環境行為和影響進行研究。上世紀中期人們恩開始應用“結構-活性相關法”來研究化學物質的分子結構與分子理化性質之間的定量關系（定量結構－活性關系，QSAR），以根據化合物的分子結預測化學物質的環境行為。定量結構－活性關系研究的另一方向為研究化學物資的分子結構與致癌性的關系。污染生態化學定量結構－活性關系研究

（QSAR:Quant45污染控制化學1.管端控制(End-of-pipeControl)中的化學研究2.污染控制材料和技術的化學研究3.污染預防（Pollutionprevention）中的化學研究（又稱清潔生產——Cleanproduction污染控制化學1.管端控制(End-of-pipeCont46演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！47環境科學的學科體系

環境科學的學科體系

48環境科學的定義珀德姆（Pur-dum,1980）的定義：環境科學是應用多種學科的知識理論與方法來研究環境和管理環境的科學。環境科學研究的目的：（1）保護人類免受環境因素的負影響；（2）保護環境（局部的和全球的）免受人類活動的負影響；（3）為人類社會持續發展，為保護人體健康和提高人類生活水平而不斷改善環境質量。環境科學的定義珀德姆（Pur-dum,1980）的定義：49環境科學的內容在宏觀上研究人類同環境之間的相互作用、相互促進、相互制約的對立統一關系,揭示社會經濟發展和環境保護協調發展的基本規律;在微觀上研究環境中的物質,尤其是人類排放的污染物的分子、原子等微小粒子在環境中和在生物有機體內遷移、轉化和積蓄的過程及其運動規律,探討它們對生命的影響及作用機理.環境科學大百科全書第一版,1983環境科學的內容在宏觀上研究人類同環境之間的相互作用、相互促進50環境科學的任務:第一,探索全球范圍內環境演化的規律第二,揭示人類活動同自然生態之間的相互作用第三,探索環境變化對地區生命支持系統的影響……第四,揭示污染物在環境中的變化及其對人體健康和生態系統的影響第五,探索人類與環境和諧共處的途徑第六,研究環境污染治理技術與資源循環利用技術

<中國大百科全書環境科學第二版,2002年>環境科學的任務:51環境科學學科體系環境科學學科體系52環境地學內容：以人－地系統為對象，研究人類活動與環境的相互作用和影響，應用地球科學一系列分支學科的理論和方法研究環境和管理環境。分支學科：環境地質學環境地球化學環境地理學污染氣象學環境水文學環境海洋學環境土壤學環境地學內容：53環境地質學研究人類活動與地質環境的相互作用；研究由地質因素引起的環境問題（如地震、火山噴發、海嘯、山崩、泥石流等現代地質過程引起的人類環境災害）和研究由人類活動引起的環境地質問題（如包括化學污染引起的環境地質問題，大型水利工程建設引發地震等環境地質問題，礦產資源開采過程中引起的環境地質問題，以及城市化引起的地下水超采等環境地質問題等）

環境地質學研究人類活動與地質環境的相互作用；研究由地質因素引54環境地球化學研究天然的和人為釋放的化學物質在環境中的遷移轉化規律及其與環境質量和人體健康的關系。研究內容：1人類環境各子系統的地球化學性質，尤其是現代環境的化學變化過程和趨勢；2污染物在環境中的遷移轉化規律。進行這種研究有助于更確切地評價環境質量和預測環境質量變化的趨勢，有助于了解自然界對污染物的凈化能力和確定環境對污染物的可承受量等；3環境中與生命有關的化學物質對生物體和人體健康的影響，包括地球表面化學元素分布不均導致的動、植物和人體的生物地球化學地方病。環境地球化學研究天然的和人為釋放的化學物質在環境中的遷移轉化55環境地理學研究人－地系統結構功能的變化和效應，即人類活動對地理環境結構功能的影響及其對人類生存發展的反潰作用。研究內容：研究人類活動對地理環境整體及各要素的影響；污染物的循環對地理環境的影響及其生態健康效應；地理環境整體及各要素的環境質量評價；環境規劃和區劃等。環境地理學研究人－地系統結構功能的變化和效應，即人類活動對地56污染氣象學研究大氣運動與大氣中污染物的相互作用，即近地面層大氣運動引起的污染物擴散、輸送、遷移和轉化等物理和化學過程，以及大氣污染對天氣和氣候的影響。目前它的研究內容側重于：大氣運動對污染物擴散的影響；氣象因素對污染物化合和分解的作用；大氣污染對局部氣候的影響；和大氣污染的全球氣候效應污染氣象學研究大氣運動與大氣中污染物的相互作用，即近地面層大57環境土壤學研究人類活動引起的土壤環境質量變化以及這種變化對土壤生態結構和功能的影響，探索調節、控制和改善土壤環境質量的途徑和方法。環境土壤學的核心問題是認識土壤－植物系統的污染和凈化功能這一對矛盾的發生、發展、轉化和統一的過程。主要研究內容包括：土壤環境背景值；土壤污染現狀；土壤及其邊界環境中污染物的遷移、轉化和分布規律；污染物對土壤特性的影響和生態－經濟效應；土壤－植物系統對主要污染物的凈化功能、反應動力學及其環境條件；土壤環境質量基準和土壤環境容量，等等。環境土壤學研究人類活動引起的土壤環境質量變化以及這種變化對土58環境水文學研究河流、湖泊、地下水、水庫、港灣、近海水域的水文條件與污染狀況的關系及其對水域水質的影響，包括：污染物隨水遷移的動力學（如擴散、輸送）、以及影響污染物化學轉化、降解的水文因素等。環境水文學研究河流、湖泊、地下水、水庫、港灣、近海水域的水文59地球系統科學國際環境與發展研究所和世界資源研究所在他們聯合編篆的反映世界環境和自然資源最性信息的巨型年度叢書一書寫道:“我們正在目睹一門內容廣泛的新學科的誕生。這門學科能夠大大加深對有幾十億人居住的我們這個行星結構和代謝功能的認識。這個學科集地質學、海洋學、生態學、氣象學、化學和其他學科傳統訓練之大成。它有各種各樣的名稱:地球系統科學,全球變化學,或生物地球化學等”《世界資源報告》(1987)

地球系統科學國際環境與發展研究所和世界資源研究所在他們聯合編60地球系統科學地球系統科學方法的基點是把地球看成是一個時、空尺度極寬的各種相互作用過程的聯合體,而不是各個部分的簡單集合,特別重視了解巖石圈、物理氣候系統(大氣、海洋和陸地地面)和生物圈之間的相互作用。地球系統中各種現象和過程的空間尺度可以從幾毫米到地球周長。時間尺度可以從幾秒到幾十億年。地球各部分之間存在著耦合性,一個部分發生的變化可以從空間和時間上影響到其他各個部分。地球系統是非線性的,某一時間尺度的變化,會傳播到其他時間尺度。這決定了地球系統科學的主要方法是按時、空尺度,而不是按學科,對各種地球過程進行研究。地球系統科學地球系統科學方法的基點是把地球看成是一個時、空尺61環境生態學內容:研究在人類干擾的條件下生態系統內在的變化機理,規律和對人類的反效應.應用生態學原理闡明人類對環境的影響及解決環境問題的生態途徑分支學科:污染生態學環境生物學人類生態學保護生態學經濟生態學環境生態學內容:62環境醫學內容：研究環境與人體健康的關系，特別是研究環境污染物對人群健康的有害影響及其預防分支學科：環境流行病學環境毒理學環境醫學監測環境醫學內容：63環境物理學內容：研究物理環境（聲，光，熱，加速度，振動，電磁場和射線等）對人類生活的影響及控制技術和途徑．分支學科：環境聲學，環境光學，環境熱學，環境電磁學，環境空氣動力學和環境輻射學環境物理學內容：64環境化學內容：查明潛在有害物質在環境介質中的存在量和形式；查明這些潛在有害物質的來源，在某一環境介質內及在不同的環境介質間的遷移轉化的化學機制。查明這些潛在有害物質對環境（生態系統）和人體健康發生效應的危險性、途徑和機制。探討緩解活著消除這些有害物質已經造成的影響和防止其可能造成的影響的方法和途徑。分支學科：環境分析化學環境污染化學環境毒理學污染控制化學。環境化學內容：65環境分析化學1.分析方法的標準化和環境標準參考物質的研制2.污染物的價態、形態與分析方法研究Speciation:包括價態（Cr(Ⅱ)Cr（Ⅳ）Hg(0)Hg（Ⅰ）Hg（Ⅱ））、化合態（：HgOH+Hg(OH)20Hg(OH)3-）、結合態（結合態：Association吸附態、絡合態、共沉淀等）和結構狀態（有機物的結構，如鄰苯二酚、苯二酚、間苯二酚）。3.環境痕量和超痕量元素分析方法研究10－6——10－9（痕量）1980s10－9——10－12（超痕量）1990s10－12——10－15當前前沿（ppm：10－6，ppb：10－9，ppt：10－12，ppq：10－15）4.環境有機分析色譜：氣相色譜(GC)、高效液相色譜、薄層色譜(TLC)、超臨界流體色譜，分光光譜：質譜(MS)、核磁共振譜(NMR)、紅外光譜（IR）、紫外光譜（UV），分光光度法：比色法，電光學法，色質譜聯用。5.優先分析對象的篩選研究6.環境分析的儀器化和自動化研究環境分析化學1.分析方法的標準化和環境標準參考物質的研制66環境污染化學

大氣污染化學1.大氣污染物的表征（Characteristics）包括物質的物化屬性、存在狀態、組成變化、化學反應、來源及歸宿等。2.大氣污染化學過程(光化學過程、大氣自由基反應、活性粒子反應等）3.大氣污染化學模式水污染化學1.水體中泥沙－水界面過程2.金屬形態轉化動力學3.水中有機物的降解4.金屬有機化學研究土壤污染化學1.土壤－水界面過程研究2.有毒有機物降解研究3.根際（根圈）化學與植物對污染物的吸收，生物有效性4.土壤溫室氣體的釋放CH4污染生態化學定性結構－活性關系研究（QSAR:Quantitystructure-activityRelationship）環境污染化學67污染控制化學1.管端控制(End-of-pipeControl)中的化學研究2.污染控制材料和技術的化學研究3.污染預防（Pollutionprevention）和清潔生產（Cleanproduction）中的化學研究污染控制化學1.管端控制(End-of-pipeCont68環境工程學

運用工程技術和有關學科的原理和方法,研究合理利用與保護自然資源,和防治環境污染與生態破壞.除包括傳統的大氣污染防治工程,水污染防治工程,國體廢棄物的處理和資源化以及噪聲控制等研究內容外,還包括環境污染綜合防治的方法和措施,清潔生產的途徑和技術,以及利用系統工程的方法就區域整體或生產的全過程,尋求解決環境問題的最佳方案.環境工程學運用工程技術和有關學科的原理和方法,69以“人類-環境系統”為主題的

大型國際合作研究計劃

國際人與生物圈計劃（MABP)國際地圈-生物圈計劃(IGBP全球變化中的人類因素計劃(HDGCP以“人類-環境系統”為主題的

大型國際合作研究計劃國際人與70“國際人與生物圈計劃研究地球上不同區域各類生態系統的結構、功能和生產能力;預測在人類活動影響下生物圈及其資源的變化和這種變化對人類的影響。著重研究和監測人類今天的活動對未來世界的影響,確保在人口合理增長的情況下,使環境的生產力、基因的多樣性和生活環境的質量得到保持和提高.“國際人與生物圈計劃研究地球上不同區域各類生態系統的結構、功71國際人與生物圈計劃(IGBP)的研究課題

1.人類活動對熱帶和亞熱帶森林生態的影響2.土地利用對溫帶和地中海地區森林生態系統的影響3人類活動和土地利用對放牧地、熱帶森林草原和草場的影響4.人類活動對干旱、半干旱地區生態系統的影響5人類活動對湖泊、沼澤、河流、三角洲、河口和海岸地區的價值和資源生態學影響6.人類活動對山地和凍原生態系統的影響7島嶼生態系統的生態學和合理利用8自然區域及其遺傳物資的保護9.在陸地和水生生態系統中化肥的使用和病蟲害防治的生態學評估10.大型工程對人類及其環境的影響11.城市系統的生態學12.環境的改造及其與人口的適應數量和遺傳結構的相互關系13.對環境質量的認識14.環境污染及其對生物圈的作用國際人與生物圈計劃(IGBP)的研究課題72國際地圈-生物圈計劃的研究手段1.發展全球地圈-生物圈模擬首先要發展各分量模式,即大氣、海洋和陸地生物圈模式,然后發展地球系統模式；借助于全球模式來定量地分析地球系統內物理、化學和生物過程的相互作用,以估計其對未來變化的可能影響;2.建立全球資料和信息系統,特別要發展有關全球變化的空間遙感觀測能力和資料處理能力;3.建立區域研究中心在全球的代表性生態系統區域,特別是在發展中?國家,應建立研究全球變化的區域研究中心。區域研究中心的功能是進行生態環境的長期監測,對特殊性問題進行試驗研究,對科技人員進行培訓,和對區域研究資料進行交流等。

國際地圈-生物圈計劃的研究手段1.發展全球地圈-生物圈模擬73國際地圈-生物圈計劃的研究內容全球大氣化學與生物圈的相互作用主要研究全球大氣化學過程的機理;生物過程在產生和消耗微量氣體中的作用;預報自然和人類活動對大氣化學成分變化的影響;全球海洋通量研究主要研究海洋生物地球化學過程對氣候的影響,及其對氣候變化的響應;3.全球水文循環過程的生物學特征主要研究植被與水文循環物理過程的相互作用;4.全球變化對陸地生態系統的影響主要研究氣候、大氣成分變化和土地利用變化對陸地生態系統結構和功能的影響,及其對氣候的反饋;5.全球變化史的研究重建2000年來,以及一個完整冰期-間冰期循環的全球環境變化,了解他們與地球內部和外部作用力的關系;

國際地圈-生物圈計劃的研究內容全球大氣化學與生物圈的相互作用74國際地圈-生物圈計劃的任務以地球系統科學為指南,把太陽和地球作為兩個主要的自然驅動器,把人類活動作為第三驅動因素。重點研究這三個基本過程和各圈層的界面過程，以及時間尺度為數十年至數百年,對生物圈影響最大,對人類活動最為敏感,最為實際和具有可預測性的重大全球變化問題

國際地圈-生物圈計劃的任務以地球系統科學為指南,把太陽和地75全球變化中的人類因素研究計劃內容1.研究全球變化的原因,尤其是人為原因,研究區分由自然因素引起的變化和由人類活動引起的變化2.研究由于地圈和生物圈中各因素和人類活動所引起的變化的后果3.研究全球變化的管理。全球變化中的人類因素研究計劃內容1.研究全球變化的原因,76環境化學的內容

及其分支學科環境化學的內容

及其分支學科77《化學中的機會—今天和明天》（1985）——美國化學會的里程碑性著作本書認為，作為新興學科的環境化學必須回答下列問題：

1.查明潛在有害物質在環境介質中的存在量和形式；2.查明這些潛在有害物質的來源，在某一環境介質內及在不同的環境介質間的遷移轉化的化學機制;3.查明這些潛在有害物質對環境（生態系統）和人體健康發生效應的危險性、途徑和機制;4.探討緩解和消除這些有害物質已經造成的影響和防止其可能造成的影響的方法與途徑。以上四個方面的內容分別演化為環境化學的4個分支學科：環境分析化學、環境污染化學、環境毒理學、和污染控制化學。

《化學中的機會—今天和明天》（1985）本書認為，作為新興學78環境分析化學的內容

1.分析方法的標準化和環境標準參考物質（ReferenceMaterial）的研制2污染物的價態、形態與分析方法研究

3.環境痕量和超痕量元素分析方法研究4.環境有機分析研究5.優先分析對象的篩選研究6.環境分析的儀器化和自動化研究環境分析化學的內容1.分析方法的標準化和環境標準參考物質（79分析方法的標準化和環境標準參考物質（ReferenceMaterial）的研制分析方法標準化是環境分析監測的基礎和中心環節。美、加、歐共體和日本等不斷研究和公布各種標準化分析方法。國際標準化組織(ISO)為開展環境標準方法研究專門成立了大氣、水體和土壤質量3個技術委員會（下設17個分委員會），已發表20多個國際標準技術報告和70多項國際標準。近30年來國際上研制了近百種環境標準參考物質，在超凈實驗室中應用超靈敏分析方法進行定值。分析方法的標準化和環境標準參考物質（ReferenceMa80污染物的價態、形態及其分析方法研究Speciation:包括價態、化合態、結合態和結構狀態。價態：Cr(Ⅱ)Cr（Ⅳ）Hg(0),Hg（Ⅰ,Hg（Ⅱ）化合態：HgOH+Hg(OH)20Hg(OH)3-結合態：Association吸附態、絡合態、共沉淀等。結構態：

有機物的結構，如鄰苯二酚、苯二酚、間苯二酚。污染物的價態、形態及其分析方法研究Speciation:包81環境痕量和超痕量元素分析方法研究10－6——10－9

（痕量）1980s10－9——10－12（超痕量）1990s10－12——10－15當代前沿ppm：10－6ppb：10－9ppt：10－12ppq：10－15環境痕量和超痕量元素分析方法研究10－6——10－82環境有機分析色譜：氣相色譜(GC)、高效液相色譜、薄層色譜(TLC)、超臨界流體色譜分光光譜：質譜(MS)、核磁共振譜(NMR)、紅外光譜（IR）、紫外光譜（UV）分光光度法：比色法，電光學法，色質譜聯用。環境有機分析色譜：氣相色譜(GC)、高效液相色譜、薄層色譜(83優先分析對象的篩選研究

本項研究的任務是從成千上萬種污染物（特別是從大量有機物）中選擇最有代表性和必須進行優先分析研究的對象。早在1970s年代美國環保局組織許多實驗室經過廣泛調查研究，制定和公布了水體中的優先監測污染物(PriorityPollutants)名單，在首批列出的128中污染物中有114種是有機物。優先分析對象的篩選研究本項研究的任務是從成千上萬種污染物（84環境污染化學

大氣污染化學

水體污染化學

土壤污染化學污染控制化學

環境污染化學大氣污染化學85大氣污染化學1.大氣污染物的表征（Characteristics）包括物質的物化屬性、存在狀態、組成變化、化學反應、來