材料科学与人类文明 第10章.pptVIP

考试范围 材料科学与工程的基本含义 材料使用断代史 三大材料分类与基本特点 材料化学键、相结构、晶体结构 功能材料 智能材料、生物医用材料、信息储存材料、环境材料 合金及其性能调控特点 古代材料使用对我国经济社会发展的意义 不考察：年代、反应式、材料成分 考试相关 材料科学与人类文明 第十章 材料与环境的关系 及环境材料 人类的环境 环境(environment)，指周围所在的条件 对生物学来说，指生物生活周围的气候、生态系统、周围群体和其他种群 对文学、历史和社会科学来说，指具体的人生活周围的情况和条件 对建筑学来说，指室内条件和建筑物周围的景观条件 对企业和管理学来说，指社会和心理的条件，如工作环境等 对热力学来说，指向所研究的系统提供热或吸收热的周围所有物体 从环境保护角度，环境是人类的家园地球 《中华人民共和国环境保护法》，从法学角度对环境概念进行阐述 “环境是指影响人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，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、目然遗迹，人文遗迹、风景名胜区、自然保护区、城市和乡村等” 人类的环境 亦称地理环境，指人类周围的自然界，是人类赖以生存和发展的物质基础 包括大气、水、土壤、生物和各种矿物资源等 在自然地理学上，分为大气圈、水圈、生物圈、土圈(岩石圈)等 自然环境(natural environment) 原生环境(primitive environment) 天然的、未受人为活动影响，或影响较少的自然环境 生物地球化学性疾病 某些地区原生环境的水、土壤中某些元素含量过多或过少，导致居民体内这些元素过多或过少，产生疾病 次生环境(secondary environment) 在人类活动的影响下发生重大变化的自然环境 这种变化可产生有利或有害的影响 社会环境(societal environment) 在自然环境基础上，人类为不断提高生活水平，通过长期有计划、有目的的发展，逐步创立起来的人工环境，如城市、农村、工矿区等 人类活动对自然环境的影响 原始人类，从事狩猎和采集食物 人类和其他动物一样，在生态系统中占一席位置 人类会使用工具，节约食物，用有限食物维持日益壮大的种群 畜牧业和农业阶段，创造了人工生态系统 随人口数量增加，人工生态系统不断扩大，自然生态系统不断缩小，许多野生生物灭绝 从开采矿石、使用化石燃料以来，人类活动侵入岩石圈 工业革命以来，大规模开采矿石，破坏了自然界的元素平衡 自20世纪后半叶，工农业蓬勃发展，大量开采水资源、化石燃料 向水体和大气中排放大量废水废气，大气圈和水圈质量恶化 现在，人类活动已延伸到外层空间 几千件垃圾废物，在外层空间围绕地球的轨道上运转 人类的环境 生物圈(biosphere) 指地球上出现并感受到生命活动影响的地区。海平面以下约12公里~海平面以上约10公里 在自然环境中，和人类生活关系最密切的是生物圈 是地表有机体(包括微生物)及其自下而上环境的总称 是人类诞生和生存的空间 是行星地球特有圈层 地球上最大的生态系统 人类的环境 生物圈 外层 热层 中间层 平流层 对流层 水圈 土壤圈 硅铝层 硅镁层 地幔 外核 内核 大气圈 地壳 生物圈是一个复杂的、全球性的开放系统，是由生命物质与非生命物质构成的自我调节系统 其形成，是生物界与水圈、大气圈、岩石圈(土圈)长期作用的结果 生物圈存在的基本条件是 可获得来自太阳的充足光能 存大量液态水(可被生物利用) 有适合生命活动的温度条件 有生命所需的营养元素，如O2、CO2、N、C、K、Ca、 Fe、S 人类活动对生物圈的影响 人在生物圈中占统治地位，能大规模改变生物圈，使其为人类服务 然而，人类毕竟是生物圈中一员，必需依赖生物圈提供一切生活资料 人类对生物圈的改造应有一定限度；过度就会破坏生物圈的动态平衡 人类出现后约300万年间，人类与周围生物和环境处于合理的平衡之中 约1万年前，人类学会栽培，不再局限于采集食品，而能够从事更多的创造性活动 随生产力提高，人口逐渐增加并向城市集中，手工业日益发展，人类活动对环境的影响和冲击日益增加 产业革命后，开矿、挖煤、采油、伐林、垦荒、捕捞等规模迅速扩大，生物圈发生极大变化 20世纪60年代来，人口膨胀、世界资源相对短缺、大范围环境污染，迫使人类从生物圈的角度考虑问题和解决问题 人类的环境 由近及远、由小到大，可分为聚落环境、地理环境、地质环境、星际环境 聚落环境，是人类利用和改造自然环境而创造出来的生存环境，与人类生产和生活的关系最密切 在聚落环境中，人工环境因素占主导地位 人类的聚落环境