义守大学土木工程学系〈所〉授课计划表.PDF

第一章 緒論 環境科學是一門綜合性及跨學科領域的科學。學習主要從自然科學、社會科 學及科技科學三大學科領域，論述環境科學之基本概念。內容包含大氣變遷與空氣 污染防治、水資源、水污染及其防治、固體廢棄物、有害廢棄物及放射性廢棄物、 噪音污染及其控制、土壤資源、能源、生態環境與自然保育、環境影響評估等。學 習環境科學的主要目的：來瞭解與認識人類與環境的關係，以維護大自然的生產 力、自淨能力與補償能力，促使人類的經濟社會活動與環境系統變化之間，取得新 的協調發展 ，以便能夠帶給我們及後世子孫有更美好的世界。環境教育係在加強 大眾對自然環境和人造環境，以及環境和人類之關係的了解，包括環境問題的全球 觀點；而其教育的目的，不是消極的罰則與規範，而是積極的倡導永續經營的環保 教育理念，提昇生活品質與層次。 溫室效應(green house effect) －CO2 循環之破壞，若以輻射能的強弱可由波長來 區分，凡有溫度的物體皆會以輻射之方式釋出能量，溫度高的物體，釋出的能量 較多，且其輻射波長較短，即短波長有較高能量；而溫度較低的物體，釋出的能 量較少，且其輻射波長較長，即長波長有較低能量，如太陽其波長較短，地球則 較長。一般玻璃有個特性，它能讓波長短的輻射穿過去，而吸收波長長的輻射； 也就是說它能讓太陽輻射透射，而不能讓地面的輻射回太空中。所以用玻璃蓋的 溫室利用這種吸收的特性升高室內溫度，稱為 green house effect。CO2 的吸收特性與 玻璃一樣，所以大氣中 CO2 濃度如果過高的話，整個地球擁有的輻射量會增加，溫 度自然也會提升而產生 green house effect。海洋、森林(由呼吸作用釋放出 CO2)與動 植物體分解所產生 CO2 的量極為龐大，但因有植物行光合作用，吸收 CO2 ，並有部 份溶進海洋裏，才得以保持收放平衡。 到達地球表面的太陽能，主要為可見光波長，可驅動光合作用，超過一半的太陽 能會被大氣的雲層、灰塵與氣體所反射或吸收 。具危害性的短波長光線，會在大 氣層上被氣體（特別是臭氧）濾除。 臭氧 (O3) Ozone：大氣中會吸收紅外線的氣體有臭氧，水蒸氣和 CO2 ，水蒸 氣的含量最大，是吸收紅外線的要角，臭氧的含量最少，最不重要。CO2 則因人類 大量燃燒石化燃料及熱帶雨林被大量砍筏，使大氣中的 CO2 含量漸增，提升其重要 性。這個趨勢說明了由於 CO2 濃度的增加，地球表面溫度有漸升的可能。在同溫層 中，含有一層臭氧層，它可能攔截造成人類或生物滅亡的紫外線。如果臭氧層漸 薄，地球的生物就會受到威脅，臭氧越少，氣溫越會升高，一旦沒有臭氧層時， 人類就會跟著滅亡。造成臭氧層受侵蝕的主因是人工化學品，其中最主要的為冷 凍劑化合物。 光化學煙霧主要是發生於太陽照射強度較大的大城市，其中主要污染物為碳 氫化合物及氮氧化物(大部份為 NO) ，主要來源為汽機車所排放之廢氣，進入了城 市的上空，這些氣體將發生何種變化?這些氣體參與這一連串的化學反應，而產生 難以置信的各種化學產物，因此在這城市的上空，創造了一個化學實驗室。對於 參加光化學煙霧的機能而言，每個地方、每個時間都不一樣，我們可進一步的了 解這事實：1.空氣中的各種污染物非常多 ，光就空氣中碳氫化合物種類就多得令人 難以置信 2.每一種的濃度均隨著時間而變。這是什麼原因呢?濃度的變化，不僅由 於每天的污染物的排放量不同，而且係由於較富活潑性的化合物隨著時間而變 化。容易發生煙霧的環境有：該區域具有高濃度的排放物，有限的空氣，強烈的 日照等等。光化學煙霧現象會產生淡藍色的霧，使能見度大為降低，同時令人感 到喉嚨痛、流鼻涕、流眼淚或是發生各種程度的頭痛。煙霧的光化學機能是一個 相當複雜的問題，目前雖已略有了解，但未尚完全清楚。煙霧最主要的解決之道 在於改善及管制碳氫化物及氮氧化物的排放，尤其是汽車的廢氣排放，以及尋找 更清潔的替代燃料。 都市化即人口密度的增加、土地使用型態的改變與社會組織的大規模化，近 年來，世界上有約一半的人居住在百萬人都市。依聯合國估計，至少有 10 億人 居住於第三世界都市中心的貧民區，臨時棚屋大多出現在郊區，而且是違法的， 但卻快速佔據大都市外圍，而藉以接近城市的工作機會，墨西哥市內 1,000 萬人口 居住在臨時搭建的陋屋區。