环境学

虽然是作为学校的一门选修课，我参加学习的环境学概论还是让我感觉到有不小的收获。当人类还在以打猎为生的时候，固然心中没有环境的概念；当人类开始了封建社会，一切效忠国王的时候，他们也没有注意自己身边最平常不过，但也是最重要的 — 环境。

环境，与人类息息相关，赖以生存。过去的几千年，我们都一直忽视了它，因为它太稀松平常了，人们可以肆意的垦荒，肆意的燎原；但是现在，我们逐渐地发现，其实越平常的事物，却是越重要的，因为直到我们越来越多地感受到了环境对我们无理而报复的时候，我们开始正视它了。

环境科学是研究人类赖以生存的环境各要素及其相互关系，包括人类在认识和改造自然中人和环境之间相互关系的科学。由于近数十年来的迅速发展，环境科学现已包括环境化学、环境地学、环境物理学、环境生物学、环境医学、环境经济学、环境管理学与环境工程学等大的分支学科；而这些大的分支学科又包括下一层次的分支学科。环境科学作为一个整体是物理科学、生物科学与社会科学有关部分交叉形成的。环境科学的主要分支学科如下。环境化学是运用化学与环境科学的理论与方法，研究环境污染物在地球环境大气圈、水圈、岩石圈、生物圈 中形成、迁移、转化与归宿的学科。

第二次世界大战以后，由于人类活动与生产规模的空前发展，出现了严重的环境污染问题。 一系列震惊世界的公害事件，使人们日益重视对环境问题的研究，促使了环境科学的诞生与发展。环境科学已从自然科学和工程技术领域扩大到社会科学各领域。运用的知识和方法涉及数学、物理学、化学、生物学、地学、医学、工程科学以及社会科学等多种学科。

我，作为一名物理学院的学生，在每天学习物理的同时，在很多方面思考问题的时候，都开始运用物理思维，同样，我也感觉到了，学习物理对于环境学的研究也具有不小的作用。

欲有其果，必知其因。如果你学过物理，你就应该知道，想要保护环境，就要先知道造成环境破坏的原因，这样才能够做到有的放矢，准确地对污染源进行治理和防范。通过物理学，我们能够的只有很多的污染是和物理有着密切的关系的。

1.噪声。从环境保护角度讲，定义为凡是妨碍人们工作、学习和生活的声音；从物理学角度讲；当空气中某个部位的压强、密度、质点速度或温度因为某个物理因素产生一个偏离平衡状态的扰动，借助于空气的弹性和惯性,这个扰动就以某个速度向周围传播,这就是噪音。噪音是我们不需要的声音,爆炸的高强度噪音能使建筑物受损,飞机和火箭的高强度噪声胭使自身机体和发动机产生疲劳现象而开裂损坏，工厂管道内如果存在强噪声，可能在管道内产生驻波共振而使设备受损。人在吵闹的环境里工作时精力容易分散，工作效率降低，并且产生烦躁不安的情绪而容易造成差错和事故。噪声的存在降低了人们交谈时语言的清晰度，使人讲话和听音都相当吃力。晚间的噪声会干扰睡眠，突发的强噪声会使人心惊肉跳，心脏病患者更是承受不了。在高强度的噪声环境中工作会使人产生头晕、头疼、神经衰弱、消化不良、血压升高、心率失常等不良症状。人在强噪声环境

中暴露一段时间后会引起听力的暂时衰退或耳聋。在有爆炸的场合，往往突发出140dB以上的强冲击噪声，这时人耳可能遭到急性伤害，引起鼓膜破裂，内耳失聪，听力完全丧失。噪声的主要来源是动力机械，最好的控制方法是从噪声的来源处着手，选用弱振动低噪声动力机械，选用弱振动噪声的工艺技术流程，可以用压力代替冲击。当噪声的源头无法改变时，可采取外围措施，如吸声、隔声、阻尼、隔振、反共振结构、消声器等多种技术。吸声技术主要用于厅堂、车间、房间的内部。基本方式有两种，一是使用纤维类吸声材料，如玻璃棉、矿物棉、植物棉等，另一是使用微穿孔结构，如微穿孔板和多孔材料等。噪声能量的传播途径有两种，一是通过空气直接传播，二是通过固体传播一段距离后、再辐射到空气中来。可利用隔声技术阻止噪声源向周围空间的声辐射，或隔绝外界噪声能量进入室内。分墙体隔声、门窗隔声、楼板撞击声的隔离等。在空压机、通风机、内燃机等设备的进气口处，往往有很强的噪声辐射，为了在保证气流畅通的前提下，控制内部噪声污染周边环境，必须使用消声器。控制环境振动的有效办法是从振源着手处理。该振源包括工业和交通振动源。在环境振动的控制工作中主要在于消除共振，基本方法是对振动源重新设计，或提高加工装配精度，使其正常运行时振动强度较小。隔振的方法有两大类：一是使振源的振动能量不向外传递；另一类是使保护对象免受外界振动的影响。措施分质量、弹簧和力阻系统。

3.电磁。影响人类生活环境的电磁污染可分为自然型和人工型两大类。自然型电磁污染是某些自然现象引起的，最常见的是雷电，雷电除了可能对电器设备、飞机、建筑物等直接造成危害外，还会在广大地区产生严重的电磁干扰。此外，火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等都会产生电磁干扰。接触高频电磁场的人常有神经衠弱症状、植物神经功能紊乱、心血管疾病、上腹部疼痛和消化不良；接触微波的人，交感神经肾上腺系统及丘脑下部发生机能紊乱、血液中胆碱脂酶活性降低和琉基含量减少；接触高频的青年女性会发生月经紊乱，表现为闭经等，男性偶见性机能减退；个别有毛发脱落，体重下降，白细胞减少倾向和眼晶体白内障等。电磁辐射会造成电子设备、仪器仪表、通信联络、自动控制等系统的信息失误，控制失灵或发生中断等故障及电视机、收音机不能收看收听。当然我们是有能够大幅度避免这些坏处的方法的：屏蔽防护，分主动场屏蔽、被动场屏蔽；采用等效负载，采用天线或大功率吸收负载；采用漏能抑制器；微波辐射的吸收。

4.热。人类的生活和生产实践活动，要求有一定的环境。首先人作为温血动物，适合于人类生活的温度范围是很窄的，人类依靠衣服、居室、采暖、空气调节设备获得生存所需的热环境。其次，人类在生产生活中，不仅靠太阳辐射到地球上的热能，而且还需要各种燃料产生的热能。燃料的大量消耗，干扰了地球环境的热平衡，使环境遭受热污染。在高温环境下劳动，一方面体内产热明显增加，另一方面，由于环境温度高于体表温度，体内不能再通过传导、对流或辐射的方式散热。久之使体温调节中枢功能受阻人体不能继续保持平衡，表现为体温升高。由于出汗，体内水分和盐大量丢失，血液粘滞度增加，加重心脏负荷，血压升高。也可引起胃肠蠕动减慢，胃液酸度降低，淀粉酶活性下降，食欲减退和消化不良等。大气热污染会形成热岛形成热岛效应、温室效应。不过，同样我们是可以进行防护的，而且在某种程度上还能够对其进行利用，使其更好的造福人类。对抗高温最好用环境温度调节装置，使环境温度保持在舒适的范围内。为控制热污染对大气的影响，植树绿化、增加森林覆盖面积是较好的措施。此外，发展太阳能、风能、水电这些洁净能源，及提高能源利用率，减少废热排放。

5.核。随着社会的发展和科技的进步，人类不断的发现新型的能源，其中，核能就是其中的佼佼者，它耗原料少，但是产生的能量确实无比巨大。在石油煤炭逐渐匮乏的当今社会，核能已经慢慢德成为人们心目中未来的主要能源，也可以说是理想能源。但是核原料是有放射性的，它会对土壤，水等环境产生很大程度的放射性污染，相信人们对于这种污染的巨大破坏力已经非常熟知了。不过这些也都是可以在某些方面避免的，当然平时核电站等场所的工作人员一定要认真工作，不可有半点差错；然后是核废料的处理，一定要合理，不能对环境产生太大影响，这样也只能是减轻大部分的污染，因为现在应用的核能主要就是核裂变产生的能量，它的核废料污染比较大。当然我们有更好的更清洁的未来能源—核聚变核能，它是运用氢元素之间的聚变所释放的能量，不但原料和生成物都是无污染的，而且它产生的能量也是裂变的好多倍。只不过现在人类的技术还不足以达到能够控制聚变，不能让它缓慢反应来发电，所以还在研究中。

可以说现在的环境污染主要是物理污染和化学污染，但是人所皆知的环境保护概念中有一个文化环境保护往往被忽视。其实文化也是一种资源，这种资源与人类聚居活动直接相关。人不是机器，建筑也不是“居住机器”！面对高技术及高情感的21世纪，文化环境保护将是一个突出的问题，对于中国来说，这个问题尤为显著。外国游人一来上海，到浦西一走总是叹息，有历史文化的建筑都拆除了，有历史文化的环境都改变了。在建的浦东中央公园正在拆除传统的村落。为什么不保留些都市村庄呢？公园并不仅仅有树有花就行，它更要讲文化，公园应该是文化的储藏库，游乐历史的根据地。把西方不过数百年的文化拿过来，自己数千年的文化积淀却丢失了。从绿化的角度来看，为什么现在没有大树？这有一个导向性问题，原因之一是千篇一律地学大连。其实学习他人也要结合自己。我以为北方城市更需要阳光，而南方城市则相对多需要阴影。在南方，人们户外活动大多在炎热的夏季和秋季，需要阴影遮挡灼热的阳光，在北方，相应的季节，则多些阳光显得温馨。除了气候生理要求外，环境绿化，究其根源，最终也在于文化。欧洲是牧羊文化，需要草地，喜欢草地，我们中国江南就不同了，肯定不是牧羊文化，如果也以草皮为主，就没有自己的文化了。就拿上海外滩来说，表面上是一个绿化问题，实质上是历史文化环境保存问题。外滩改造之前，林荫繁茂，在江水、树木映衬下的各式沿岸建筑显得很漂亮。改造之后，一边是孤零零的建筑，一边是光秃秃的驳岸，夏季和秋日的曝晒自不必说，更成问题的是，丢失了近百年的文化积累，中外同行无不为之叹息。

对于环境，人类从没意识到，到不重视，一直到现在的全世界范围内重点保护的对象，我们的大自然其实已经由以前的“风华正茂”变成现在的“步履蹒跚”，人类的发展是在某种程度上可以从中发现一部对环境的破坏污染史。物理 — 作为人类的一个伟大的科学，不仅仅是因为其本身的伟大，更因为它对于更多其他方面的研究和帮助，任何事都不能离开物理原理，环境也如此。你可以说前几个世纪是属于物理的世纪，但是你不能说21世纪不是物理的世纪。现在我们如此的迫切地保护环境，凭借什么？当然是种种的物理原理，物理方法，尽管如上有些容易被人忽视的个别方面的环境保护问题，尽管这些也是不能不提的，但是，物理确实重点。

所以，我还要说一句，二十一世纪是环保的世纪，二十一世纪也是物理环保的世纪！