第七讲生物技术概论2.ppt
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1、第七讲 生 物 技 术 概 论 第三节 资源环境与生物技术,本 讲 要 点,一、资源 1、资源的分类 2、全球资源的现状 二、环境 环境问题的现状 三、资源利用与环境保护的原则 1、产生资源与环境问题的根源 2、保护与利用的原则 四、生物技术对人类生产方式的改造 1、生物技术是可持续发展的关键 2、生物能源,一、资源 自然资源:存在于自然界并能为人类所利用以满足其生活和生产需要的物质和能量。,按资源量是否受人类利用的显著影响可分为: 非枯竭性自然资源(如太阳能、风能) 可枯竭性自然资源(如矿物、生物、土地资源) 非枯竭性自然资源(如大气和水资源)也会受到人类影响。,可枯竭性自然资源又可根据能否
2、自我更新而分为: 可再生性自然资源(如生物资源、地区性水资源) 非再生性自然资源(如各种矿物资源),(一)资源问题的现状 1. 土地资源 : 水土流失,土地的沙漠化 ,土地退化。,我国损失耕地2000平方公里/年,沙漠化,固体废弃物9.5亿吨/年,危险品1000万吨/年,污染土壤,被沙漠掩盖的胡杨林,黄土高原,东北盐碱化的土地,2.水资源 : 人均淡水贫乏 、水资源分布不均 、水污染日益严重。,我国七大水系,符合类以上水质的(可供生活饮用)仅有29.1%, 90%以上严重污染。,3.能源 能源是工农业生产和人们生活的重要物质基础。 包括阳光、风、流水、地热、潮汐、木材和各种矿物燃料。 石油、煤
3、炭、天然气占世界总能源消费的90%。全球石油8000万桶/天 中国:煤炭68.7%,石油21.2%,天然气2.8%,水电7.3%。,化石资源是生物利用太阳能,固定二氧化碳,产生生物质,生物质被埋藏后变为化石资源,能量高度集中,利用效率高,极大促进了人类社会的物质生产。但化石资源是非再生性的资源。,化石资源日益匮乏成为最突出的全球性资源问题。 石 油:50100年 天然气:75120年, 煤 炭:200300年,美国,全球5人口消耗全球1/4石油,11L/人天,20年后增长50% 我国2003年成世界第二石油消费国, 2005年3.17亿吨/年,43%需要进口。现在520万桶/天1000万桶/天
4、, 2025年,据预测,世界大部分国家石油将在20年内采完,中东可采100年 近几年来能源价格已经暴涨。,高油价促使人们加大对化石燃料的开发,如果没有前瞻性的能源政策?,石油、天然气,煤,油页岩,焦油砂,易开采,清洁,难开采,破坏大,文明崩溃,人们已经认识到全世界的石油产量有可能在2016年达到峰值,如现在不寻找替代能源,全球经济将崩溃。,然而传统清洁能源发展存在困难 水电:清洁,发电量大,技术成熟 但投资大、明显影响环境, 埃及的阿斯旺水库处境尴尬 核能:法国达70%, 但投资大、有一定危险性, 大部分民众担忧核电发展,风能:丹麦达20%,清洁 但噪音大、占地,影响观瞻, 还存在能量存储的问
5、题 德国居民反对新建风力发电 在风力发电基座上喷写标语 太阳能:西班牙规定新建筑物必须安装太阳能设施 但目前的发电成本高 为传统火力发电的12倍 且供电不稳,能量存储难,必须需要寻找廉价且更容易实施的替代能源!,4.生物资源 生物资源是一种可再生的自然资源,在一定条件下可以自我更新。 尤其是光合生物利用太阳能,固定二氧化碳,可产生能量。,但生物资源并非取之不尽,用之不竭。森林资源自1950年以来已损失了50%,草地资源面临退化和荒漠化的严重威胁,野生生物资源自18世纪以来已经损失1533%。,二、环境 (一)环境问题的现状 1.温室效应与全球变暖 大气中二氧化碳、甲烷和氮氧化合物含量越高,热外
6、流越受阻,从而地表温度也升得越高,称为温室效应。,人类大量使用各种化石资源,温室气体排放迅速增加 在过去100年内全球平均气温升高了0.6,预计21世纪末全球平均气温将升高3,冰川融化,到2100年世界海平面将升高0.62米。 气温升高导致全球出现各种灾害性气候,台风、洪水、干旱等灾害频发。,2.臭氧层破坏 臭氧层存在于地球大气层上部平流层是地球生物保护屏障,人类活动排放到高空的氯氟烃如氟利昂(CFCl3)等含有大量自由氯原子能催化分解大量臭氧分子,破坏了平流层中臭氧的平衡,出现臭氧层变薄甚至产生臭氧空洞 按现行减少速度,到2075年,臭氧将比1985年减少40%,全球皮肤癌患者将达1.5亿人
7、。臭氧空洞还在继续扩大,3.酸雨 酸雨是指pH值小于5.6的酸性降水,大气中的SO2和NO在强光照射下发生光化学氧化作用,并与水汽结合而形成硫酸和硝酸导致雨水呈酸性。产生酸雨的物质主要来源于人类生产生活中矿物燃料的燃烧,尤其是煤炭和石油。,4. 环境污染 环境污染包括:大气污染、水体污染、土壤污染和噪音污染等 世界十大污染城市中有太原、北京、兰州、重庆等8个中国城市,大气、水体、土壤三者的污染不是孤立的,它们能互相影响,我国1/3城市大气属于重污染,2020年仅燃煤污染导致的疾病就要支付3900亿美元的费用,约占GDP的13%,三、资源利用与环境保护的原则,(一)全球性资源与环境危机产生的根源
8、 在人类中心主义的价值观指导下的人类活动导致人与自然界的关系不和谐,人类向自然无节制地索取和不合理的开发利用是资源出现枯竭危机的直接原因,伴随经济-社会的全球性进程,人类不恰当的开发利用与不合理的生产活动,使环境产生了对人类不利的变化。,壳牌公司对加拿大北方焦油砂的开采,严重破坏了当地的土壤、植被与河流。提取过程中需使用大量热水和化学溶剂将沥青从焦油砂中洗出,并在500高温下分解为焦油,已经严重影响到当地天然气资源的供应。,例如汽油,如果考虑到其不可再生和使用后对环境及人类的影响,其价格将是现在的2.6倍,人们并没有珍惜资源,资源的价格并没有真正反映其价值。,如何解决资源及环境问题?,必须改变
9、我们的传统生产方式!,1.走可持续发展的道路 1987年联合国提出了可持续发展的科学观点 “在不危及后代人满足其环境资源需求的前提下,寻找满足当代人需要的发展途径”,2.保护生物多样性 1992年联合国通过的生物多样性公约 生物多样性是指一定空间范围内生物及其组成的系统的总体多样性和变异性,是生物资源的一个标志,支撑着人类的生存和发展,实质就是保护人类自己,保护人类文明的延续。,(二)资源利用与环境保护的原则,3.必须发展生态工艺和绿色技术,以往的局限性:社会物质生产过程按“原料-产品-废料”的模式进行,它以排放大量废料为特征,原料只有4被利用。,生物圈的物质生产是一种无废料的生产,生态系统的
10、技术原则和组织原则是非线性和循环的,生态工艺:输入生产系统的物质被逐级或循环使用,最后的剩余物经过处理以对生命和环境无害的形式排放。,其生产过程可用“原料-产品-剩余物-产品”模式表示,化石经济时代,后化石经济时代,无化石经济时代,四、生物技术对人类生产方式的改造,(一)生物技术是可持续发展的关键,“后化石经济时代”即将到来!,布什1月31日发表的政府国情咨文提到: We have a serious problem: America is addicted to oil, which is often imported from unstable parts of the world. Th
11、e best way to break this addiction is through technology. Breakthroughs on new technologies will help us reach a great goal: to replace more than 75 percent of our oil imports from the Middle East by 2025. By applying the talent and technology of America, this country can dramatically improve our en
12、vironment, move beyond a petroleum-based economy.,瑞典欧洲重要石油消费国 The environmentally progressive Scandinavian nation has announced one of its most ambitious goals yet: to completely end its dependency on fossil fuels - and do it in the next 15 years. “Our dependency on oil should be broken by 2020”,sai
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