環境科學發展史
正文
環境是人類生存和發展的基礎。環境問題的出現和日益嚴重，引起人們的重視，環境科學研究工作隨著發展起來，逐漸形成環境科學這樣一個新興的綜合性學科。環境問題的由來和發展 人類是環境的產物，又是環境的改造者。人類在同自然界的鬥爭中，運用自己的智慧，通過勞動，不斷地改造自然，創造新的生存條件。然而，由於人類認識能力和科學技術水平的限制，在改造環境的過程中，往往會產生意料不到的後果，造成對環境的污染和破壞。
人類活動造成的環境問題，最早可追溯到遠古時期。那時，由於用火不慎，大片草地、森林發生火災，生物資源遭到破壞，他們不得不遷往他地以謀生存。
早期的農業生產中，刀耕火種，砍伐森林，造成了地區性的環境破壞。古代經濟比較發達的美索不達米亞、希臘、小亞細亞以及其他許多地方，由於不合理的開墾和灌溉，後來成了荒蕪不毛之地。中國的黃河流域是中國古代文明的發源地，那時森林茂密，土地肥沃。西漢末年和東漢時期進行大規模的開墾，促進了當時農業生產的發展，可是由於濫伐了森林，水源不能涵養，水土嚴重流失，造成溝壑縱橫，水旱災害頻仍，土地日益貧瘠。
隨著社會分工和商品交換的發展，城市成為手工業和商業的中心。城市裡人口密集，房屋毗連。煉鐵、冶銅、鍛造、紡織、製革等各種手工業作坊與居民住房混在一起。這些作坊排出的廢水、廢氣、廢渣，以及城鎮居民排放的生活垃圾，造成了環境污染。13世紀英國愛德華一世時期，曾經有對排放煤炭的“有害的氣味”提出抗議的記載。1661年英國人J.伊夫林寫了《驅逐煙氣》一書獻給英王查理二世，指出空氣污染的危害，提出一些防治對策。
產業革命後，蒸汽機的發明和廣泛使用，使生產力得到了很大發展。一些工業發達的城市和工礦區，工礦企業排出的廢棄物污染環境，使污染事件不斷發生。恩格斯在《英國工人階級狀況》一書中詳細地記述了當時英國工業城市曼徹斯特的污染狀況。1873年12月，1880年1月,1882年2月,1891年12月,1892年2月英國倫敦多次發生可怕的有毒煙霧事件。19世紀後期日本足尾銅礦區排出的廢水毀壞了大片農田。1930年12月比利時馬斯河谷工業區由於工廠排出有害氣體，在逆溫條件下造成嚴重的大氣污染事件。農業生產活動也曾造成自然環境的破壞。1934年 5月美國發生一次席捲半個國家的特大塵暴，從西部的加拿大邊境和西部草原地區幾個州的乾旱土地上捲起大量塵土，以每小時 96～160公里的速度向東推進，最後消失在大西洋的幾百公里海面上。這次風暴颳走西部草原3億多噸土壤。芝加哥在5月11日這一天，降下塵土 1200萬噸。這是美國歷史上的一次重大災難。塵暴過後，美國各地開展了大規模的農業環境保護運動。
第二次世界大戰以後，社會生產力突飛猛進。許多工業已開發國家普遍發生現代工業發展帶來的範圍更大、情況更加嚴重的環境污染問題，威脅著人類的生存。美國洛杉磯市隨著汽車數量的日益增多，自40年代後經常在夏季出現光化學煙霧，對人體健康造成了危害。1952年12月英國倫敦出現另一種類型嚴重的煙霧事件，短短四天內比常年同期死亡人數多4000人。1962年出版了美國生物學家R.卡遜寫的科普作品《寂靜的春天》，詳細描述了濫用化學農藥造成的生態破壞。這本書引起了西方國家的強烈反響。日本接連查明水俁病、痛痛病、四日市哮喘等震驚世界的公害事件，都起源於工業污染。在荒無人煙的南、北極冰層中，監測到有害物質含量不斷增加；北歐、北美地區許多地方下降酸雨，大氣中二氧化碳含量不斷增加。環境問題發展成為全球性的問題。60年代在工業已開發國家興起了“環境運動”，要求政府採取有效措施解決環境問題。到了70年代，人們又進一步認識到除了環境污染問題外，地球上人類生存環境所必需的生態條件正在日趨惡化。人口的大幅度增長，森林的過度採伐，沙漠化面積的擴大,水土流失的加劇,加上許多不可更新資源的過度消耗，都向當代社會和世界經濟提出了嚴重的挑戰。在此期間，聯合國及其有關機構召開了一系列會議，探討人類面臨的環境問題。1972年聯合國召開了人類環境會議，通過了《聯合國人類環境會議宣言》，呼籲世界各國政府和人民共同努力來維護和改善人類環境，為子孫後代造福。1974年在布加勒斯特召開了世界人口會議，同年在羅馬召開世界糧食大會。1977年在馬德普拉塔召開世界氣候會議，在斯德哥爾摩召開資源、環境、人口和發展相互關係學術討論會。1980年3月5日國際自然及自然資源保護聯合會在許多國家的首都同時公布了《世界自然資源保護大綱》，呼籲各國保護生物資源。這些頻繁的會議和活動說明70年代以來環境問題已成為當代世界上一個重大的社會、經濟、技術問題。
環境科學的形成和發展 環境科學是在環境問題日益嚴重後產生和發展起來的一門綜合性科學。到目前為止，這門學科的理論和方法還處在發展之中。
環境科學的形成和發展，大體可分為兩個階段。
有關學科分別探索 早在公元前5000年，中國在燒制陶瓷的柴窯中已按照熱煙上升原理用煙囪排煙。公元前2300年開始使用陶質排水管道。古代羅馬大約在公元前 6世紀修建地下排水道。公元前 3世紀中國的荀子在《王制》一文中闡述了保護自然的思想：“草木榮華滋碩之時，則斧斤不入山林，不夭其生，不絕其長也。黿、魚、鱉、、鱣孕別之時，罔罟毒藥不入澤，不夭其生，不絕其長也。”人類在同自然界鬥爭中，也逐漸積累了防治污染、保護自然的技術和知識。
19世紀下半葉,隨著經濟社會的發展,環境問題已開始受到社會的重視，地學、生物學、物理學、醫學和一些工程技術等學科的學者分別從本學科角度開始對環境問題進行探索和研究。德國植物學家C.N.弗拉斯在1847年出版的《各個時代的氣候和植物界》一書中論述了人類活動影響到植物界和氣候的變化。美國學者G.P.馬什在1864年出版的《人和自然》一書中從全球觀點出發論述人類活動對地理環境的影響，特別是對森林、水、土壤和野生動植物的影響，呼籲開展保護運動。德國地理學家K.里特爾和F.拉策爾探討了地理環境對種族和民族分布、人口分布、密度和遷移，以及人類聚落形式和分布等方面的影響。但是他們過分強調地理環境的控制作用，陷入地理環境決定論的錯誤。馬克思和恩格斯批判了這種理論的錯誤，並且根據許多科學家包括弗拉斯的調查材料，指出地球表面、氣候、植物界、動物界以及人類本身都在不斷地變化，這一切都是人類活動的結果。
地球上生命的歷史，是生物同它的周圍環境相互作用的歷史。英國生物學家 C.R.達爾文在 1859年出版的《物種起源》一書中，以無可辯駁的材料論證了生物是進化而來的，生物的進化同環境的變化有很大關係，生物只有適應環境，才能生存。達爾文把生物和環境的各種複雜關係叫做生存鬥爭或者叫適者生存。1869年德國生物學家E.H.海克爾提出了物種變異是適應和遺傳兩個因素相互作用的結果，創立了生態學的概念。1935年英國植物生態學家A.G.坦斯利提出了生態系統的概念，目前生態學的研究大多是圍繞著生態系統進行的。
聲、光、熱、電等對人類生活和工作的影響從20世紀初開始研究，並逐漸形成了在建築物內部為人類創造適宜的物理環境的學科──建築物理學。
公共衛生學從20世紀20年代以來逐漸由注意傳染病進而注意環境污染對人群健康的危害。早在1775年英國著名外科醫生 P.波特發現掃煙囪工人患陰囊癌的較多，就認為這種疾病同接觸煤煙有關。1915年日本學者山極勝三郎用試驗證明煤焦油可誘發皮膚癌。從此，環境因素的致癌作用成為引人注目的研究課題。
在工程技術方面，給水排水工程是一個歷史悠久的技術部門。1897年英國建立了污水處理廠。1850年人們開始用化學消毒法殺滅飲水中病菌，防止以水為媒介的傳染病流行。消煙除塵技術在19世紀後期已有所發展，20世紀初開始採用布袋除塵器和鏇風除塵器。
這些基礎科學和套用技術的進展，為解決環境問題提供了原理和方法。
環境科學的出現 第二階段是從20世紀50年代環境問題成為全球性重大問題後開始的。當時許多科學家，包括生物學家、化學家、地理學家、醫學家、工程學家、物理學家和社會科學家等對環境問題共同進行調查和研究。他們在各個原有學科的基礎上，運用原有學科的理論和方法，研究環境問題。通過這種研究，逐漸出現了一些新的分支學科，例如環境地學、環境生物學、環境化學、環境物理學、環境醫學、環境工程學、環境經濟學、環境法學、環境管理學等等，在這些分支學科的基礎上孕育產生了環境科學。最早提出“環境科學”這一名詞的是美國學者。當時指的是研究宇宙飛船中人工環境問題。1964年國際科學聯合會理事會議設立了國際生物方案，研究生產力和人類福利的生物基礎，對於喚醒科學家注意生物圈所面臨的威脅和危險產生了重大影響。國際水文10年和全球大氣研究方案，也促使人們重視水的問題和氣候變化問題。1968年國際科學聯合會理事會設立了環境問題科學委員會。70年代出現了以環境科學為書名的綜合性專門著作。1972年英國經濟學家B.沃德和美國微生物學家R.杜博斯受聯合國人類環境會議秘書長的委託，主編出版《只有一個地球》一書，副標題是“對一個小小行星的關懷和維護”。主編者試圖不僅從整個地球的前途出發，而且也從社會、經濟和政治的角度來探討環境問題，要求人類明智地管理地球。這可以被認為是環境科學的一部緒論性質的著作。不過這個時期有關環境問題的著作，大部分是研究污染或公害問題的。70年代下半期，人們認識到環境問題不再僅僅是排放污染物所引起的人類健康問題，而且包括自然保護和生態平衡，以及維持人類生存發展的資源問題。
在控制環境污染技術方面，大體上經歷了三個時期。60年代中期，當時面臨著嚴重的環境污染，許多國家的政府頒布一系列政策、法令，採取政治的和經濟的手段，主要搞污染治理。60年代末期開始進入防治結合、以防為主的綜合防治階段。美國於1970年開始實行環境影響評價制度。70年代中期，強調環境管理，強調全面規劃、合理布局和資源的綜合利用。隨著人們對環境和環境問題的研究和探討，以及利用和控制技術的發展，環境科學迅速發展起來。
環境科學的現狀和展望 環境科學從提出到現在，只不過二、三十年的歷史。然而，這門新興科學發展異常迅速。許多學者認為，環境科學的出現，是60年代以來自然科學迅猛發展的一個重要標誌。這表現在兩個方面：
① 推動了自然科學各個學科的發展。自然科學是研究自然現象及其變化規律的，各個學科從不同的角度，比如從物理學的、化學的、生物學的各個方面去探索自然界的發展規律，認識自然。各種自然現象的變化，除了自然界本身的因素外，人類活動對自然界的影響也越來越大。20世紀以來科學技術日新月異，人類改造自然的能力大大增強，自然界對人類的反作用也日益顯示出來。環境問題的出現，使自然科學的許多學科把人類活動產生的影響作為一個重要研究內容，從而給這些學科開拓出新的研究領域，推動了它們的發展，同時也促進了學科之間的相互滲透。
② 推動了科學整體化研究。環境是一個完整的有機的系統，是一個整體。過去，各門自然科學，比如物理學、化學、生物學、地理學等都是從本學科角度探討自然環境中各種現象的。然而自然界的各種變化，都不是孤立的，而是物理、生物、化學等多種因素綜合的變化。各個環境要素，如大氣、水、生物、土壤和岩石同光、熱、聲等因素也互相依存,互相影響,又是互相聯繫的。比如臭氧層的破壞，大氣中二氧化碳含量增高引起氣候異常,土壤中含氮量不足等等,這些問題表面看來原因各異，但都是互相關聯的。因為全球性的碳、氧、氮、硫等物質的生物地球化學循環之間有著許多聯繫。人類的活動，諸如資源開發等都會對環境發生影響。因此，在研究和解決環境問題時，必須全面考慮，實行跨部門、跨學科的合作。環境科學就是在科學整體化過程中，以生態學和地球化學的理論和方法作為主要依據，充分運用化學、生物學、地學、物理學、數學、醫學、工程學以及社會學、經濟學、法學、管理學等各種學科的知識，對人類活動引起的環境變化、對人類的影響，及其控制途徑進行系統的綜合研究。
目前，在環境問題研究上主要趨勢是：以整體觀念剖析環境問題；更加注意研究生命維持系統；擴大生態學原理的套用範圍；提高環境監測的效率；注意全球性問題。這些趨勢改變了以大氣、水、土壤、生物等自然介質來劃分環境的做法，要求環境科學從環境整體出發，實行跨學科合作，進行系統分析，以巨觀和微觀相結合的方法進行研究。這些都將促進環境科學的進一步發展。
面臨全球性的環境問題，許多國家政府和學術團體都在組織力量研究和預測環境發展趨勢，籌商對策。60年代末，義大利、瑞士、日本、美國、德意志聯邦共和國等10個國家的30位科學家、經濟學家和工業家在義大利開會討論人類當前和未來的環境問題，並成立了羅馬俱樂部。受這個組織委託，美國麻省理工學院利用數學模型和系統分析方法，研究了人口、農業生產、自然資源、工業生產和環境污染五個因素的內在聯繫，於1972年發表了由D.H.米多斯等人撰寫的《增長的限度》一書，提出了“零增長論”。1974年羅馬俱樂部又發表了由英國生態學家E.戈德史密斯為首編著的《生存的戰略》一書。此後，一些國家也開展了全球性預測研究。1979年歐洲經濟合作發展組織發表了《不久的將來》一書，1980年美國政府發表了《全球2000年》。這些出版物對未來的預測雖然各有特點，但都指出大致相同的趨勢：①幾乎在所有地區人口繼續增加；②大部分地區經濟繼續增長；③全球範圍內糧食和農產品供應變得不那么充裕，價格更為昂貴；④能源消耗的增長率下降，對能源更加注意節省；⑤水的問題愈來愈大，在供應和污染方面均是如此；⑥環境壓力增大。
蘇聯科學院院士Э.К.費多羅夫認為，羅馬俱樂部的科學家對世界形勢的分析是新馬爾薩斯的觀點；自然環境的污染不應當認為是生產增長和技術進步不可避免的後果，進步本身還提供了消除污染的可能性；自然資源儲量減少是事實，但技術進步也在不斷發現新的資源來滿足人的基本需要。在美國以未來研究所為代表，對世界前景持樂觀論點，發表了《世界經濟發展──令人興奮的1978～2000年》一文，認為人類總會有辦法來對付未來出現的問題。
環境是人類生存和發展的條件。我們要科學地預測2000年或更長時期環境變化趨勢，但更重要的是制定正確的決策，調整發展和生活方式的類型，控制人口增長，合理利用資源，以保證資源的永續利用，創造更好的生存環境。
中國的環境科學研究 70年代以前，中國在基礎科學、醫學、工程技術等方面已進行了一些有關環境科學的研究工作，但當時都是從各自的學科和系統出發，零星地進行研究的。1972年在總結過去經驗的基礎上，提出了“全面規劃，合理布局，綜合利用,化害為利,依靠民眾，大家動手，保護環境，造福人民”的環境保護方針。同年，中國科學院聯合全國許多部門對官廳水系的污染和水源保護進行多學科的、大規模的調查研究，推動了環境科學的發展。1973年中國第一次環境保護會議制定了1974～1975年環境保護科學研究任務。以後，又制定環境保護科學技術長遠發展規劃，並納入全國科學技術發展規劃。十多年來，中國的環境科學研究已形成了一定的力量，取得了一定的成果，環境科學的各門分支學科也得到了蓬勃發展。在環境質量研究方面，已進行了部分城市、河流、湖泊、海域、地下水的環境質量評價。在環境監測方面，研製了大氣污染自動監測車和水質污染監測船，建立了標準分析方法，開展了中子活化、雷射、遙感遙測等分析技術和生物監測的套用。在工業污染治理技術方面，高濃度二氧化硫回收、無氰電鍍和電鍍廢水治理、酶法脫毛、汞害治理、煉油廢水淨化、氣流噪聲防治等技術已在生產上套用。在大自然保護方面，對沙漠綜合防治、草原改良、黃土高原大面積造林、農村沼氣的利用，中國綜合農業區劃的制定、野生瀕危動物的馴化和瀕危植物的引種栽培等，積累了一定經驗。在污染和人體健康關係的研究方面，進行了大氣和水污染對人體健康的危害、農藥的毒性毒理、噪聲危害等研究。此外，還在環境化學、環境生物學、環境地學等方面進行一些基礎研究。當前中國環境科學研究的重點是：無污染或少污染工藝技術，環境規劃和區域環境污染綜合防治，污染物在環境中的遷移、轉化和歸宿的規律，污染物的毒理及其對生物和人體健康的影響，環境政策、環境經濟效果和環境立法等。
人類是環境的主人，人類在同自然界的鬥爭中總是不斷總結經驗，有所發現，有所前進。環境問題是隨著人類社會發展而發展，同時也是隨著社會進步和科學技術發展而必然要被認識和解決的。
