食品环境学 第一章绪论 人类参与了自然界的物质循环和能量流动过程社会生产力水平提高 人类对环境的作用 干预能力更大环境遭到破坏 产生环境问题 反作用于人类 很多公害已对人类产生危害 环境污染因素造成的食品安全问题就是很重要的一个方面 人类与环境 1993年英国科学家C EFisher研究发现 现代食品安全问题主要包括六大因素 食品作为环境中的物质 能量交换的产品 其原料生产 加工 流通以及消费等是在一个完全开放的系统中进行 从某种意义上讲 环境对于食品安全有着直接的影响 也就是食品安全性和环境的安全性密不可分 在这种背景下 建立将环境对食品安全的影响作为一个独立范畴加以研究的学科 食品环境学 食品环境学是食品科学 环境科学和社会科学相互交叉的一门新兴学科 揭示了食品与环境之间的相互影响 相互依存的内在规律食品环境目前没有一个权威的概念 可以从食品原料的生产环境和食品加工环境两个方面去理解食品环境 这两个方面囊括了自然环境和社会环境两个方面 食品环境学概述 原料生产环境 原料产地环境条件 设施农业条件及农业生产资料投入品等对农产品有显著影响的环境因素的总和 例如 土壤 大气 水质 日光温室 设施养殖 农药化肥 食品加工环境 食品加工和流通过程 包装 运输 贮存 中环境因素的总和 例如 加工场地的环境卫生与布局 人员卫生状况与管理 生产用水 加工工艺 加工设备环境等 食品环境学的基本任务 利用环境科学 农业环境科学的理论与技术成果来揭示 食品 环境 人类 系统的本质联系 研究该系统结构要素之间的相互关系 掌握其发展规律 调控食品与环境之间物质能量交换过程 合理利用环境资源 生产出安全优质的食品 促进食品加工业的持续发展 并最终造福人类 研究环境条件对食品质量安全的直接影响和间接影响 并探讨预测最佳食品质量安全对环境因素的要求 研究在食品加工过程人类对环境和食品质量安全的影响 提出人类在食品生产加工过程中必须遵循的活动准则 确保食品工业可持续发展 食品环境学的内容 核心内容 研究不同食品环境质量变化规律的科学 重点研究食品安全性与环境质量之间变化的起因 过程和转化 后果 并提出解决问题的技术措施和方法途径 食品环境质量的基础理论食品环境污染控制与防治食品环境监测与分析技术食品污染与人体健康危害食品加工废弃物的处理与再利用 食品环境学的特点 综合性整体性实践性理论性 第二章环境科学基础 1 环境的定义 广义 第一节环境与环境系统 一 环境及相关概念 环境是相对于中心事物而言的 与某一中心事物有关的事物 就是这个事物的环境 通常说的环境是以人类为中心 围绕人群的空间以及其中可以直接 间接影响人类生活和发展的各种自然因素和社会因素的主体 环境质量管理体系ISO14001定义的环境组织活动的外部存在 包括空气 水 土地 自然资源 植物 动物 人 以及他们之间的相互关系 中华人民共和国环境保护法 规定的环境指 大气 水 土地 矿藏 森林 草原 野生动物 野生植物 水生生物 名胜古迹 风景旅游区 温泉 疗养区 自然保护区 生活居住区等 环境的定义 狭义 2 环境分类 按照环境的主体进行分类 以人为主体 其它的生命和非生命物质为环境要素 以生物为主体 人包括其中 其它非生命物质为环境要素 按照环境要素进行分类 自然环境 大气环境 水环境 土壤环境 生物环境 地质环境 社会环境 聚落环境 生产环境 交通环境 文化环境 自然环境是人类出现之前就存在的 是人类目前赖以生存 生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总称 即阳光 温度 气候 地磁 空气 水 岩石 土壤 动植物 微生物以及地壳的稳定性等等自然因素的总和 用一句话概括就是 直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质 能量和自然现象的总体 按自己固有的规律发生和发展 被利用和改造 自然环境 人工环境 人类活动的产物社会环境 经济 政治 文化组成 是人类活动的产物 但反过来又成为人类活动的制约条件 也是影响人类与自然环境的决定性因素 工程环境 人类在利用和改造自然环境中创造出来的人工环境 人工环境 环境要素 也称环境基质 指构成人类环境整体的各个独立的 性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分 分为自然环境要素和人工环境要素 3 环境要素及其特性 环境要素的特性最差 小 限制律 整体环境的质量 不能由环境诸要素的平均状态决定 而是受环境诸要素中那个与最优状态差距最大的要素所控制 等值性 是指各个环境要素 无论它们本身在规模上或数量上如何的不相同 但只要是一个独立的要素 那么对于环境质量的限制作用并无质的差别 整体性大于个体和 是指环境诸要素互相联系 互相作用产生的集体效应 是个体效应基础上质的飞跃 出现先后 互相联系 互相依赖 是指环境诸要素在地球演化史上的出现 具有先后之别 但它们又是相互联系 相互依赖的 3 环境系统的特性 环境的整体性 局部污染可以对其他地区造成影响和危害 环境资源的有限性 弱小的地球 容量 自净 后果的显现需要一个过程灾难隐患和遗传隐患 环境的差异性 自然环境的基本特征 经纬度不同 危害作用的时滞性 隐显性 持续反应性 环境系统 是一个复杂的 有时 空 量 序变化的动态系统和开放系统 系统内外存在着物质和能量的交换 环境的变动性和稳定性 环境要素的状态和功能始终在变化 但是在一定时间内 环境又是相对稳定的 二 环境问题 1 什么是环境问题 广义 由自然力或人力引起生态平衡破坏 最后直接或间接影响人类的生存和发展的一切客观存在的问题 狭义 由于人类的生产和生活活动 使自然生态系统失去平衡 反过来影响人类生存和发展的一切问题 天灾 人祸图片 2 环境问题的分类根据环境问题的来源 可分为两类 天灾 由自然力引起的为原生环境问题 又称第一环境问题 它主要是指地震 洪捞 干旱 滑坡等自然灾害问题人祸 由人类活动引起的为次生环境问题 也叫第二环境问题 它又分为环境污染和生态环境破坏两类 人为环境问题一般可分为两类 一是不合理开发利用自然资源 超出环境承载力 形成生态环境质量恶化或自然资源枯竭等现象 即生态环境破坏问题 二是人口激增 城市化和工农业高速发展引起的环境污染和破坏问题 天灾 常常因人祸而增强 砍伐森林 水土流失 诱发泥石流 地震 洪水 3 环境问题的发生和发展阶段根据环境问题发生的先后和轻重程度 可大致分为三个阶段 1 环境问题的产生与生态环境早期破坏 包括人类出现以后直至产业革命的漫长时期 又称早期环境问题 2 城市环境问题突出和 公害 加剧 从产业革命到1984年发现南极臭氧空洞止 又称近代城市环境问题阶段 3 全球性环境问题 即当代环境问题阶段 这一阶段的核心是 全球变暖 臭氧层破坏 和 酸沉降 三大全球性大气环境问题 三个阶段的核心问题 第一次浪潮 的环境问题 土地人口的大量增加 原始植被的大量破坏 第二次浪潮 的环境问题 环境污染 八大公害事件 马斯河谷烟雾事件 多诺拉烟雾事件 伦敦烟雾事件 洛杉矶光化学烟雾事件 水俣事件 富山事件 四日事件 米糠油事件 近年来六大公害事件 意大利塞维索化学厂二恶英扩散事件 美国三里岛核电厂泄漏事件 墨西哥城液化气罐爆炸事件 印度博帕市农药厂化学品泄漏 苏联切尔诺贝利核电站泄漏 瑞 骨痛病博帕尔惨案水俣病 第三阶段即当代环境问题的特点 区域性环境污染扩展到全球环境问题在全球范围内出现环境问题的影响危及全球人类环境问题的形成与全人类的活动有关环境问题的解决是全球性的 从第一代环境问题扩展到第二代环境问题全球气候变暖臭氧层破坏酸雨生物多样性减少 物种灭绝 危险废弃物污染与越境迁移 工业革命以来 由于人类生产生活方式的变化 石油 煤炭等矿物燃料和农用化肥被大量使用 大气中的温室气体浓度剧增 据统计 100多年来 大气中二氧化碳浓度增加了30 甲烷增加了45 一氧化二氮增加了5 大量的温室气体使地球表面温度不断上升 在过去100年中 地球表面温度上升了0 3 0 6 据联合国 1996 1997年度世界资源报告 预测 到2020年全球能源消耗将比现在增加50 100 由此造成的二氧化碳等温室气体排放量将增加45 90 预计 在未来100年 全球气温可能再升高1 3 5 全球气候变暖 臭氧层破坏 臭氧在大气平流层中聚集在一起形成 臭氧层 其平均厚度只有0 35 厚 它的作用是保护地球表面生命体免受紫外线辐射 大约90 的紫外线被臭氧层吸收 英国科考队在南极的南纬60 观察站发现上空出现巨大的臭氧 空洞 从而引起了公众对臭氧耗竭问题的关注 臭氧层耗竭与氯氟烃的大量排放有关 氯氟烃是人工合成物 具有多种用途 致冷剂 火箭发射剂 泡沫发生剂等等 A地球太阳紫外线辐射量增大 危及到人类和生物的生命 皮肤癌患者增加 海洋鱼类大量死亡 B低温层变暖 高温层变冷 导致全球大气环流紊乱和冷热失衡 臭氧层破坏可能造成结果 酸雨 大气中的二氧化硫和氮氧化物在大气中形成硫酸 硝酸等 再以雨 雪 雾形式降到地表 到20世纪60年代 酸雨危害全面呈现 水体PH降低 鱼类减少 森林 农作物死亡 土壤变酸 建筑物受侵蚀 饮水质量下降 酸雨产生的废气来源于的生产及生活方式 例如汽车尾气 酸雨传输性扩大了其危害性 加急了跨区域污染 也使人们认识到酸雨问题的解决必须是多方合作的 国际化的 生物多样性减少 物种灭绝 在过去50年中失去的森林面积 中美洲37 亚洲42 非洲52 20世纪以来 平均每天有一个物种灭绝 20世纪90年代 科学家估计每天灭绝140个物种 从发达国家的环境问题扩展到发展中国家的环境问题贫穷与落后造成环境灾难与生态难民人口爆炸加剧了发展中国家的环境压力债务迫使发展中国家加剧开发资源 得不偿失发展中国家的工业化道路是被迫加剧环境污染的道路污染转移加剧了发展中国家的环境问题 4 环境问题的性质和实质性质 1 环境问题具有不可根除和不断发展的属性 它与人的欲望 经济的发展 科技的进步同时产生 同时发展 呈现孪生关系 2 环境问题范围广泛而全面 存在于生产 生活 政治 工业 农业 科技等全部领域中 3 对人类的行为具有反馈作用 使人类的生产方式 生活方式 思维方式等一系列问题引起新的变化 4 可控性 即通过教育 提高人们的环境意识 充分发挥人的智慧和创造力 借助法律的 经济的和技术的手段 总可以把环境问题控制在影响最小的范围内 环境问题的实质 是一个经济问题和社会问题 是人类自然的 而且是自觉的建设人类文明的问题 包括两层意思 1 所谓的环境问题都是人类经济活动的直接或间接的结果 2 要对人类经济活动产生的环境污染和破坏进行治理和控制 必须要有相当的经济实力 20世纪末的警钟 黄河断流黄河被称作中国的 母亲河 自古有 黄河之水天上来 奔流到海不复回 的赞颂 黄河西来决昆仑 咆哮万里触龙门 的壮观不复存在 1972年第一次断流 1995年断流122天 到1997年全年断流 竟达226天 全国民众也就是在这个时候才听说母亲河 断奶 的事 长江大洪水1998年 长江大洪水震惊中外 实际上 1998年长江洪水流量比1954年洪水流量小 但水位却高 原因是长江上游森林大减 植被破坏 泥沙量增加 中下游河床抬高 流域中供调节的湖泊面积缩小 库容锐 这很像黄河走过的历史 早就有水利学者惊呼 长江要变成第二条黄河 5 中国环境问题 北京的沙尘暴 沙尘暴在西北常见 如果不是让北京遮天蔽日 人们可能不会引以为怪 20世纪末最后一两年 光顾北京的沙尘暴过海出国惠及韩日 甚至越过太平洋到达美国西海岸 因面引起人们对中国土地荒漠化的注意 2005年6月国家林业局发布中国荒漠化和沙化状况公报 2004年 全国荒漠化土地总面积为263 62万平方公里 占国土总面积的27 46 中国环境问题的基本特点 人口众多 水土流失严重 对环境的压力很大 环境极易受到迫害中国企业数量居多 特别是乡镇企业高速发展 给环境带来很大冲击中国能源以煤炭为主 对环境的污染比较严重经济相对落后 用于环境治理的费用少 环境恢复速度缓慢文化科技相对落后 人的素质和意识有待进一步提高 陆地生态系统 森林生态