环境科学是研究人类社会发展活动与环境,特别是地理环境之间相互作用关系及其演化规律,寻求人类社会与环境协同演化、可持续发展途径与方法的科学。《中国大百科全书(第二版)》系统阐述了环境科学。
环境科学作为独立的学科是在20世纪50年代环境问题成为全球性重大问题后形成的。许多科学家,包括化学家、地理学家、生物学家和社会学家等对环境问题进行调查和研究。他们在各自学科的基础上,运用原有的理论和方法研究环境问题,通过这种研究逐渐形成了一些新的边缘学科,如环境地学、环境生物学、环境化学、环境物理学、环境医学、环境工程学、环境经济学和环境管理学等。在这些分支学科的基础上孕育产生了环境科学。最早提出“环境科学”这一名词的是美国学者,当时指的是研究宇宙飞船中的人工环境问题。1964年国际科学联合会理事会设立国际生物学计划,研究全球各类生态系统生产力和人类福利的生物基础,对唤醒科学家注意生物圈所面临的威胁和危险产生了重大影响。1968年国际科学联合会理事会设立环境科学委员会。20世纪60年代末,西方10国的30多位自然科学家、经济学家和工业家在意大利开会讨论人类当前和未来的环境问题,成立罗马俱乐部,先后发表D. L.梅多斯等人撰写的《增长的极限》和E.戈德史密斯的《生存的战略》。20世纪70年代英国经济学家B.沃德和美国微生物学家R.杜博斯受联合国人类环境会议秘书长的委托,主编出版《只有一个地球》一书,试图从整个地球以及社会、经济和政治的角度来探讨环境问题,要求人类明智地管理地球,这被认为是环境科学的一部绪论性质的著作,从而形成了环境科学相对独立的研究体系。环境科学的形成也推动了科学整体化的研究。环境科学在科学整体化的过程中,充分运用自然科学和工程技术等各种学科的知识,就人类活动引起的环境变化对人类自身的影响和有效控制途径进行了系统的、综合的研究。在环境污染治理和研究过程中,人们逐渐认识到单靠科学技术手段是不可能从根本上解决环境问题的,要有效地保护环境,就必须对人类社会自身的经济发展行为加强管理。由此产生了环境评价学、环境经济学、环境法学等一系列新的交叉边缘学科。环境科学发展到了一个新的阶段。随着研究的深入,人们又逐渐认识到人类活动是与环境系统整体关联的,不能把环境问题简单地分解成某些学科问题的集合进行解决。
环境科学主要研究三个问题:①人类赖以生存与发展的环境是如何演变的。②人类活动,如资源的开发、污染物的排放以及人们的生活、生产方式是如何影响环境的。③人类应如何与自然协同进化,人类在自身的不断发展中如何建立新的价值观、发展模式,发展新的、与自然和谐的技术,以保证人类文明不断持续发展及生物圈、大气圈等圈层的可持续性。环境科学的主要任务包括:①探索全球范围内环境演化的规律。环境总是不断演化的,认识自然环境的结构、功能、演变过程与演变规律是人类利用自然、与自然和谐共处的基础。②揭示人类活动同自然生态系统的相互作用关系。自然生态系统维持地球生命支持系统,为人类提供生存与生活资源。人类在生产和消费活动中,一是从环境中获取资源,过度开发资源会导致资源枯竭;二是向环境排放废弃物,当废弃物超过环境自净能力时,就会造成环境污染,损害环境质量;三是改变自然过程,导致自然生态系统退化与功能丧失。因此,认识与掌握人类活动与自然生态系统相互作用的规律是规范人类活动、保护环境的科学基础。③探索环境变化对地球生命支持系统的影响。人类活动引起的环境变化,如大气二氧化碳浓度的升高、平流层臭氧的损耗、生物多样性的丧失等环境的变化,对地球生命支持系统与生物圈影响的研究已成为环境科学的重要任务,同时环境变化机制及其变化后果也是环境科学所必须研究和解决的科学问题。④揭示环境污染物在环境中的变迁及其对人体健康与生物的影响。研究人类生产、生活活动向环境排放的污染物,尤其是有毒难降解污染物在环境中的形态变迁与转化及其对生物的毒理作用,是保护人类生存环境、制定各项环境标准、控制污染物排放量的依据。⑤研究环境污染治理技术与资源循环利用技术。现代工农业生产、人类生活消费都在大量产生废弃物,并已对环境产生严重的污染,危害社会发展和人体健康。因此,研究和发展新的环境污染治理技术与受损害环境的恢复技术,显然是环境科学的重要内容。同时,研究生态产业,实现生产和消费过程资源循环利用和污染物排放最小化是当今环境科学技术的最新课题。⑥探索人类与环境和谐共处的途径。可持续发展已被公认为人类实现与自然和谐共处的重要途径。发展环境伦理,普及环境知识,提高全民的环境意识,引导全社会形成有利于环境保护、符合可持续发展要求的生产关系、生活方式、消费行为等生态文明观,研究环境经济、环境与资源管理的政策法规、城乡可持续发展模式等是21世纪环境科学的重要任务。
环境科学已发展成为横跨自然科学、技术与工程科学、社会科学的综合性学科,具有明显的层次性、实用性。在解决全球环境问题上,又具有明显的国际性。在现阶段,环境科学主要运用自然科学和社会科学有关学科理论、技术和方法来研究环境问题,形成与有关学科相互渗透、交叉的庞大的学科体系。属于自然科学领域的有环境地学、环境生物学、环境生态学、环境化学、环境物理学等;属于技术与工程科学的有环境医学、环境工程学等;属于社会科学领域的有环境管理学、环境经济学、环境法学、环境哲学、环境社会学等。环境是一个有机的整体,环境污染控制与自然生态保护又是极其复杂的、涉及面相当广泛的问题,因此,环境科学的各个分支学科虽然各有特点,但又相互渗透,相互依存,成为环境科学不可分割的组成部分。环境科学技术的发展体现了当代科学技术综合、集成的发展趋势。环境科学是当今发展最快的学科之一。