3 Scientific Principles of Sustainability  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

“Reliance on solar energy: Sun warms the planet and supports photosynthesis –a complex chemical process used by plants to provide the nutrients, or chemicals that most organisms need to stay alive and to reproduce”

“Nutrient Recycling: Circulation of chemicals from environment through organisms & back to the environment”

“Biodiversity: The outstanding variety of organisms, the natural 

system in which they exist  & interact & the natural services 

they provide”

I.  Solar Energy  A.  Thermal Energy Transfers 

1. Solar Capital 

2. Law of Conservation of Matter 

    a. Changes of Matter 

3. First Law of Thermodynamics 

    a. Energy Transformations 

4. Second Law of Thermodynamics 

    a. Energy Efficiency 

    b. Energy Conservation 

B.  Energy Resources 

1. Renewable Energy Sources 

    a. Advantages 

    b. Disadvantages 

2. Nonrenewable Energy Sources 

    a. Advantages 

    b. Disadvantages 

3. Maps and Locations of Energy Resources  

    a. Renewable 

    b. Nonrenewable  

 

 

II.  Nutrient & Chemical Cycling  A.  Matter Cycles  

1. Composition of Biogeochemical Cycles 

    a. Water Cycle 

    b. Carbon Cycle 

    c. Nitrogen Cycle 

    b. Phosphorous Cycle 

    e. Sulfur Cycle 

  2. Natural Green House Effect  

    a. Global Warming 

        1) Pollutant families 

        2) Albedo Effect  

  3. Solid and Hazardous Waste  

      Case Study – E‐Waste –An Exploding Problem  

a. Municipal and Industrial Waste 

b. Waste Management 

c. Recycling Biodegradable Waste 

d. Refusing, Reducing, Reusing, Recycling 

 

 

 

 

 

III.  Biodiversity               Case Study – A Disturbing Message from the Birds 

 A.  Origins of Biodiversity  

1. Different Types of Diversity 

   a. Species Diversity 

   b. Ecosystem diversity 

   c. Functional diversity 

   d. Genetic Diversity 

2. Biosphere and Geological Processes 

    a. Biomes regions 

    b. Aquatic Life Zones 

3. Ecosystems  

    a. Ecological Niches 

        1) Natural Selection and Animal Adaptations 

    b. Producers, Consumers, and Decomposers  

4. Water and Water Pollution  

      Case Study – Water conflicts in the Middle       East: A Preview of the Future? 

a. Freshwater: Groundwater & Surface Water 

b. Water Pollution and Depletion 

c. Using Water More Sustainably  

 

 

 

B.  Climate and Biodiversity  

1.  Climate 

     a. Biomes 

     b. Effects of Climate on Biomes 

     c. Convection of Air and Water 

  2. Climate vs. Weather  

C.  Natural Capital  

1. Terrestrial Ecosystems 

2. Marine Ecosystems  

D.  Environmental Hazards and Human Health 

1. Biological  

2. Chemical 

3. Physical 

4. Cultural  

5. Lifestyle     

E.  Human Population and Urbanization 

          Case Studies – Individuals Matter 

1. Exponential Growth 

2. Coevolution  

3. Sustainable Urbanization and Development  

*  A Girl’s Story about her Dream that humans will one           day happily coexist with other species   

   

Environmental Science

"In the end we will conserve only what we love. We will 

love only what we understand. We will 

understand only what we are taught". ‐Baba Dioum