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生物與受污染的環境間的相互作用﹐以及污染物在生態系統中遷移﹑轉化和積累的規律。污染指環境中某些物質或能量的增加直接或間接危及人類的情況。例如工業排廢﹑交通噪音及核彈輻射等都對人類有害。污染多為人類活動的後果﹐但某些自然現象(如火山爆發)也能造成污染。

生態污染

1生態污染簡介

生物與受污染的環境間的相互作用﹐以及污染物在生態系統中遷移﹑轉化和積累的規律。污染指環境中某些物質或能量的增加直接或間接危及人類的情況。例如工業排廢﹑交通噪音及核彈輻射等都對人類有害。污染多為人類活動的後果﹐但某些自然現象(如火山爆發)也能造成污染。

2生態污染的類別

人們一般常按受影響的環境將污染分為大氣污染﹑水污染和土壤污染等﹔
生態污染

  生態污染

由人類健康的角度出發﹐食品污染也是一個重要類型。還可按污染因子的性質將污染分為化學污染(如有機物污染和無機物污染)﹑物理污染(如聲﹑光﹑熱﹑輻射等造成的污染)和生物污染(如有害微生物﹑寄生蟲和變應源所致污染等)。產生以上污染因子的場所或生境稱為污染源。污染源常分為工業污染源﹑交通運輸污染源﹑農業污染源和生活污染源等。其中為害較大者如燃料燃燒產生的廢氣廢渣﹑工業生產中的有毒產物﹑農藥等。
① 大氣污染----人為原因造成大氣污染的主要原因有:工業污染源;生活污染源;交通污染源;農業污染源。在中國,煤煙和汽車尾氣是大氣污染的兩個重要污染源。
② 水體污染----入今,在中國很多地區的江、河、湖泊中都存在不同程度的水體污染狀況。尤其是位於人口密集區域的大小河流、池塘等眾多地表水域,由於各種固體廢棄物、禽畜糞尿及各類廢水被直接 或輾轉入河,加上無人管理,又基本不加疏浚,使大多數水質從量變到質變,從清澈到黑臭,甚至成為了天然垃圾箱,連儲水功能也逐漸喪失。
③ 居室污染----居室污染通常指室內空氣受到化學、生物污染侵入,空氣質量下降。各種燃料(如煤、煤氣、石油氣、柴草等)燃燒是居室污染的重要來源。另外,廚房油煙、室內抽煙和室內裝潢所用的 絕緣材料、粘結劑、塑料及油漆等均會散發出對人體有害的物質,甚至建築材料中的放射性物質,也可從水泥地板、牆體、天花板中放射出來,造成危害。
生態污染

  生態污染

④ 土壤污染----工業廢水、生活污水和固體廢棄物、農藥、化肥、牲畜排泄物、生物殘體以及大氣沉降物進入 土壤並積累到一定程度,會引起土壤質量惡化。有些地方採用污水灌溉肥田,直接造成土壤嚴重污染,帶來農副產品污染,危害食用者健康。
⑤ 城市化問題--由於城市規模迅速膨脹而造成的住房緊張、交通擁擠、資源短缺、環境惡化、城市疾病等一系列問題,也是生態破壞的重要部分。如城市熱島效應、城市雜訊、城市污水、城市垃圾、城市煙塵、城市綠地破壞、城市光污染等。

3環境污染對生物的危害

環境污染與一般中毒有所不同﹐一般說來﹐環境污染物的作用範圍廣﹐可經大氣﹑水體﹑土壤﹑食物等多種途徑作用於生物體﹔污染物濃度一般不高﹑但作用時間長﹐可同時有幾種污染物作用於生物體﹔受影響的生物數量大﹑種類多﹐但受害的程度不等﹐因此環境污染常打亂生物群體內部的數量比例﹔污染物在生物體內可能解毒﹐也可能增毒﹐還可被生物濃縮並經食物鏈網造成間接為害。
生態污染

  生態污染

物理因子(如輻射)可直接作用於生物體表。在高等動物,大氣中污染物主要經呼吸道進入體內,水體及土壤中污染物則多通過飲水或食物經消化道進入體內。污染物進入體內后隨體液分佈至各處﹐但血腦屏障和胎盤屏障可阻礙污染物進入中樞神經系統和胎兒體內。有些污染物可在組織中蓄積﹐如鉛蓄積於骨中,DDT蓄積於脂肪組織中。一般污染物在體內還要經歷代謝變化﹐例如肝細胞中存在一些系作用於污染物﹐通過氧化﹑還原﹑水解等反應改變其化學結構﹑形成一級代謝物。另外一些系則促使這些一級代謝物與體內某些化合物(如葡萄糖醛酸或硫酸)相結合形成二級代謝物。二級代謝物的親水性一般有所增強﹐有利於排出。在這個生物轉化過程中,許多污染物毒性降低,但有的毒性反而增強。大部分污染物以原形或以轉化形態經腎自尿排出或經肝隨膽汁排出。許多污染物作用於生物膜﹐或影響物質轉運﹐或破壞細胞結構。有些則為抑製劑﹐可阻斷代謝途徑的順利進行。還有的直接影響核糖核酸等遺傳物質﹐造成基因突變﹐可導致癌變甚至影響後代。
許多生物有濃集環境中污染物的能力﹐使體內污染物濃度遠大於環境中的濃度﹐這種現象稱為生物濃縮或生物富集。隨著時間的推移﹐體內濃集的污染物不斷增加﹐這種現象稱為生物積累。在食物鏈網中﹐高營養級生物以低營養級生物為食物﹐將食物中所含污染物一併吸收,結果生物體內污染物的濃度逐級增多,這種現象稱為生物放大。如有機氯農藥使用的數量大﹑範圍廣﹐且有機氯為脂溶性物質﹐可經體表吸收﹐容易在脂肪組織中蓄積﹐並經食物鏈逐級放大。1966年對美國圖利湖和克拉馬斯南部保護區中DDT污染情況的調查表明,湖中水DDT濃度僅為0.0006ppm﹐經水生植物和無脊椎動物等環節后至石斑魚體中達1.6ppm﹐即放大2600多倍。而在食魚的小鷿體內竟可發現75ppm的DDT(放大12萬多倍)﹐在濃縮DDT的小鷿脂肪組織中甚至達到459.5ppm,即放大77萬倍。DDT可使鳥類產蛋數目減少,蛋殼變薄和胚胎不易發育﹐從而嚴重影響鳥類繁殖。
有的污染物經過生物作用后毒性增強。20世紀50年代在日本熊本縣水俁灣漁民中陸續出現多例中樞神經系統病患者﹐其中部分死亡。當時病因不明﹐僅稱之為水俁病﹐后證明主要系甲基汞中毒。該地區工廠排出含汞廢渣﹐汞進入水體后經底泥和魚體中細菌作用轉化為甲基汞﹐居民食用含甲基汞的魚和貝類而中毒。
還有時﹐污染的直接後果是促進某些生物增殖﹐打破生物間的平衡﹐間接地傷及其它生物。如水體受到有機物污染﹐氮﹑磷﹑碳等營養物質大量聚集(稱為富營養化)﹐引起藻類和其它浮游生物大量增生並覆蓋水面﹐影響下層生物的呼吸及光合作用﹐浮游生物殘體分解時也耗氧﹐造成水體缺氧﹐再加上某些浮游生物產生毒素﹐結果魚類及其它生物成批死亡。在這裡﹐有的污染物毫無毒性﹐生物傷亡不是污染直接造成的。
環境中的無機毒物和難降解的有機毒物通過大氣﹑水體﹑土壤進入動植物體內﹐然後動植物排泄物及其殘體經微生物分解后又回到環境中﹐形成有毒物質的生物循環。其中最重要的循環途徑是經農田土壤進入農作物為人畜食用﹐最後又歸於土壤。歸納起來有幾種主要循環系統:"農藥-土壤-植物-人畜","廢水-土壤-植物-人畜","大氣-土壤-植物-人畜"和"廢水-水生植物-水生動物-人畜"。
20世紀中葉以來,工業廢棄物大量傾瀉到環境中,已成為自然選擇壓力的一個重要組成部分。微生物的世代短﹑變異快﹐最能反映出污染物的選擇作用。敏感的生物被淘汰﹐有耐性的得以存活﹐能分解這些廢棄物並藉以為生的生物則大量繁殖。這一切將產生什麼樣的長遠影響﹐目前還很難預測。

4生物在防治污染中的應用

在污染生態研究中得到廣泛應用的有生物監測和生物凈化兩方面內容﹕
 生物凈化
綠色植物可以凈化空氣﹑減弱雜訊﹑改善小氣候﹑美化環境﹐而土壤微生物體系是自然界分解有機物質的主要場所﹐有極大的凈化有機污染的能力。目前廣泛利用微生物來凈化工業廢水和生活污水﹐這包括各類氧化塘﹑活性污泥及生物膜等方法。

5污染生態學

研究生物與受污染的環境之間相互作用的機理和規律的學科,環境生物學的一個分支。
研究內容
①環境污染的生態效應:包括環境污染對生態系統中各種生物的影響,污染物在生物體內的積累、濃縮、放大、協同和拮抗等作用。②環境污染的生物凈化:包括綠色植物對大氣污染物的吸收、吸附、滯塵以及殺菌作用,土壤-植物系統的凈化功能,植物根系和土壤微生物的降解、轉化作用,以及生物對水體污染的凈化作用。③環境質量的生物監測和生物評價等。
中國生態環境的基本狀況
總體在惡化,局部在改善,治理能力遠遠趕不上破壞速度,生態赤字逐漸擴大。
人口壓力
中國現代人口數量異常迅猛增長,既成為中國現代化進程的最大障礙,又成為中國生態環境的最大壓力。迫於生存,人們毀林開荒,圍湖造田,亂采濫挖,破壞植被,眾多人口的不合理活動超過了大自然許多支持系統的支付能力、輸出能力和承載力。
市場壓力
中國正處在市場經濟轉型過程中。市場經濟本身會產生許多外部經濟效應或者外部不經濟效應,環境污染就是最明顯的例子。環境作為一種公共財產,這種公共財產的提供(例如清潔水,良好的大氣環境),對所有人都有好處且多一些人享受它的好處並不會加大總成本。但是如果沒有公共財產,所有人的利益都會受損。公共財產或者公共財產受到破壞(例如污染水,污染大氣等)的特點決定了個人或市場都不會提供控制環境污染的費用和服務,只有政府是公共財產的提供者。來自市場經濟的壓力愈大,政府對防治環境污染、整治國土資源的責任就愈大。 為了改變中國日益惡化的環境形勢,應當採取刻不容緩的行動,否則,日益擴大的生態赤字將使其他領域所獲得的成績不是大打折扣,就是黯然失色。
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