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| 生物与受污染的环境间的相互作用﹐以及污染物在生态系统中迁移﹑转化和积累的规律。污染指环境中某些物质或能量的增加直接或间接危及人类的情况。例如工业排废﹑交通噪音及核弹辐射等都对人类有害。污染多为人类活动的后果﹐但某些自然现象(如火山爆发)也能造成污染。 |
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| 人们一般常按受影响的环境将污染分为大气污染﹑水污染和土壤污染等﹔由人类健康的角度出发﹐食品污染也是一个重要类型。还可按污染因子的性质将污染分为化学污染(如有机物污染和无机物污染)﹑物理污染(如声﹑光﹑热﹑辐射等造成的污染)和生物污染(如有害微生物﹑寄生虫和变应源所致污染等)。产生以上污染因子的场所或生境称为污染源。污染源常分为工业污染源﹑交通运输污染源﹑农业污染源和生活污染源等。其中为害较大者如燃料燃烧产生的废气废渣﹑工业生产中的有毒产物﹑农药等。 |
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环境污染与一般中毒有所不同﹐一般说来﹐环境污染物的作用范围广﹐可经大气﹑水体﹑土壤﹑食物等多种途径作用于生物体﹔污染物浓度一般不高﹑但作用时间长﹐可同时有几种污染物作用于生物体﹔受影响的生物数量大﹑种类多﹐但受害的程度不等﹐因此环境污染常打乱生物群体内部的数量比例﹔污染物在生物体内可能解毒﹐也可能增毒﹐还可被生物浓缩并经食物链网造成间接为害。
物理因子(如辐射)可直接作用于生物体表。在高等动物,大气中污染物主要经呼吸道进入体内,水体及土壤中污染物则多通过饮水或食物经消化道进入体内。污染物进入体内后随体液分布至各处﹐但血脑屏障和胎盘屏障可阻碍污染物进入中枢神经系统和胎儿体内。有些污染物可在组织中蓄积﹐如铅蓄积于骨中,ddt蓄积于脂肪组织中。一般污染物在体内还要经历代谢变化﹐例如肝细胞中存在一些系作用于污染物﹐通过氧化﹑还原﹑水解等反应改变其化学结构﹑形成一级代谢物。另外一些系则促使这些一级代谢物与体内某些化合物(如葡萄糖醛酸或硫酸)相结合形成二级代谢物。二级代谢物的亲水性一般有所增强﹐有利于排出。在这个生物转化过程中,许多污染物毒性降低,但有的毒性反而增强。大部分污染物以原形或以转化形态经肾自尿排出或经肝随胆汁排出。许多污染物作用于生物膜﹐或影响物质转运﹐或破坏细胞结构。有些则为抑制剂﹐可阻断代谢途径的顺利进行。还有的直接影响核糖核酸等遗传物质﹐造成基因突变﹐可导致癌变甚至影响后代。
许多生物有浓集环境中污染物的能力﹐使体内污染物浓度远大于环境中的浓度﹐这种现象称为生物浓缩或生物富集。随着时间的推移﹐体内浓集的污染物不断增加﹐这种现象称为生物积累。在食物链网中﹐高营养级生物以低营养级生物为食物﹐将食物中所含污染物一并吸收,结果生物体内污染物的浓度逐级增多,这种现象称为生物放大。如有机氯农药使用的数量大﹑范围广﹐且有机氯为脂溶性物质﹐可经体表吸收﹐容易在脂肪组织中蓄积﹐并经食物链逐级放大。1966年对美国图利湖和克拉马斯南部保护区中ddt污染情况的调查表明,湖中水ddt浓度仅为0.0006ppm﹐经水生植物和无脊椎动物等环节后至石斑鱼体中达1.6ppm﹐即放大2600多倍。而在食鱼的小鷿体内竟可发现75ppm的ddt(放大12万多倍)﹐在浓缩ddt的小鷿脂肪组织中甚至达到459.5ppm,即放大77万倍。ddt可使鸟类产蛋数目减少,蛋壳变薄和胚胎不易发育﹐从而严重影响鸟类繁殖。
有的污染物经过生物作用后毒性增强。20世纪50年代在日本熊本县水俣湾渔民中陆续出现多例中枢神经系统病患者﹐其中部分死亡。当时病因不明﹐仅称之为水俣病﹐后证明主要系甲基汞中毒。该地区工厂排出含汞废渣﹐汞进入水体后经底泥和鱼体中细菌作用转化为甲基汞﹐居民食用含甲基汞的鱼和贝类而中毒。
还有时﹐污染的直接后果是促进某些生物增殖﹐打破生物间的平衡﹐间接地伤及其它生物。如水体受到有机物污染﹐氮﹑磷﹑碳等营养物质大量聚集(称为富营养化)﹐引起藻类和其它浮游生物大量增生并覆盖水面﹐影响下层生物的呼吸及光合作用﹐浮游生物残体分解时也耗氧﹐造成水体缺氧﹐再加上某些浮游生物产生毒素﹐结果鱼类及其它生物成批死亡。在这里﹐有的污染物毫无毒性﹐生物伤亡不是污染直接造成的。
环境中的无机毒物和难降解的有机毒物通过大气﹑水体﹑土壤进入动植物体内﹐然后动植物排泄物及其残体经微生物分解后又回到环境中﹐形成有毒物质的生物循环。其中最重要的循环途径是经农田土壤进入农作物为人畜食用﹐最后又归于土壤。归纳起来有几种主要循环系统:"农药-土壤-植物-人畜","废水-土壤-植物-人畜","大气-土壤-植物-人畜"和"废水-水生植物-水生动物-人畜"。
20世纪中叶以来,工业废弃物大量倾泻到环境中,已成为自然选择压力的一个重要组成部分。微生物的世代短﹑变异快﹐最能反映出污染物的选择作用。敏感的生物被淘汰﹐有耐性的得以存活﹐能分解这些废弃物并藉以为生的生物则大量繁殖。这一切将产生什么样的长远影响﹐目前还很难预测。 |
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在污染生态研究中得到广泛应用的有生物监测和生物净化两方面内容﹕
生物监测
已广泛应用于大气和水体污染监测。监测大气污染常利用敏感植物。高等植物叶片可对不同污染物产生不同的病斑﹐而地衣和苔藓等低等植物对污染尤为敏感﹐例如低浓度的二氧化硫便可杀死地衣。植物体内的污染物积累量也反映污染情况。监测水体污染则广泛利用多种动植物。例如﹐大型底栖无脊椎动物分布广﹑比较固定﹐寿命长﹐且形体大﹑易于辨认﹐是常用的指示生物。不过在这里观察的对象实为有耐力的物种﹐例如在有机污染造成水体严重缺氧情况下﹐只有颤蚓等抗低氧物种得以繁殖﹐故可以其量表示污染程度。有时生物群落的结构变化可用作较为灵敏的指针。将特定生物置于污染水体中测试其生存情况或其生理﹑生化和行为等反应﹐以及测定水生生物体内的残毒蓄积量﹐这些也是常用的监测手段。生物监测不能准确判定污染物的性质和数量﹐故必须与化学和物理学测定手段结合应用。
生物净化
绿色植物可以净化空气﹑减弱噪声﹑改善小气候﹑美化环境﹐而土壤微生物体系是自然界分解有机物质的主要场所﹐有极大的净化有机污染的能力。目前广泛利用微生物来净化工业废水和生活污水﹐这包括各类氧化塘﹑活性污泥及生物膜等方法。 |
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研究生物与受污染的环境之间相互作用的机理和规律的学科，环境生物学的一个分支。
形成 环境的污染不仅对人群健康产生极大危害，而且对生物种群、群落以至整个生态系统的结构和功能都会有很大影响。大气污染造成大片树林枯萎，农作物收成减少；水体污染造成大量鱼类死亡，渔业产量下降；土壤污染造成农作物发育障碍和植物体内积累残毒。随着环境污染状况的日益严重，生态污染的研究受到广泛的重视，尤其是近二、三十年以来，各国科学家调查了鸟、鱼、兽类的大量死亡事件，研究了污染物在食物链中的生物积累、生物浓缩和生物放大，开展了实验室的生态模拟和野外的受控生态系统的试验，探索了污染物在生态系统中的迁移和变化规律。这些工作成果汇集起来，逐渐形成了以研究污染情况下生态系统的效应为中心内容的污染生态学。中国在60年代开始进行污染生态方面的研究。70年代举行了一系列环境污染与生态学学术会议，推动了污染生态学的发展。
研究内容 ①环境污染的生态效应：包括环境污染对生态系统中各种生物的影响，污染物在生物体内的积累、浓缩、放大、协同和拮抗等作用。②环境污染的生物净化：包括绿色植物对大气污染物的吸收、吸附、滞尘以及杀菌作用，土壤－植物系统的净化功能，植物根系和土壤微生物的降解、转化作用，以及生物对水体污染的净化作用。③环境质量的生物监测和生物评价等。
研究方法 把生态系统作为一个整体进行综合分析；进行生态模拟和建立生态系统模型，以便阐明污染物进入生态系统引起的生态效应以及生态系统对污染物的净化功能。在污染的生物防治上,主要是通过系统分析,既要考虑人工防治措施,又要考虑生态系统的净化能力,以便确定区域生物防治的最佳方案。
污染生态学的研究为生态污染的防治提供了科学的依据。目前存在的主要问题是，实验室的实验结果与野外调查结果存在差距；污染物在生态系统内的运转规律和机理还有大量问题尚未阐明，必须进一步研究。 |
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近年来，我国农业环境和农产品污染问题日趋严重，耕地环境质量不断下降，农产品有毒有害物质残留问题突出，已成为制约农业和农村经济发展的重要因素——
农业部日前公布的一系列数据表明，我国农业生态环境建设和保护虽然取得了很大的成绩，但近年来，我国农业环境和农产品污染问题日趋严重，耕地环境质量不断下降，农产品有毒有害物质残留问题突出，已成为制约农业和农村经济发展的重要因素。加强对主要农畜产品污染的监测和管理，对重点污染区进行综合治理，实属重大而紧迫的工作。
农业生态环境污染形势严峻
我国工业“三废”对农业环境的污染正在由局部向整体蔓延。因固体废弃物堆存而被占用和毁损的农田面积已达200万亩以上，8000万亩以上的耕地遭受不同程度的大气污染，仅淮河流域因农田大气污染累计损失就超过1．7亿元。全国利用污水灌溉的面积已占全国总灌溉面积的7．3％，比80年代增加了1．6倍。我国不同程度遭受农药污染的农田面积也已达到1．4亿亩。
我国农产品污染状况也不容乐观。近几年农业部对重点区域主要农畜产品污染情况开展了调查。结果表明，重点区域被监测的家畜产品中污染物超标率达到18．5％。今年“春节”、“五一”期间农业部对我国部分省会城市农贸市场的蔬菜、水果的污染情况进行抽样检测后发现，蔬菜、水果中不同程度存在着农药污染超标，并有使用违禁农药的现象发生，部分地区农药超标现象还比较严重。
农业废弃物污染日益突出。近年来，为丰富城镇居民的“菜篮子”，我国在大中城市周围相继建立了一批“菜篮子”工程，但也带来了大量的粪便、粪水等废弃物。据初步统计，目前我国每年禽畜养殖场排放的粪便及粪水总量超过17亿吨，再加上集约化生产的冲洗水，实际排放的污水总量还将远远超过这个数字。如此多的禽畜粪便，不仅污染了养殖场周围的环境，而且导致了水体的污染。此外，由于秸秆随意焚烧造成的空气污染问题十分突出，每到夏收、秋收时节，大量剩余秸秆堆放在田间地头，最终被付之一炬，不仅浪费了宝贵的资源，而且烟雾弥漫，造成了严重的空气污染，有时还引起交通事故和飞机航班延误，给人民生活和经济建设带来不良影响。
建设保护力度亟须加大
针对农业生态环境污染日益加大的严峻形势，农业部副部长张宝文说，农业部将加大农业生态环境建设和保护力度，促进农业和农村经济可持续发展。
张宝文介绍说，当前，农业部将从两个方面加强无公害农产品工作。一是联合有关部门加紧起草《无公害农产品管理办法》，争取尽快出台；二是制定《全国无公害农产品发展规划》，按照农业产业结构调整和农民增收的要求，分区域、分步骤、有重点地开展无公害农产品示范基地建设，为广大消费者提供更多的“放心菜”、“放心粮”。
下一步农业部要会同有关部门积极做好《全国农业生态环境保护条例》的起草和《草原法》的修改工作，争取早日出台。同时要继续引导各地制定和完善相关法律、法规，建立健全执法队伍，做到农业环境保护有法可依、违法必究，依法加强对农业生态环境的监督管理。
同时，农业部还将进一步加强农业环境、渔业水域、草原牧区的监测体系建设，加大环境监测力度。一是要定点、定期对主要农畜产品污染情况开展例行监测，使人民群众吃上“放心菜”；二是开展对大中城市郊区、工矿企业周围等重点区域土壤环境的例行监测；三是定期对重要渔业水域环境进行常规性监测，加大对污染渔业事故和赤潮等问题的监测力度，及时掌握海洋渔业环境状况和渔业受污染损失的状况，调查处理污染渔业水域事故。
据介绍，根据有关计划，到2010年，全国生态农业县将达到300个，覆盖面积3亿亩；全国人工种植草地、改良草地面积达到9亿亩，占全国草地面积的15％。西部地区的每个省区要重点建设好1至2个生态农业示范县。西部150个县实施“生态家园富民计划”，建设以日光温室为依托，集种植、养殖、太阳能和沼气利用为一体的庭院生态工程。 |
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中国生态环境的基本状况是：总体在恶化，局部在改善，治理能力远远赶不上破坏速度，生态赤字逐渐扩大。
主要表现为：
水土流失严重。建国初期，全国水土流失面积为116万平方公里。据1992年卫星遥感测算，中国水土流失面积为179.4万平方公里，占全国国土面积的18.7%。中国水土流失特别严重的地区（从北到南）主要有：西辽河上游，黄土高原地区，嘉陵江中上游，金沙江下游，横断山脉地区，以及部分南方山地丘陵区。
沙漠化迅速发展。中国是世界上沙漠化受害最深的国家之一。北方地区沙漠、戈壁、沙漠化土地已超过149万平方公里，约占国土面积的15.5%。80年代，沙漠化土地以年均增长2100平方公里的速度扩展。近25年共丧失土地3.9万平方公里。目前约有5900万亩农田，7400万亩草场，2000多公里铁路以及许多城镇、工矿、乡村受到沙漠化威胁。
草原退化加剧。70年代，草场面积退化率为15%，80年代中期已达30%以上。全国草原退化面积达10亿亩，目前仍以每年2000多万亩退化速度在扩大。由于草原退化，牧畜过载，牧草产量持续下降。
森林资源锐减。中国许多主要林区，森林面积大幅度减少，昔日郁郁葱葱的林海已一去不复返。全国森林采伐量和消耗量远远超过林木生长量。若按目前的消耗水平，绝大多数国营森工企业将面临无成熟林可采的局面。森林赤字是最典型的生态赤字，当代人已经过早过多地消耗了后代人应享用的森林资源。
生物物种加速灭绝。据估计，中国的植物物种中约15-20%处于濒危状态，仅高等植物中濒危植物就高达4000-5000种。近30多年来的资料表明，高鼻羚羊、白鳍豚、野象、熊猫、东北虎等珍贵野生动物分布区显著缩小，种群数量锐减。属于中国特有的物种和国家规定重点保护的珍贵、濒危野生动物有312个种和种类，正式列入国家濒危植物名录的第一批植物有354种。
地下水位下降，湖泊面积缩小。多年来，由于过分开采地下水，在北方地区形成8个总面积达1.5万平方公里的超产区，导致华北地区地下水位每年平均下降12厘米。1949年以来，中国湖泊减少了500多个，面积缩小约1.86万平方公里，占现有面积的26.3%，湖泊蓄水量减少513亿立方米，其中淡水量减少340亿立方米。
水体污染明显加重。据1987年典型城市监测调查，有42%的城市饮用水源地受到严重污染；63%的城市受到不同程度的污染。在调查的532条河流中，有82%的河流受到不同程度的污染。全国约有7亿人口饮用大肠杆菌超标水，约有1.7亿人饮用受有机物污染的水。
大气污染严重。中国大气污染属于煤烟型污染，北方重于南方；中小城市污染势头甚于大城市；产煤区重于非产煤区；冬季重于夏季；早晚重于中午。目前中国能源消耗以煤为主，约占能源消费总量的四分之三。煤是一种肮脏能源，燃烧产生大量的粉尘、二氧化碳等污染物，是中国大气污染日益严重的主要原因。近年来，废渣存放量过大，垃圾包围城市。中国废渣年产生量已超过5亿吨，处理能力赶不上排放量。1988年全国积存量为66亿吨，人均6吨废渣。据统计，全国城市生活垃圾为6000万吨/年，比10年前增加了一倍。在380个城市中，至少有三分之二的城市处在垃圾包围之中。仅北京三环、四环路之间就有50米以上的垃圾山4500多座，占地超过7000亩。
环境污染向农村蔓延。乡镇企业迅速发展成为农村工业化的重要方向，以及二元经济结构向现代经济结构转变的中介。与此同时，也给农村带来生态环境更大范围的污染，对农业资源、矿产资源造成更为严重的浪费。1978年以前，农村环境污染主要是化肥、农药等，1978年以后乡镇企业成为农村主要污染源。
环境是一种特殊资产。生态破坏、环境污染本身就构成经济损失和财富流失。生态指标恶化已经直接而明显地影响了现期经济指标和预期经济趋势。
造成目前中国生态环境不断恶化的原因是多方面的，也是复杂的。它主要来自于三大压力：
人口压力:
中国现代人口数量异常迅猛增长，既成为中国现代化进程的最大障碍，又成为中国生态环境的最大压力。迫于生存，人们毁林开荒，围湖造田，乱采滥挖，破坏植被，众多人口的不合理活动超过了大自然许多支持系统的支付能力、输出能力和承载力。
工业化压力:
中国发动工业化时间晚，发展起点低，又面临赶超发达国家的繁重任务，不仅以资本高投入支持经济高速增长，而且以资源高消费、环境高代价换取经济繁荣，重视近利，失之远谋；重视经济，忽视生态，短期性经济行为为中国生态环境带来长期性、积累性后果。
市场压力:
中国正处在市场经济转型过程中。市场经济本身会产生许多外部经济效应或者外部不经济效应，环境污染就是最明显的例子。环境作为一种公共财产，这种公共财产的提供（例如清洁水，良好的大气环境），对所有人都有好处且多一些人享受它的好处并不会加大总成本。但是如果没有公共财产，所有人的利益都会受损。公共财产或者公共财产受到破坏（例如污染水，污染大气等）的特点决定了个人或市场都不会提供控制环境污染的费用和服务，只有政府是公共财产的提供者。来自市场经济的压力愈大，政府对防治环境污染、整治国土资源的责任就愈大。 为了改变中国日益恶化的环境形势，应当采取刻不容缓的行动，否则，日益扩大的生态赤字将使其他领域所获得的成绩不是大打折扣，就是黯然失色。 |
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| 生物污染是指污染物输入生态系统而改变了原来生态系统的正常组分，结构和功能，导致生态系统有序性和稳定性的降低甚至丧失的现象。 |
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