第 4 章 环境与环境污染

人类赖以生存的环境由自然环境和社会环境组成 自然环境 是人类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自然因素的总和。 社会环境 是人类在自然环境的基础上，为不断提高物质和精神生活水平，通过长期有计划、有目的地发展，逐步创造和建立起来的一种人工环境。

4.1 环境与生态平衡

4.1 环境与生态平衡 环境 植物、动物、微生物等各种生物群落组成了生物环境。空气、水、土壤等则是生物赖以生存的环境，也叫自然环境、非生物环境。 生态系统 生物群落和其生存环境之间以及生物群落内不同种群生物之间不停地进行物质交换和能量交换，构成了多种多样的生态系统。

例如，一片森林，一带沙漠，一片海洋，一个村落，一座城市都可视为一个生态系统。它的主要功能是不断进行物质循环和能量交换。生态系统的群落可以分为：生产者、消费者和分解者。

生态系统的组成 生态系统 生物群落 非生物环境 生产者 消费者 分解者 无 生 命 物 质 和 能 量 绿 色 植 物 各 种 动 物 指 微 生 物

生产者： 主要指绿色植物，它们能够利用阳光，通过光合作用，把无机物制造成有机物，把光能转变成储存在有机物中的化学能。太阳能通过生产者源源不断地输入生态系统，成为消费者和分解者的能源，所以生产者是生态系统中的主要组成部分。

消费者： 包括各种动物，它们直接或间接地依赖绿色植物制造出的有机物生存。根据它们的食物，将直接以植物为食的动物称为草食动物，而将以草食动物或小型动物为食的动物称为肉食动物。

（1）动物中直接以植物为食的草食动物叫一级消费者或初级消费者。 （2）以草食动物为食的肉食动物叫二级消费者或次级消费者。 （3）以小型动物为食的肉食动物叫三级消费者。

二 级 消 费 者 四级消费者 二级消费者 生产者 三级 消费者 生产者 一级 消费者 一级 消费者

分解者： 主要指细菌和真菌等营腐生生活的微生物，它们能将动植物的尸体、排泄物和残落物等所含复杂的有机物分解成简单的无机物，归还到环境之中，再供生产者使用。分解者在生态系统中起着非常重要的作用，没有它们，物质循环将会受阻，生态系统会受到破坏，生产者就不能长期生存下去。

非生命物质： 包括阳光、空气、温度、水分、矿物质等 。

生态平衡 生态系统发展到一定阶段，它的生物种类的组成，各个种群的数量比率及能量和物质的输入、输出等，都处于相对稳定状态，这种状态称为生态平衡，这是一种动态平衡。生态系统能自动调节并维持自身稳定结构和正常功能，但自动调节能力是有一定的限度，当超过这个限度，就会破坏生态平衡，造成生态失调。

环境污染 破坏生态平衡的因素有自然因素也有人为因素。自然因素主要指火山爆发、地震、台风、旱涝灾等自然灾害，它们对生态系统的破坏很严重，地域常有一定的局限性，且出现的频率一般不高。而人为因素是指人类生产和生活活动引起的对生态平衡的破坏，这是大量的、长期的、甚至是多方面的。这种人为因素会使环境质量不断恶化，从而干扰了人类的正常生活，对人体键康产生直接或间接，甚至是潜在的不利影响，这就称为环境污染。

环境污染的人为因素 造成环境污染的人为因素主要可分为物理的（噪声、振动、热、光、辐射及放射性）、生物的（如微生物、寄生虫等）和化学的（有毒的无机物和有机物）三个方面。

4.2 自然环境中化学物质的循环

自然环境可分为四个圈层：生物圈、大气圈、水圈和岩石圈，总称生态圈，这是经过漫长的演化而形成的。各圈层之间有着复杂的物质交换和能量交换，如图4－1 所示。

根据放射性同位素方法推算，地球的年龄约为46 亿年，自然环境发展历史可划分为地球的形成、生物的形成和人类的出现三个阶段。

地球的形成 地壳内部大量放射性元素的裂变和衰变所释放出的能量的积聚和迸发，陨星对地表的频繁撞击等，导致了地球火山的强烈活动，使地球温度升高到出现局部熔融，重元素沉入地心，轻物质浮升到地表，逐渐形成地壳（岩石圈）、地幔和地核等层次。与此同时，被禁锢在地球内部的气体不断迸发出来，形成原始大气圈，其主要成分为H2O，CO，CO2，CH4 和N2等。当时不含有氧气，这是一个还原性大气圈。

水气凝结后在低凹处汇聚成海洋水），地表水呈酸性。上述过程历时约10～15 亿年。显然，早期地表环境的显著特征是缺氧，也没有臭氧层，太阳辐射中的高能紫外线可直接射到地面上。

地球环境的演变

生物的形成 在太阳能和地热能的作用下，简单无机化合物和甲烷等化合形成了简单有机化合物（如氨基酸、单糖等），并逐步演化为生物大分子（如蛋白质、多糖等），为生命的产生创造了条件。大气中O2 的积累主要是依赖于生物的光合作用。原始海洋中的蛋白质、氨基酸首先形成无氧呼吸的细菌（原生物），并逐步演化为含有叶绿素的藻类，在水体中进行光合作用放出游离氧。经历了20 多亿年的进化，终于在6 亿年前出现了海洋的生物群，4 亿年前形成了水陆生物和藻类的生命系统，逐渐形成了生物圈。

游离氧的出现促进了生命的进化，并使地球在4 亿年前出现了能屏蔽太阳强烈紫外线辐射的臭氧层，保护了陆地植物的生长。陆地植物的生长和微生物的作用，产生了土壤层。土壤是岩石与植物相互作用下的产物。土壤层的形成，又使易于流失的养分在地表上富集起来，从而促使陆地植物更加繁盛，保证了生物圈的发展与繁荣。

植物的演化 顯花植物 蘇鐵 ←裸子植物→ 蕨類 種子維管束植物 無種子維管束植物 无维管束植物

人类的出现 人类出现距工业革命约300 万年。在这300 万年中人类活动对环境的化学演化的影响并不明显。而工业革命至今不过200 年，特别是近几十年，自然资源和能源的开发速度和规模都是惊人的，不仅将地下矿藏大量移至地表，把本来固定在岩石中的元素变成了可进入生态环境和人体。

脊椎动物的演化 鳥類 始祖鳥 總鰭魚類 魚類 兩生類 爬蟲類 哺乳類

4.2.1 水循环 所有生物机体组成中都含有水，自然界中绝大多数生物及非生物的变化多在水中进行。没有水参与循环，就没有生态系统的功能，生命就不能维持。水约占地球表面的70％，水为物质间的反应提供了适宜的场所，成为物质传递介质。水参加的植物的光合作用，既制造了维持生命的必需营养物，同时又为生命提供了必需的氧气。

地球上的海洋、河流等水体不断蒸发，生成的水气进入大气，遇冷凝结成雨、雪等返回地表，其中一部分汇集在江、湖，重新流入海洋，另一部分渗入土壤或松散岩层，有些成为地下水，有些被植物吸收。被植物吸收的部分，除少量结合在植物体内外，大部分通过液面蒸发返回大气。图4－2 为水循环示意图。由此可见，水的自然循环是依靠其气、液、固三态易于转化的特性，借太阳辐射和重力作用提供转化和运动能量来实现的。

4.2.2 氮循环 氮是蛋白质的基本组成元素之一。所有生物体均含有蛋白质，所以氮的循环涉及到生物圈的全部领域。氮是地球上极为丰富的一种元素，在大气中约占79％。氮在空气中含量虽高，却不能为多数生物体所直接利用，必须通过固氮作用。固氮作用的两条主要途径，一是通过闪电等高能固氮，形成的氨和硝酸盐，随降水落到地面；二是生物固氮，如豆科植物根部的根瘤油菌可使氨气转变为硝酸盐等。

植物从土壤中吸收铵离子（铵肥）和硝酸盐，并经复杂的生物转化形成各种氨基酸，然后由氨基酸合成蛋白质。动物以植物为食而获得氮并转化为动物蛋白质。动植物死亡后的遗骸中的蛋白质被微生物分解成铵离子（NH4+）、硝酸根离子（NO3-）和氨（NH3）又回到土壤和水体中，被植物再次吸收利用。图4－3 为氮循环示意图。

4.2.3 碳循环 碳是构成生物体的最基本元素之一，也是构成地壳岩石和矿物燃料（煤、石油、天然气）的主要元素。碳的循环主要是通过CO2 来进行的。它可分为三种形式：第一种形式是植物经光合作用将大气中的CO2 和H2O 化合生成碳水化合物（糖类），在植物呼吸中又以CO2 返回大气中被植物再度利用；

第二种形式是植物被动物采食后，糖类被动物吸收，在体内氧化生成CO2，并通过动物呼吸释放回大气中又可被植物利用；第三种形式是煤、石油和天然气等矿物燃料燃烧时，生成CO2 ，CO2 返回大气中后重新进入生态系统的碳循环。图4－4 为碳循环示意图。

4.2.4 氧循环 由于氧在自然界中含量丰富，分布广泛，而且性质活泼，环境中处处有氧（游离态或化合），所以氧在自然界中的循环最复杂。上述的几种循环中都包含了一部分氧循环。实际上各种物质的循环都是相互关联的，分别叙述仅仅是为了突出主导线索以利讨论。图4－5 是氧在自然界中的主要循环途径及有关反应。

总之，自然界中各种物质的循环都按一定的过程进行，而且由此形成自然界中物质的平衡。生物体则参与所处环境的物质循环，成为平衡着的自然环境整体中的一个组成部分，而且是一个主导部分。

4.3 大气污染 空气的主要成分: 氮 78.09％ 氧 20.95％ 氩 0.93％ CO2 0.03％ 大气圈包围在地球之外，它是由空气、少量水气、粉尘和其他微量杂质组成的混合物。 空气的主要成分: 氮 78.09％ 氧 20.95％ 氩 0.93％ CO2 0.03％ 还有稀有气体氦、氖、氪、氙和甲烷、氮的氧化物、硫的氧化物、氨、臭氧等共占0.1％。

颗粒物 碳粒，飞灰， CaCO3 ， ZnO ， PbO2 ，各种重金属尘粒 大气污染物 分类 成分 颗粒物 碳粒，飞灰， CaCO3 ， ZnO ， PbO2 ，各种重金属尘粒 含硫化合物 SO2 ， SO3 ， H2SO4 ， H2S ，硫醇等 含氮化合物 NO ， NO2 ， NH3 等 氧化物 O3 ， CO ， CO2 ，过氧化物等 卤化物 氯气， HF ， HCl 等 有机化合物 烃类，甲醛，有机酸，焦油，有机卤化物，酮类，稠环

运输业的发展，大都市中大量汽车的排气也对环境造成了严重污染。另外，大气中还有来自工业生产的其他污染物，石油工业和化学工业大规模地发展 燃料的燃烧是造成大气污染的主要原因。人类生活和工业、科学技术的现代化，使燃料用量大幅度上升，从而造成大气的污染日趋严重。随着交通 运输业的发展，大都市中大量汽车的排气也对环境造成了严重污染。另外，大气中还有来自工业生产的其他污染物，石油工业和化学工业大规模地发展 也增加了空气中污染物的种类和数量。

在农业方面，由于各种农药的喷洒而造成的大气污染也是不可忽视的问题。大气污染对建筑、树木、道路、桥梁和工业设备等都有极大危害。对人体健康的危害也日益明显，更大的威胁是通过呼吸道疾病削弱人的体质，会进一步引起心脏及其他器官的机能障碍而导致疾病甚至死亡。

水泥厂重度污染

4.3.1 汽车尾气 汽车尾气中的有害成分主要: CO，NOX，SO2，HC，颗粒物和臭氧等。

CO: 是汽油燃烧不完全的产物，其数量占尾气成分的首位。CO 无色、无臭、无味，当被吸入人体后，极易与血红蛋白结合，（其亲合力比O2 约大200～300 倍），使血红蛋白失去携氧能力。CO 浓度低时会使人慢性中毒，浓度高时则会导致窒息死亡。

颗粒物 : 汽车尾气中的颗粒物包括铅化合物、碳颗粒和油雾等。铅是大气的重金属污染物中毒性较大的一种，铅尘来自于汽油的抗爆添加剂，这是一种含铅的有机化合物四乙基铅[（C2H5）4Pb]。四乙基铅的毒性比无机铅化合物约大百倍，且铅尘随行车和风力扩散。它是引起急性精神性病症的剧毒物质，它可以在人体中不断积累，当血液中铅含量超过0.1mg 时，可造成贫血等中毒症状。

SO2: 硫的氧化物是由燃料所含的硫经燃烧而形成的。低浓度的SO2（10μL·L-1）的危害主要是刺激上呼吸道，浓度较高（100μL·L-1以上）时会引起深部组织障碍，浓度更高（ 400μL·L-1 以上）时会致人呼吸困难和死亡。特别是大气尘粒与SO2 的协同作用对人体健康的危害就更大。

4.3.2 光化学烟雾 大气中的HC 和NOX 等为一次污染物，在太阳光中紫外线照射下能发生化学反应，衍生种种二次污染物。由一次污染物和二次污染物的混合物（气体和颗粒物）所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。

NO， HC 的氧化，NO2 的分解，O3 和PAN 等的生成，是光化学烟雾形成过程的基本化学特征，其反应机理极为复杂，至今还在研究之中。它对大气造成的严重污染不能轻视。O3， PAN，醛类对动植物和建筑物伤害很大，对人和动物的伤害主要是刺激眼睛和粘膜，及气管、肺等器官，引起眼红流泪、头痛、气喘咳嗽等症状，严重者也有死亡的危险。

4.3.3 酸雨 大气中的化学物质随降雨到达地面后会对地表的物质平衡产生各种影响。降雨的酸化程度通常用pH 值表示，pH 值就是氢离子浓度的负对数，即 pH=－lg[H+] 正常雨水偏酸性，pH 值约为6～7，这是由于大气中的CO2 溶于雨水中，形成部分电离的碳酸。而水的微弱酸性可使土壤的养分溶解，供生物吸收，这是有利于人类环境的。

酸雨通常是指pH 小于5.6 的降水，是大气污染现象之一。酸雨的形成是一个复杂的大气化学和大气物理过程，主要是由废气中的SOx 和NOx 造成的。汽油和柴油都有含硫化合物，燃烧时排放出SO2，金属硫化物矿在冶炼过程也要释放出大量SO2。这些SO2 通过气相或液相的氧化反应产生硫酸。

酸雨对环境有多方面的危害：使水域和土壤酸化，损害农作物和林木生长，危害渔业生产（pH 值小于4

4.3.4 温室效应加剧 燃料在燃烧过程一定会产生CO2 和H2O，产生的CO2 可溶解在雨水、江河、湖泊和海洋里，也可以被植物吸收进行光合作用等。产生的和去除的CO2 之间达到平衡，使大气中CO2 的浓度保持在一定范围内。

地球大气层中的CO2 和水蒸气等允许部分太阳辐射（短波辐射）透过并到达地面，使地球表面温度升高；同时，大气又能吸收太阳和地球表面发出的长波辐射，仅让很少的一部分热辐射散失到宇宙空间。由于大气吸收的辐射热量多于散失的，最终导致地球保持相对稳定的气温，这种现象称为温室效应。温室效应是地球上生命赖以生存的必要条件。

但是由于人口激增、人类活动频繁，化石燃料的燃烧量猛增，加上森林面积因滥砍滥伐而急剧减少，导致了大气中CO2 和各种气体微粒含量不断增加，致使CO2吸收及反射回地面的长波辐射能增多，引起地球表面气温上升，造成了温室效应加剧，气候变暖。因此CO2 量的增加，被认为是大气污染物对全球气候 产生影响的主要原因。

温室效应的加剧导致全球变暖，会对气候、生态环境及人类健康等多方面带来影响。地球表面温度升高会使更多的冰雪融化，反射回宇宙的阳光减少，极地 更加变暖，海平面慢慢上升，降雨量也会增加。降水量的增加会使草原以及对水敏感的物种出现变化，很多植物将会在与以往不同时期内播种、开花与结果；植物的生长周期会缩短，甚至使植物品种打乱；变暖、变湿的气候条件会促进病菌、霉菌和有毒物质的生长，导致食物受污染或变质。因此，气候变暖将引起全球疾病的流行，严重威胁人类健康。

4.3.3 臭氧层空洞 在高层大气中（高度范围约离地面 15～24km），由氧吸收太阳紫外线辐射而生成可观量的臭氧（O3）。光子首先将氧分子分解成氧原子，氧原子与氧分子反应生成臭氧。

O3 和O2 属于同素异形体，在通常的温度和压力条件下，两者都是气体。当O3 的浓度在大气中达到最大值时，就形成厚度约20km 的臭氧层。臭氧能吸收波长在220～330nm 范围内的紫外光，从而防止这种高能紫外线对地球上生物的伤害。

过去人类的活动尚未达到平流层（海拔约0km）的高度，而臭氧层主要分布在距地面20～25km 的大气层中，所以未受到重视。近年来不断测量的结果已证实臭氧层已经开始变薄，乃至出现空洞。1985 年，发现南极上方出现了面积与美国大陆相近的臭氧层空洞，1989 年又发现北极上空正在形成的另一个臭氧层空洞。此后发现空洞并非固定在一个区域内，而是每年在移动，且面积不断扩大。

臭氧空洞

臭氧层变薄和出现空洞，就意味着有更多的紫外辐射线到达地面。紫外线对生物具有破坏性，对人的皮肤、眼睛，甚至免疫系统都会造成伤害，强烈的紫外线还会影响鱼虾类和其他水生生物的正常生存，乃至造成某些生物灭绝，会严重阻碍各种农作物和树木的正常生长，又会使由CO2量增加而导致的温室效应加剧。

臭氧层破坏将给人类等产生诸多负面影响

引起臭氧层被破坏的原因有多种解释，其中公认的原因之一是氟里昂（氟氯甲烷类化合物）的大量使用。氟里昂被广泛应用于制冷系统、发泡剂、洗净剂、杀虫剂、除臭剂、头发喷雾剂等。氟里昂化学性质稳定，易挥发，不溶于水。但进入大气平流层后，受紫外线辐射而分解产生Cl原子，Cl 原子则可引发破坏O3 循环的反应。

4.4 水体污染 地球表面上水的覆盖面积约占四分之三。水是宝贵的自然资源，是人类生活、动植物生长和工农业生产不可缺少的物质。水是一切生命机体的组成 物质，是生命发生、发育和繁衍的源泉。水是生物体新陈代谢的一种介质，水参与了一系列的生理生化反应，维持着生命的活力。水是人体（以及各种生物体）中含量最多的一种物质，约占体重的三分之二。每人每天约需5L 水，没有水就没有生命。

水是宝贵的自然资源 生命活动离不开水 工农业生产和日常生活离不开水

水的物理、化学性质 水的化学式为H2O。纯水是一种无味无色的液体。 天然水多呈浅蓝绿色。水的生成热很高，所以其热稳定性很大，在2000K 的高温下离解度不足百分之一。水的冰点为0℃（273 15K），沸点为0℃373.15K），所以在常温下，水为液态。

水体污染 主要指由于人类的各种活动排放的污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体中，使水和水体的物理、化学性质发生变化而降低了水体的使用价值。水体污染会严重危害人体健康，据世界卫生组织报导，全世界75％左右的疾病与水有关。常见的伤寒、霍乱、胃炎、痢疾和传染性肝炎等疾病的发生与传播都和直接饮用污染水有关。

水体污染有两类：一类是自然污染，另一类是人为污染，而后者是主要的。 自然污染 主要是自然因素所造成，如特殊地质条件使某些地区有某些或某种化学元素的大量富集，天然植物在腐烂过程中产生某种毒物，以及降雨淋洗大气和地面后挟带各种物质流入水体，都会影响该地区的水质。

人为污染 是人类生活和生产活动中产生的废污水对水体的污染，包括生活污水、工业废水、农田排水和矿山排水等。此外，废渣和垃圾倾倒在水中或岸边，或堆积在土地上，经降雨淋洗流入水体，都能造成污染。 排入水体的污染物种类繁多，分类方法各异。一般可按污染物组成分为无机污染物、有机污染物和农药污染物等。

有毒无机污染物 主要是指汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）等重金属和砷（As）的化合物以及氰根离子（CN-）、亚硝酸根离子（NO2-）等。它们对人类及生态系统可产生直接的损害或长期积累性损害。

重金属化合物 污染的特点是因其某些化合物的生产与应用的广泛，在局部地区可能出现高浓度污染。另外，重金属污染物一般具有潜在危害性。它们与有机污染物不同，水中的微生物难于使之分解消除（可称为降解作用），经过“虾吃浮游生物，小鱼吃虾，大鱼吃小鱼”的水中食物链被富集，浓度逐级加大。而人正处于食物链的终端，通过食物或饮水，将有毒物摄入人体。

若这些有毒物不易排泄，将会在人体内积蓄，引起慢性中毒。在生物体内的某些重金属又可被微生物转化为毒性更大的有机化合物（如无机汞可转化为有机汞）。例如众所周知的水俣病就是由所食鱼中含有氯化甲基汞引起的，骨痛病则由镉污染引起的。这些震惊世界的公害事件都是工厂排放的污水中含有这些重金属所致。

水俣病事件 甲基汞中毒 1953年--1968年，发生在日本熊本县的水俣镇。水俣镇一家氮肥公司在生产氯乙稀和醋酸乙稀时，采取了低成本的汞催化剂工艺，排放到海湾中的废水含有重金属汞，然后汞经过生物化学反应转变成甲基汞，通过食物链富集在鱼虾和贝类体中，人或动物长期食用后就会中毒。 　　1950年，人们开始发现一些奇怪的猫，步态不稳，抽筋麻痹，最后跳入水中溺死，当地人称之为“自杀猫”，“猫跳海”。1953年，该镇发现了一些奇怪的病人，开始时口齿不清，步态不稳，面部痴吴，进而耳聋眼瞎，全身麻木，最后神经失常，身体弯弓惨叫而死。人们将这种病称为“水俣病”。1991年，日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。 　

水俣事件

骨痛病事件 （富山事件） 1955年--1972年，发生在日本的富山市。日本三井金属公司排出的含镉废水流入神通川河，重金属“镉”逐渐在河流中积累。神通川河岸的老百姓人长期饮用含镉河水，食用浇灌含镉河水生产的稻谷，重金属“镉”就富集在人体中，危害人体健康。 　 日本富山县的铅锌矿在采矿和冶炼中排放废水，废水在河流中积累了重金属"镉"。人长期饮用这样的河水，食用浇灌含镉河水生产的稻谷，就会得"痛痛病"。病人骨骼严重畸形、剧痛，身长缩短，骨脆易折。患者初发病时，腰、手、脚疼痛，以后疼通逐渐加剧，渐渐变成全身骨痛，行动困难，出现骨萎缩，骨弯曲，骨软化等症状，进而发生自然骨折。病人日夜卧床，不断喊痛，最后在疼痛中死运去，这就是世界著名的骨痛病。经患者尸体解剖，有的患者全身骨折达72处，身长也缩短了30厘米。在此事件中，就诊患者258人，其中死亡者207人。

骨痛病

无机污染物中的氰化物的毒性是很强的，氰化物以各种形式存在水中，人中毒后，会造成呼吸困难，全身细胞缺氧，导致窒息死亡。氰化物主要来自各种含氰化物的工业废水，如电镀废水、煤气厂废水，炼焦炼油厂和有色金属冶炼厂等的废水。

有毒有机污染物 主要包括有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃、高分子聚合物（塑料、人造纤维、合成橡胶）、染料等类有机化合物。它们的共同特点是大多数为难降解有机物，或持久性有机物。它们在水中的含量虽不高，但因在水体中残留时间长，有蓄积性，可造成人体慢性中毒、致癌、致畸等生理危害。

生物化学需氧量（BOD） 天然水体中溶解氧含量一般为5～10mg·L-1。当大量耗氧有机物排入水体后，使水中溶解氧急剧减少，水体出现恶臭，破坏水生生态系统，对渔业生产的影响甚大。这类物质对水体的污染程度，可间接地用单位体积水中耗氧有机物生化分解过程所消耗的氧量（以mg·L-1 为单位），即生物化学需氧量（BOD）来表示。

水体的富营养化 大量的硝酸盐会使水体中生物营养元素增多。对流动的水体来说，当生物营养元素多时，因其可随水流而稀释，一般影响不大。但在湖泊、水库、内海、海湾、河口等地区的水体，水流缓慢，停留时间长，既适于植物营养元素的积累，又适于水生植物的繁殖，这就引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖。当这些水体中植物营养物质积聚到一定程度后，水体过分肥沃，藻类繁殖特别迅速，使水生生态系统遭到破坏，这种现象称为水体的富营养化。

水体出现富营养化现象时，浮游生物大量繁殖，因占优势的浮游生物的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色等。这种现象在江河、湖泊中称为水华，在海洋上则称为赤潮。这些藻类有恶臭，有的还有毒，表面有一层胶质膜，鱼不能食用。藻类聚集在水体上层，一方面发生光合作用，放出大量氧气，使水体表层的溶解氧达到过饱和；另一方面藻类遮蔽了阳光，使底生植物因光合作用受到阻碍而死去。这些在水体底部的死亡的藻类尸体和底生植物在厌氧条件下腐烂、分解，又将氮、磷等植物营养元素重新释放到水中，再供藻类利用。

这样周而复始，就形成了植物营养元素在水体中的物质循环，使它们可以长期存在于水体中。富营养化水体的上层处于溶解氧过饱和状态，下层处于缺氧状态，底层则处于厌氧状态，显然对鱼类生长不利，在藻类大量繁殖的季节，会造成大量鱼类的死亡。同时，大量藻类尸体沉积水体底部，会使水深逐渐变浅，年深月久，这些湖泊、水库等水体会演变成沼泽，引起水体生态系统的变化，如图4－6 所示。因此，水体的富营养化亦是水体遭受污染的一种很值得注意并应给予足够重视的严重现象。

太湖蓝藻污染由水体富营养化引进

4.5 食品污染 1.有机化合物 农药 2.食品添加剂 3.黄曲霉素

1.有机化合物 农药污染 在农田、果园中大量使用化学农药，是造成粮食、蔬菜、果品化学性污染的主要原因。这些污染物还可以随着雨水进入水体，然后进入鱼虾体内。我国某地湖泊受到农药污染后，不少鱼的身体变形，烹调后药味浓重，被称为“药水鱼”。这些“药水鱼”曾造成数百人中毒。有些农民在马路上晾晒粮食，容易使粮食沾染沥青中的挥发物，从而对人体健康产生不利影响。    

2.食品添加剂       随着社会城市化的发展，人们已经摆脱那种自给自足的田园式生活。许多粮食、蔬菜、果品和肉类，都要经过长途运输或储存，或者经过多次加工，才送到人们面前。在这些食品的运输、储存和加工过程中，人们常常往食品中投放各种添加剂，如防腐剂、杀菌剂、漂白剂、抗氧化剂、甜味剂、调味剂、着色剂等，其中不少添加剂具有一定的毒性。例如，过量服用防腐剂水杨酸，会使人呕吐、下痢、中枢神经麻痹，甚至有死亡的危险。

3.黄曲霉素 在受潮霉变的食物上，能生长一种真菌——黄曲霉。黄曲霉能产生一种剧毒物质——黄曲霉毒素，这是一种强烈的致癌物质。霉菌毒素的污染，可能是世界上某些湿热地区肝癌高发的重要原因。   

4.6 固体废弃物的污染 1、固体废物的概念 固体废物是指在人类生产和生活等过程中被丢弃的暂时没有利用价值的固体或泥状物。

2、固体废物的分类： 工业废物 工业废物是工业生产中排放的废渣、粉尘、污泥等。 农业废物 主要是农业生产、农产品加工和农村居民生活排出的废弃物。 城市垃圾 城市垃圾是城市居民的生活、商业垃圾和市镇维护管理中产生的垃圾。

3、固体废物对环境的危害 占用大量土地，并造成土壤污染。 污染水体。 污染大气。 影响环境卫生 。

3.生态平衡的特点和影响生态平衡的因素有哪些？ 4.请举例阐述食物链或食物网的作用。 复习题 1.人类环境的结构和特征是什么？ 2.简述生态系统的组成和功能。 3.生态平衡的特点和影响生态平衡的因素有哪些？ 4.请举例阐述食物链或食物网的作用。 5.大气中硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳的主要来源及其对环境的污染危害有哪些？ 6.试评述温室效应加剧的原因及其对环境的影响。

7.请举例讨论水体中的主要化学污染物及其对人体健康的危害。 8.如何才能防治食品被污染？ 9.为什么说水体的富营养化现象会严重影响水体的质量？

本章完