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。
基本介紹
- 中文名:污染生態
- 外文名:Pollution ecology
- 類別:大氣、水、土壤
- 防治:生物監測、生物淨化
污染的類別
污染源
生物影響
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後至石斑魚體中達1.6ppm,即放大2600多倍。而在食魚的小??體內竟可發現75ppm的DDT(放大12萬多倍),在濃縮DDT的小??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後毒性增強。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,後證明主要系甲基汞中毒。該地區工廠排出含汞廢渣,汞進入水體後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,間接地傷及其他生物。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),引起藻類和其他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,結果魚類及其他生物成批死亡。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後又回到環境中,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”。
監測與防治
生物監測 已廣泛套用於大氣和水體污染監測。監測大氣污染常利用敏感植物。高等植物葉片可對不同污染物產生不同的病斑,而地衣和苔蘚等低等植物對污染尤為敏感,例如低濃度的二氧化硫便可殺死地衣。植物體內的污染物積累量也反映污染情況。監測水體污染則廣泛利用多種動植物。例如,大型底棲無脊椎動物分布廣、比較固定,壽命長,且形體大、易於辨認,是常用的指示生物。不過在這裡觀察的對象實為有耐力的物種,例如在有機污染造成水體嚴重缺氧情況下,只有顫蚓等抗低氧物種得以繁殖,故可以其量表示污染程度。有時生物群落的結構變化可用作較為靈敏的指標。將特定生物置於污染水體中測試其生存情況或其生理、生化和行為等反應,以及測定水生生物體內的殘毒蓄積量,這些也是常用的監測手段。生物監測不能準確判定污染物的性質和數量,故必須與化學和物理學測定手段結合套用。
生物淨化 綠色植物可以淨化空氣、減弱噪聲、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,有極大的淨化有機污染的能力。目前廣泛利用微生物來淨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。