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100m,淺層地下水在有些地方幾乎接 近枯 竭。索式提取器結果 造成 大量的 機井 報廢,農 業(yè) 大幅度減產。在有些地區(qū),如山東萊 州灣一 帶,由于 地下 水位下 降,海水 以每 年 200m的速度向內地入侵,嚴重污染地下水源,導致 區(qū)域性 水質惡化。 在內蒙 古 鄂爾多斯高原,由于牧草與飼養(yǎng)牲畜 供求平 衡失 調,造成 區(qū)域性 牧草 短缺,結 果 導致牧草被牧畜嚴重啃食,影響到牧 草的正 常生 產和 繁殖,久而 久之,造 成草 地 退化,進而誘發(fā)土地沙漠化與水土流失。 由于資源短缺和資源耗竭所引發(fā)的環(huán)境問題以及這類環(huán)境問題之間的關系 4.2 人類活動與環(huán)境危機 85 如圖 4 7所示。 圖 4 7 資源短缺與環(huán)境問題關系示意圖 4.2.4 生態(tài)破壞與環(huán)境失衡 生態(tài)破壞是指人類活動直接作 用于 自然生 態(tài)系 統(tǒng),造成 生態(tài)系 統(tǒng)的 生產 能 力顯著下降和結構顯著改變,從而引起的環(huán)境問題。 (1)生態(tài)平衡與生態(tài)失衡 在任何一個生態(tài)系統(tǒng)中,生物與其環(huán)境總是不斷地進行著物質、能量與信息 的交流,但在一定時期內,生產者、消費者和分解者之間保持著一種動態(tài)的平衡, 這種平衡狀態(tài)就叫生態(tài)平衡。生物平衡是動態(tài)的平衡,即它的各項指標,如生產 量、生物的種類和數量,都不是固定在某一水平,而是在某個范圍內變化。 生態(tài)系統(tǒng)之所以能
保持動態(tài)的平衡,主要是由于內部具有自我調節(jié)的能力, 對污染物質來說,就是環(huán)境的自凈能 力。當 外界 干擾超 過生 態(tài)系統(tǒng) 的自 我調 節(jié) 能力時,即超過生態(tài)平衡閾值時,就會造成生態(tài)系統(tǒng)的結構破壞、功能受阻、生態(tài) 功能紊亂以及反饋自控能力下降,這種情況稱為生態(tài)平衡失調。 (2)生態(tài)破壞帶來的環(huán)境問題 人類對生物圈的破壞性影響主 要表 現在三 個方 面:一是 大規(guī)模 地把 自然 生 態(tài)系統(tǒng)轉變?yōu)槿斯ど鷳B(tài)系統(tǒng),嚴重干擾和損害生物圈的正常運轉,農業(yè)開發(fā)和城 市化是這種影響的典型代表;二是大量取用生物圈中的各種資源,包括生物的和 86 第 4章 人類活動與環(huán)境問題 非生物的,嚴重破壞了生態(tài)平衡,森林砍伐、水資源過度開發(fā)利用是其典型例子; 三是向生物圈中超量輸入人類活動 所產 生的產 品和 廢物,嚴 重污染 和毒 害了 生 物圈的物理環(huán)境和生物組分,包括人類自 己,化肥、殺蟲劑、除草劑、工 業(yè)“三廢 ” 和城市“三廢”是其代表。圖 4 8為生態(tài)平衡與環(huán)境問題的關系示意圖。 圖 4 8 生態(tài)平衡與環(huán)境問題的關系示意圖 ① 荒漠化:荒漠化是直接 由土 地和植 被破 壞引起 的,其 前兆 開始 于動 植 物 多樣性的衰退。初期階段是土壤中的 有機物 減少,土 壤的物 理、化學 性質 惡化, 植被分布和組成的變化等。而且,這些現象一旦發(fā)生,植被破壞、土壤侵蝕、鹽類 蓄積等就會發(fā)生,最后變質成難以恢復原狀的完全沙漠化狀態(tài)。 4.2 人類活動與環(huán)境危機 87 聯合國曾對荒漠 化地 區(qū) 45個 點進 行了 調查,結 果表 明:由 于自 然 變 化(如 氣候變干)引起的荒漠化占 13%,其 余 87%均 為人 為因素 所致。中 國科 學院 對 現代荒漠化過程的成因類型做過詳細的調查,結果表明:在我國北方地區(qū)現代荒 漠化土地中,94.5%為人為因素所致,荒漠化的原因主要是人口激增和自然資 源 利用不當而帶來的過度放牧,濫墾亂 樵、不合理 的耕 作及 粗放管 理、水資 源的 不 合理利用等。這些人為活 動破 壞 了生 態(tài) 系統(tǒng) 的 平衡,從而 導 致 了土 地 荒漠 化。 綜合而論,荒漠化的原因是氣候變化與人類活動兩個方面綜合作用的結果,二者 相互影響,交替作用。歷史各時期是如此,而近代由于人類對自然界的干擾能力 達到空前水平,人類活動對自然環(huán)境的 沖擊 使本 已向荒 漠環(huán) 境演變 的變 化過 程 加劇,使荒漠化面積不斷擴大,并已成為嚴重的全球 環(huán)境問 題。圖 4 9從 內因、 外因、助動力三方面分析了荒漠化的成因。 圖 4 9 荒漠化成因分析圖 ② 生物多樣性銳減:由于人口的急劇增加和不合理的資 源開發(fā)活 動以及 環(huán) 境污染所帶來的生態(tài)破壞,對各種生物及其生態(tài)系統(tǒng)產生了極大的沖擊,使生物 多樣性嚴重下降。迫于人口和經濟的壓力,對生物資源的破壞性利用,造成許多 生物物種的滅絕或使之處于瀕危的境地。生物多樣性保護的
緊迫性十分突出。 88 第 4章 人類活動與環(huán)境問題 由于人類活動,已直接或間接地 引起 很多 物種瀕 臨滅 絕。導致 物種 滅絕 或 瀕危的最主要的人為影響有:棲息地的變化和破壞;過度狩獵和砍伐;捕食者、競 爭者和疾病的引入。這些壓力導致 產生 了一些 小而 分散 的種群,這 些種 群易 遭 受近親繁殖和種群數量不穩(wěn)定的影響,導致種群數量減少,最終消失或滅絕。其 滅絕效應如圖 4 10所示。 圖 4 10 生態(tài)滅絕效應 (引 自林培 英、楊國 棟、潘淑敏 ,2002) “破壞生態(tài)環(huán)境就 是為 人 類制 造災 難,毀壞 自 然環(huán) 境就 是埋 葬人 類 自己! 只有保護大自然,使生態(tài)系統(tǒng)內各組 分和睦 共生,協 同進 化,使生態(tài) 系統(tǒng) 沿著 其 內部自組織、自調節(jié)的方向完善和持續(xù)地向前發(fā)展,才能使人類免受滅頂之災。 4.3 環(huán)境與人類健康 生命與環(huán)境是一個有機的整體,通過自然的生物地質循環(huán),兩者保持著和諧 的相互適應關系。一旦因某些自然災害或人為活動使局部環(huán)境中某些化學元素 過量或不足,就會逐步反映到人體中來,使生物和人群出現各種各樣的病變。 世界衛(wèi)生組織最新報告,每年死亡的 4900萬人中,3/4是由環(huán)境疾病 所致。 在大氣污染嚴重的城市,呼吸道疾病感染率和死亡率上升,僅 SO2 的排放就使世 界 6.25億人 健康 受損。全 球 70%的 城鎮(zhèn) 人口呼 吸的 空氣 不符合 衛(wèi)生 標準,每 年約 30~70萬人 因此 過早 死亡,有 5000萬 咳嗽 病例發(fā) 生。工 業(yè)廢水、含 有 農 藥的灌溉用水、生活污水直接排放造 成的水 污染,不 僅導 致淡水 枯竭,而 且造 成 4.3 環(huán)境與人類健康 89 多種疾病,直接威脅著人的生活和 健康。 發(fā)展 中國家 3/5的 人很難 獲得 安全 飲 用水,導致每年 100萬人喪生和 10億人患各種疾病。噪聲污染日益嚴重,交通、 工業(yè)、施工、社會噪聲的污染不僅妨礙人們正常的生活和工作,還引起多種疾病。 環(huán)境疾病的出現和蔓延,是自然界向人類發(fā)出的嚴厲警告。 4.3.1 環(huán)境污染對人體健康的危害 環(huán)境污染物對人體健康的影響是復雜而巨大的。它們可從多種途徑侵入人 體。大氣中的有毒氣體和煙塵,主要 通過 呼吸 道作用 于人 體。水體 和土 壤中 的 毒物,主要以飲用水和食物的形式經消化道被人體吸收。一些脂溶性的毒物,如 苯、有機磷酸酯類和農藥,以及能與皮膚 的脂 酸根結 合的 毒物,如 汞、砷等,可 經 皮膚被人體吸收。毒物經人體吸 收后,通 過血 液分布 到全 身。有些 毒物 可在 某 些器官組織中蓄積,如鉛蓄積在骨內。 很多 毒物 在體內 經過 生物轉 運和 生物 轉 化,被活化或被解毒。不少器官如腎臟、胃、腸等,特別是肝臟對各種毒物有生物 轉化功能。毒物以其原形或代謝產物作用于靶 器官(靶 器官 是指某 種疾 病長 期 發(fā)展所能損害到的器 官),發(fā)揮 毒 性作 用。最后,毒物 可經 腎 臟、消 化道 和 呼 吸 道排出體外,少數可隨汗液、乳汁、唾液等排出體外,有的在皮膚的代謝過程中進 入毛發(fā)而離開機體。 毒物進入人體后,機體能通過代謝、排泄或將其蓄積在一些與毒性作用無關 的組織器官里以改變毒物的質和量。毒 物劑 量增加 到超 過人 體正常 負荷 量時, 機體還可動用代償適應 機制,使 機體 保持 相 對 穩(wěn)定,暫時 不 出現 臨 床癥 狀 和 體 征,即呈亞臨床狀態(tài)。如劑量繼續(xù)增 加,以致使 機體 代償 適應機 制失 調,便會 出 現臨床癥狀,甚至死亡。環(huán)境污染物對人體健康的損害,可表現為特異性損害和 非特異性損害兩個方面。特異性損害就是環(huán)境污染物可引起人體急性或慢性中 毒,以及產生致畸作用、致突變作用和致癌作用等。非特異性損害主要表現在一 些多發(fā)病的發(fā)病率增高,人體抵抗力 和勞 動能 力的下 降。人 體對環(huán) 境致 病因 素 的反應過程見圖 4 11。 影響人體健康的環(huán)境因素大致可分 為三 類:化學 性因素,如 有毒 氣體、重 金 屬、農藥等;物理性因素,如噪聲和振動、放射性物質和射頻輻射等;生物性因素, 如細菌、病毒、寄生蟲等。其中,以化學性因素影響最
大,當這些有害因素進入大 氣、水體和土壤造成污染時,就能 對人 體產生 危害。 下面 以大氣 污染、放 射性 污 染以及生物性污染為例介紹各種環(huán)境污染對人體健康的影響和危害。 (1)大氣污染物對人體健康的影響 大氣污染對人體的危害主要表 現為 引起呼 吸道 疾病;大 氣污染 還能 對氣 候 產生不良影響,如降低大氣能見度,減少太陽的輻射而導致城市佝僂發(fā)病率的增 加(表 4 4)。 90 第 4章 人類活動與環(huán)境問題 圖 4 11 人體對環(huán)境致病因素的反應過程 (引自 劉天 齊,2000) 表 4 4 一些大氣污染物對人體的影響 空氣污染物 對 人 體 的 危 害 煤煙 引起支氣管炎等。如果煤煙中附有各種工業(yè)粉塵(如金屬顆粒),則可引起相 應的肺部疾病 硫酸煙霧 對皮膚、眼結膜、鼻黏膜、咽喉等均有強烈刺激和損 害。嚴重患者會 并發(fā)胃穿 孔、聲帶水腫、心力衰竭或胃臟刺激癥狀,均有生命危險 鉛 略超過大氣污染允許濃度以 上時,可引 起紅血 球障礙 等慢性 中毒癥 狀,高濃 度時可引起強烈的急性中毒癥狀 二氧化硫 濃度為 106 ~5×106時可聞到臭味,5×106時吸入 可引起心悸、呼吸困 難等 心肺疾病。重者可引起反射性聲帶痙攣,喉頭水腫以致窒息 氧化氮 主要指一氧化氮和二氧化氮,中 毒的特 征是對 深部呼 吸道的 作用,重者 可導 致肺壞疽;對黏膜、神經系統(tǒng)以及造血系統(tǒng)均有損害,高 濃度氧化氮 時可出現 窒息現象 一氧化碳 對血液中的血色素親和能力比氧大 20倍,能引起嚴重缺氧 癥狀即煤氣 中毒。 約 100×106時就可使人感到頭痛和疲勞 硫化氫 低濃度接觸僅有呼吸道及眼 的局部 刺激作 用,高濃度 時全身 作用較 明顯,表 現為中樞神經系統(tǒng)癥狀和窒息狀。吸 入極高 濃度(1000mg/m3 以上)時,可 出現“閃電型死亡”。嚴重中毒可留有神經、精神后遺癥 氰化物 輕度中毒有黏膜刺激癥狀,重者 可使意 識逐漸 昏迷,呈直 性痙攣,血 壓下 降, 迅速發(fā)生呼吸障礙而死亡。氰化物中毒后遺癥為頭痛、癲癇發(fā) 作等。氰化物 蒸氣可引起急性結膜充血、氣喘等 4.3 環(huán)境與人類健康 91 續(xù)表 空氣污染物 對 人 體 的 危 害 氟化物 可由呼吸道、胃腸道或皮膚侵入人體,主要使骨骼、造血系統(tǒng)、神經系統(tǒng)、牙齒 以及皮膚黏膜等受到侵害。重者可因呼吸麻痹、虛脫等而死亡 氯 主要通過呼吸 道和 皮 膚 黏膜 對 人 體發(fā) 生 中 毒 作 用。當 空 氣 中 氯的 濃 度 達 0.01~0.06mg/L時,30~60min即可致嚴重中 毒,如空 氣中氯的濃 度達到 3 mg/L時,則可引起肺內化學性燒傷而迅速死亡 甲醛 甲醛的毒性表現在對人的皮膚和呼吸器官黏膜的強烈刺激 作用,對 人體的中 樞神經系統(tǒng),尤其是視覺器官有 強烈作 用。甲醛能 引起刺 激性 皮炎,即 使是 低濃度的甲醛也能引起過敏性接觸皮 炎。吸入 60~120mg/L的甲 醛 5~10 min后,可發(fā)生支氣管和肺部嚴重損害。甲 醛的危 害還表 現在它 能凝固 蛋白 質。國際癌癥研究所已將其列為可疑致癌物質 注 :引 自陳 立民、吳人 堅,2003。 (2)放射性污染對健康的危害 在大劑量的照射下,放射 性對 人體 和動 物 存在 著某 種損 害作 用。如 在 650 rad的
照射下,受照射的動物 100% 死 亡;若照 射 400rad,有 5% 死 亡;照射 劑 量 在 150rad以下,死亡率下降至零,但這時并非無損害作用。據報道,往往需要經 過 20年以后,一些癥狀才會表現出來,主要表現為各種癌癥,包括白血病、骨癌、 肺癌及甲狀腺癌,還可能表現為不同 程度 的壽 命縮短。 放射 性也能 損傷 遺傳 物 質,主要在于引起基因突變和染色體畸變。在小劑量慢性照射下,情況與上述結 果雖很不一樣,但由于它是 積累 效應,對 人 體的 影響 仍然 存在,應予 重視。 表 4 5為全身急性照射可能出現的臨床癥狀。 表 4 5 全身急性照射與臨床癥狀 受照劑量 /rad 臨 床 癥 狀 50 血象有輕度變化,淋巴細胞與白細胞減少程度不嚴重 100 惡心疲勞,20% ~25%發(fā)生嘔吐,血象顯著變化,輕度急性放射性病 200 24小時后惡心嘔吐,經 1周左右 潛伏 期后,毛 發(fā)脫 落,厭食、全身 虛弱,并 伴有喉炎、腹瀉,若以往身體健康,一般可望短期內康復 400(半 致 死 劑量) 幾小時后惡心嘔吐,2周內可見毛發(fā) 脫落,厭食、全身虛 弱,體溫上 升,3周 內出現紫斑、口腔、咽 喉 部位 感染。4周后 出 現 蒼白、鼻血、腹瀉、迅速 消 瘦,有 50%照射者死亡,存活者 6個月后恢復健康 600(致 死 劑 量) 受照射 1~2小時內出現惡 心、嘔 吐、腹 瀉等 癥狀。潛 伏期 短,1周后 就出 現嘔吐、腹 瀉、咽 喉炎、體 溫 升高、迅速 消瘦,第二 周出 現 死亡,死 亡率 近 100% 注 :引 自俞 譽福、毛家 駿,1985。 92 第 4章 人類活動與環(huán)境問題 (3)生物性污染對人體健康的危害 生物性污染主要是 指寄 生蟲 卵、細 菌 立克 次 體、病 毒 等病 原 體,隨 著糞 便、 痰、飛沫等排泄物排入環(huán)境后,污染空氣、土壤、水源等。其危害是造成寄生蟲病 和某些傳染病的流行。 水中的生物性污染物包括細菌、病毒和寄生蟲。到目前為止,有關致病細菌 和寄生蟲的研究較多,且已有較好的 滅活 方法。 但對致 病病 毒的研 究尚 不夠 充 分,也沒有公認的病毒滅活要求標準。人類由糞便排出的病毒達 100種以 上,它 們經不同途徑污染水源。通過常規(guī)的凈化與消毒處理,大部分病毒可被殺滅,但