地理環境污染

環境污染

由於人為原因造成地理環境污染的歷史很久。早在城市發展初期，由於人口密集，各種手工業作坊排放出的煙氣、污水、廢渣等就污染周圍的環境。13世紀,英國因燒煤致使倫敦煙霧彌

漫，有礙居民生活，曾有對煤炭的“有害氣味”提出抗議的記載。所以，地理環境污染首先是從城市開始的。但早期地理環境污染僅限於歷史久、人口多和手工作坊發達的城市，對整個地理環境影響不大。產業革命后，一些工業發達的城市和工礦區，隨著工業生產的迅速發展，排向地理環境中的廢棄物的量急劇增加，不斷發生環境污染事件。例如，1850年英國由於排污造成了泰晤士河水生生物的大量死亡事件；19世紀下半葉英國倫敦多次發生嚴重的有毒煙霧事件；19世紀後期日本足尾銅礦排出的廢氣毀壞了整片的山林和農作物，受害面積達400平方公里；1940年美國洛杉磯市發生光化學煙霧事件等。這個時期地理環境污染強度和範圍增大，由一個點（城市）的污染大到一個地區的污染，從對人體產生影響大到對人體和生物造成危害，導致疾病和死亡。

第二次世界大戰后，全世界的社會生產力進一步飛躍發展，排向地理環境中的污染物數量和種類都急劇增 加，許多地區和國家發生了現代工業帶來的、範圍更大、情況更加嚴重的環境污染問題。例如，日本發生了由於Hg、Cd污染水體，再通過食物鏈的富集，最後造成“水俁病”、“痛痛病”等震驚世界的公害事件。由於難以降解並能在生物體內和地理環境中累積的有機氯等農藥的使用和濫用，造成某些地區生態平衡的失調和危機。這些農藥和其他污染物在盛行風和海流的帶動下，傳播到地球上各個角落，造成全球污染。對整個地球而言，嚴重的污染使大氣中 CO2濃度不斷增高和臭氧層受到破壞。大氣中 CO2濃度增高產生溫室效應，不但引起氣溫變化、氣候改變，也能導致地理環境中化學物質遷移能力的變化，從多方面影響人類和生態系統。在高空飛行的超音速飛機的排氣、氮肥的大量施用以及工業廢氣的排放等都可能導致大氣圈臭氧的減少，使臭氧層受到破壞或變化，引起紫外線輻射和大氣熱力平衡的變化，從而影響人類和生態系統。

自凈作用

地理環境的各個要素如大氣、水體、土壤等，有使進入其中的污染物質的濃

度和危害程度自然減低的能力，這種現象稱為自凈作用。整個地理圈對污染物的自凈能力是相當巨大的，但是對某一個具體環境單元（如一座城市、一個水系等）來說，其自凈能力是有一定限度的。因此在地理環境污染研究中又產生了環境容量的概念。廣義的環境容量是指在人類生存和自然生態不致受害的前提下，某一環境單元所能容納的某種或某類污染物質的最大負荷量。狹義的環境容量是從環境管理的角度對環境污染進行控制而提出來的，它的制定決定於環境單元的功能、污染物質的性質和環境的自凈能力。某一地理區域環境容量的大小，與區域範圍的大小、各地理要素的特徵、環境自凈能力和有害物質的性質有關。區域越大，環境自凈能力越強，則環境容量越大。某種污染物的物理和化學性質越不穩定，環境對它的容量也就越大。

生命不能承受污染之重

自凈作用按其發生機理可分為物理凈化、化學凈化和生物凈化3類。

指污群物通過稀釋、擴散、淋洗、揮發、沉降等作用降低濃度而減輕危害程度。例如，受煙塵污染的大氣，通過氣流擴散、降水淋洗和重力沉降等作用而得到凈化；承納污水的水體（河、湖、海）通過水的稀釋、擴散和吸附、沉澱等作用，使水中污染物濃度逐漸降低，水質恢復到清潔

狀態。地理環境的物理凈化能力主要決定於環境的物理條件。例如，氣溫高有利於污染物的揮發；風速大或流速大有利於污染物的擴散；流量大則稀釋能力大。不同的地理環境具有的自凈能力不同，如在盆地、山谷地區，易形成逆溫層，妨礙低層大氣的對流，使大氣的擴散作用減弱，而易遭受大氣污染。

指有害污染物在地理環境中通過氧化和還原、化合和分解、吸附、凝聚、交換、絡合等化學反應，轉化為無害或危害程度減輕。例如：水中有機物經氧化作用，最終變成水和CO2等無害物質；水中的Cu、Pb、Zn、Cd、Hg等重金屬離子與硫離子化合生成難溶的硫化物沉積亦可凈化水質，減少對水生生物和供水的危害。土壤和沉積物中的代換作用亦屬地理環境的化學凈化現象。影響環境化學凈化的環境因素主要有溫度、酸鹼度（pH）、氧化還原電位（Eh）等。溫度升高可加速化學反應，所以溫熱環境的自凈能力比寒冷環境強。在酸性環境中有害的金屬離子活性強，利於遷移，對人體和生物界危害大；鹼性環境中金屬離子易形成氫氧化物沉澱而利於凈化。

指通過生物的吸收、降解作用使地理環境中有害物質的濃度降低和消失。例如，植物能吸收土壤中的酚、氰，並能在體內轉化為酚糖甙和氰糖甙；綠色植物可以吸收CO2，放出O2；鳳眼蓮可以吸收水中As、Hg、Cd等的離子從而凈化水質。生物凈化能力的大小除決定於生物的種類外，還與環境的水熱條件和供氧狀況有關。在溫暖、濕潤、養料充足、供氧良好的環境中，植物吸收凈化能力和好氧微生物的降解凈化能力強。例如，在20～40℃、pH值為6～9、養料充分、空氣充足的條件下，好氧微生物繁殖旺盛，能將水中各種有機物迅速地分解，氧化轉化成CO2、H2O、硫酸鹽、磷酸鹽和硝酸鹽等，使水體凈化。

地理環境污染按環境要素可分為大氣污染、水體污染和土壤污染等；按污

染物性質可分為物理污染、化學污染和生物污染；按污染物形態可分為廢氣污染、廢水污染和固體廢物污染，以及噪音污染、輻射污染等；按污染產生原因可分為生產污染（包括工業污染、農業污染、交通污染等）和生活污染；按污染物分佈範圍可分為全球性污染、區域污染和局部污染等。

指大氣中污染物的濃度達到了有害程度的現象。大氣污染物的種類很多，主要來自礦物燃料燃燒和工業生產。前者產生SO2、氮氧化物、碳氧化物、碳氫化合物和煙塵等；後者隨所用原料和工藝不同而排出不同的有害氣體和固體物質（粉塵），常見的有氟化物和各種金屬及其化合物。大氣中的煙塵和粉塵統稱顆粒物，它們的形態和組分很複雜，有金屬、硫酸鹽和硝酸鹽、有機化合物和放射性物質等，還會吸附一些有害的氣體物質。顆粒物的粒徑從不足 1微米到幾百微米。粒徑小於10微米的叫飄塵，可在大氣中長期漂浮，危害極大；大於10微米的受重力作用很快沉降下來的叫降塵，危害較小。大氣中的 SO2在Fe、Mn等粉塵的催化下，氧化成SO3，再與水結合為硫酸。世界著名的倫敦煙霧就是這樣形成的。大氣中的NO2、CO和碳氫化合物，在陽光作用下形成臭氧和過氧硝酸酯（PAN）等強氧化劑，可形成光化學煙霧，造成二次污染。

污染物進入大氣后，其移動和擴散決定於當地的氣象條件。風越大，大氣湍流越強，大氣越不穩定，污染物的稀釋擴散越快。在地形或地面狀況複雜的地區，大氣形成局部環流，如山區的山谷風、沿海的海陸風（見地方性風）等都會對大氣污染狀況產生影響。在山間谷地和盆地地區，夜間冷空氣下沉，暖空氣上升，易出現逆溫，在逆溫層覆蓋下，煙塵難以擴散移出，易形成嚴重污染。位於沿海的城市，白天煙氣隨海風吹向內陸，在陸上易形成污染區。

指由於人類活動排放的污染物進入河流、湖泊、海洋或地下水等水體，使水和水體底泥的物理、化學性質或生物群落組成發生變化，從而降低了水體的使用價值的現象。

水體污染物的來源主要有：工業廢水、農田排水、生活污水、工業廢渣、大氣中污染物、天然污染物等。水體污染按污染物種類分有：①有機污染。有機污染物有的有毒，如酚、醛、硝基化合物等，直接污染水體；有的無毒，如蛋白質、脂肪等，這些物質在一定條件下分解時能產生有毒物質，如CH4、NH3和H2S等使水體污染。水體中有機化合物大多數可為細菌所利用和分解，而在分解過程中消耗水中溶解氧，可使水中生物因缺氧而受害。有些有機物還能在水中形成泡沫、浮垢，引起水質渾濁和惡臭。②重金屬污染。危害較大的重金屬有Hg、Cd、Cr、Pb、Zn等，它們除溶解在水中外，還可積累在水生生物體內，通過食物鏈的傳遞危害人體。③化肥和農藥污染。化肥中P、N大量進入水體將引起水體富營養化。農藥進入水體能直接殺害水中生物或通過水產品危害人類。④熱污染。由工業排放的高溫廢水造成，主要影響水中生物的生存和繁殖。⑤石油污染。多發生在海上，主要影響海洋生物。⑥放射性污染。水中放射性污染物可附著在生物體表面，也可被吸入生物體內積累起來。⑦病原微生物污染。來自生活污水、飼養場、製革工業，醫院等的廢水中的病毒、病菌、寄生蟲等污染水體后，可傳播疾病。

在地理環境中，由於各類水體的特徵不同，其污染特點也不同。

河流污染的主要特點

①污染程度隨河流徑流量變化。在排污量相同情況下，徑流量大污染輕，反之則重。

②污染物擴散快。河水是流動的，河流污染影響不限於污染髮生河段，上遊河段污染會很快影響下游。

③污染影響大。河流是飲用、漁業、工業、農業等主要水源，其污染影響可涉及到各方面。

④污染易控制。河水交替快，自凈能力強，水體範圍相對較小而集中，其污染較易控制。

湖泊污染的主要特點：湖泊是陸地上水交換緩慢的水體，某些污染物可長期停留湖中發生質的變化和量的積累，從而改變水體狀況和造成危害。湖泊的主要污染問題是富營養化，主要的污染影響是改變水生生態系統和破壞水產資源。

海洋污染的主要特點：

①污染源多而複雜。除海上船隻、油井及直接向海中傾倒污染物外，陸上排放的污染物最後也匯入海洋。大氣中污染物也隨降水進入海洋，如海水中的 DDT大都通過大氣進入海域的。

②污染持續性強，危害性大。污染物進入海洋后便不能再出去，不易分解的污染物便在其中積累起來。估計目前已有100萬噸以上的DDT進入海洋中，為海洋生物所富集，對人類構成潛在危害。

③污染範圍大。海洋水都是互相溝通的，污染物在海中可擴散到任何角落，如在北冰洋和南極洲的鯨體中檢出的多氯聯苯就是由近岸擴散到遠洋的。海洋污染嚴重的區域是工業發達地區的大陸邊緣海。石油污染是海洋污染的突出問題。

地下水污染的主要特點：由於地下水在岩石孔隙中流動極其緩慢，因此污染過程緩慢，不易發現和難以治理。地下水污染方式分直接污染和間接污染兩種，以前者為主。直接污染是污染物直接來自污染源，在污染過程中污染物性質不變。間接污染是由於污染物作用於其他物質，使它們進入地下水造成污染，如地下水硬度的增加、溶解氧的減少等即為間接污染造成。

土壤污染

指向土壤中施用和排放物質，引起土壤質量下降，造成農作物產量和質量下降，或通過食物鏈影響人體健康等現象。造成土壤污染的主要原因是向土壤施肥、施用農藥、用污水灌溉、在地面上堆放廢物，以及大氣中的污染物沉降到土壤中來。施用牲畜糞便做肥料造成土壤污染，主要是對其處理不夠，其中的寄生蟲、病菌和病毒帶入土中，可影響作物生長和人體健康。化肥引起的土壤污染是使土壤物理性質惡化、土壤膠體分散、結構破壞和土壤質地板結，還可使土壤酸化，直接影響農作物產量和質量。農藥污染土壤大多因為在土壤中長期殘留，如有機氯農藥在土壤中降解一半的時間要幾年到幾十年，並在作物體內富集，可長期影響作物和人體。成分複雜的污水不經處理或處理不夠進行灌溉，造成土壤污染，其中危害大的是難以降解的有毒物質。廢棄物堆放場常污染附近的土壤。大氣沉降物對土壤污染是多方面的。例如，大氣受SO2污染形成酸雨，可引起土壤酸化、土壤鹽基飽和度降低；大氣層核試驗的散落物可造成土壤的放射性污染，公路兩側因空氣中鉛含量高，鉛沉降可使公路兩側土壤受鉛污染。

土壤污染中以化學污染最普遍、嚴重和複雜。土壤化學污染物可分無機污染物和有機污染物兩大類。無機污染物包括對動物、植物有害的元素及化合物，常見的有硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、氟化物、可溶性碳酸鹽化合物。有毒的元素有Hg、Cd、Pb、As、Cu、Zn、Ni、Co、V等。無機污染物在土壤中的化學行為與土壤的性質有關，如重金屬元素在土壤中的活性主要決定於土壤的吸附作用，土壤中的粘粒和腐植酸對重金屬有很強的吸附能力，儡夠降低重金屬的活性；土壤酸鹼度對重金屬的活性亦有明顯的影響，如Cd在酸性土壤中溶解度增大，對植物毒性增加，在鹼性土中則溶解度小，毒性降低。

土壤中有機污染物主要是農藥。直接進入土壤的農藥大部分可被土壤吸附。質地粘重的土壤吸附力強，砂土吸附力弱。水分增加時，土壤對農藥的吸附力減弱。隨土壤水分的蒸發，農藥可從土壤中逸出。土壤有機質含量高，微生物種類多時，會加速土壤中農藥的降解，減少農藥的殘留量。此外，土壤中常見的有機污染物還有石油、多環芳烴、多氯聯苯、三氯乙醛、甲烷等，這些物質大多隨污水進入土壤中。