污染生態

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

人們一般常按受影響的環境將污染分為大氣污染(見彩圖)、水污染和土壤污染等；由人類健康的角度出發，食品污染也是一個重要類型。還可按污染因子的性質將污染分為化學污染(如有機物污染和無機物污染)、物理污染（如聲、光、熱、輻射等造成的污染）和生物污染（如有害微生物、寄生蟲和變應源所致污染等）。

污染源

產生各種污染因子的場所或生境稱為污染源。污染源常分為工業污染源、交通運輸污染源、農業污染源和生活污染源等。其中為害較大者如燃料燃燒產生的廢氣廢渣、工業生產中的有毒產物、農藥等。 　環境污染對生物的為害　環境污染與一般中毒有所不同，一般說來，環境污染物的作用範圍廣，可經大氣、水體、土壤、食物等多種途徑作用於生物體；污染物濃度一般不高、但作用時間長，可同時有幾種污染物作用於生物體；受影響的生物數量大、種類多，但受害的程度不等，因此環境污染常打亂生物群體內部的數量比例；污染物在生物體內可能解毒，也可能增毒，還可被生物濃縮並經食物鏈網造成間接為害。

生物影響

物理因子（如輻射）可直接作用於生物體表。在高等動物,大氣中污染物主要經呼吸道進入體內,水體及土壤中污染物則多通過飲水或食物經消化道進入體內。污染物進入體內後隨體液分布至各處，但血腦屏障和胎盤屏障可阻礙污染物進入中樞神經系統和胎兒體內。有些污染物可在組織中蓄積，如鉛蓄積於骨中,DDT蓄積於脂肪組織中。一般污染物在體內還要經歷代謝變化，例如肝細胞中存在一些酶系作用於污染物，通過氧化、還原、水解等反應改變其化學結構、形成一級代謝物。另外一些酶系則促使這些一級代謝物與體內某些化合物（如葡萄糖醛酸或硫酸）相結合形成二級代謝物。二級代謝物的親水性一般有所增強，有利於排出。在這個生物轉化過程中,許多污染物毒性降低,但有的毒性反而增強。大部分污染物以原形或以轉化形態經腎自尿排出或經肝隨膽汁排出。許多污染物作用於生物膜，或影響物質轉運，或破壞細胞結構。有些則為酶抑制劑，可阻斷代謝途徑的順利進行。還有的直接影響核糖核酸等遺傳物質，造成基因突變，可導致癌變甚至影響後代。
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”。

20世紀中葉以來,工業廢棄物大量傾瀉到環境中,已成為自然選擇壓力的一個重要組成部分。微生物的世代短、變異快，最能反映出污染物的選擇作用。敏感的生物被淘汰，有耐性的得以存活，能分解這些廢棄物並藉以為生的生物則大量繁殖。這一切將產生什麼樣的長遠影響，目前還很難預測。

監測與防治

生物在防治污染中的套用　在污染生態研究中得到廣泛套用的有生物監測和生物淨化兩方面內容：
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。