污染生态(卷名：生物学)
pollution ecology
生物与受污染的环境间的相互作用，以及污染物在生态系统中迁移、转化和积累的规律。污染指环境中某些物质或能量的增加直接或间接危及人类的情况。例如工业排废、交通噪音及核弹辐射等都对人类有害。污染多为人类活动的后果，但某些自然现象(如火山爆发)也能造成污染。
污染的类别 人们一般常按受影响的环境将污染分为大气污染(见彩图)、水污染和土壤污染等；由人类健康的角度出发，食品污染也是一个重要类型。还可按污染因子的性质将污染分为化学污染(如有机物污染和无机物污染)、物理污染（如声、光、热、辐射等造成的污染）和生物污染（如有害微生物、寄生虫和变应源所致污染等）。产生以上污染因子的场所或生境称为污染源。污染源常分为工业污染源、交通运输污染源、农业污染源和生活污染源等。其中为害较大者如燃料燃烧产生的废气废渣、工业生产中的有毒产物、农药等。
环境污染对生物的为害 环境污染与一般中毒有所不同，一般说来，环境污染物的作用范围广，可经大气、水体、土壤、食物等多种途径作用于生物体；污染物浓度一般不高、但作用时间长，可同时有几种污染物作用于生物体；受影响的生物数量大、种类多，但受害的程度不等，因此环境污染常打乱生物群体内部的数量比例；污染物在生物体内可能解毒，也可能增毒，还可被生物浓缩并经食物链网造成间接为害。
物理因子（如辐射）可直接作用于生物体表。在高等动物，大气中污染物主要经呼吸道进入体内，水体及土壤中污染物则多通过饮水或食物经消化道进入体内。污染物进入体内后随体液分布至各处，但血脑屏障和胎盘屏障可阻碍污染物进入中枢神经系统和胎儿体内。有些污染物可在组织中蓄积，如铅蓄积于骨中，DDT蓄积于脂肪组织中。一般污染物在体内还要经历代谢变化，例如肝细胞中存在一些酶系作用于污染物，通过氧化、还原、水解等反应改变其化学结构、形成一级代谢物。另外一些酶系则促使这些一级代谢物与体内某些化合物（如葡萄糖醛酸或硫酸）相结合形成二级代谢物。二级代谢物的亲水性一般有所增强，有利于排出。在这个生物转化过程中，许多污染物毒性降低，但有的毒性反而增强。大部分污染物以原形或以转化形态经肾自尿排出或经肝随胆汁排出。许多污染物作用于生物膜，或影响物质转运，或破坏细胞结构。有些则为酶抑制剂，可阻断代谢途径的顺利进行。还有的直接影响核糖核酸等遗传物质，造成基因突变，可导致癌变甚至影响后代。
许多生物有浓集环境中污染物的能力，使体内污染物浓度远大于环境中的浓度，这种现象称为生物浓缩或生物富集。随着时间的推移，体内浓集的污染物不断增加，这种现象称为生物积累。在食物链网中，高营养级生物以低营养级生物为食物，将食物中所含污染物一并吸收，结果生物体内污染物的浓度逐级增多，这种现象称为生物放大。如有机氯农药使用的数量大、范围广，且有机氯为脂溶性物质，可经体表吸收，容易在脂肪组织中蓄积，并经食物链逐级放大。1966年对美国图利湖和克拉马斯南部保护区中DDT污染情况的调查表明，湖中水DDT浓度仅为0.0006ppm，经水生植物和无脊椎动物等环节后至石斑鱼体中达1.6ppm，即放大2600多倍。而在食鱼的小体内竟可发现75ppm的DDT（放大12万多倍），在浓缩DDT的小脂肪组织中甚至达到459.5ppm，即放大77万倍。DDT可使鸟类产蛋数目减少，蛋壳变薄和胚胎不易发育，从而严重影响鸟类繁殖。
有的污染物经过生物作用后毒性增强。20世纪50年代在日本熊本县水俣湾渔民中陆续出现多例中枢神经系统病患者，其中部分死亡。当时病因不明，仅称之为水俣病，后证明主要系甲基汞中毒。该地区工厂排出含汞废渣，汞进入水体后经底泥和鱼体中细菌作用转化为甲基汞，居民食用含甲基汞的鱼和贝类而中毒。
还有时，污染的直接后果是促进某些生物增殖，打破生物间的平衡，间接地伤及其他生物。如水体受到有机物污染，氮、磷、碳等营养物质大量聚集（称为富营养化），引起藻类和其他浮游生物大量增生并覆盖水面，影响下层生物的呼吸及光合作用，浮游生物残体分解时也耗氧，造成水体缺氧，再加上某些浮游生物产生毒素，结果鱼类及其他生物成批死亡。在这里，有的污染物毫无毒性，生物伤亡不是污染直接造成的。
环境中的无机毒物和难降解的有机毒物通过大气、水体、土壤进入动植物体内，然后动植物排泄物及其残体经微生物分解后又回到环境中，形成有毒物质的生物循环。其中最重要的循环途径是经农田土壤进入农作物为人畜食用，最后又归于土壤。归纳起来有几种主要循环系统:“农药-土壤-植物-人畜”，“废水-土壤-植物-人畜”，“大气-土壤-植物-人畜”和“废水-水生植物-水生动物-人畜”。
20世纪中叶以来，工业废弃物大量倾泻到环境中，已成为自然选择压力的一个重要组成部分。微生物的世代短、变异快，最能反映出污染物的选择作用。敏感的生物被淘汰，有耐性的得以存活，能分解这些废弃物并借以为生的生物则大量繁殖。这一切将产生什么样的长远影响，目前还很难预测。
生物在防治污染中的应用 在污染生态研究中得到广泛应用的有生物监测和生物净化两方面内容：
生物监测 已广泛应用于大气和水体污染监测。监测大气污染常利用敏感植物。高等植物叶片可对不同污染物产生不同的病斑，而地衣和苔藓等低等植物对污染尤为敏感，例如低浓度的二氧化硫便可杀死地衣。植物体内的污染物积累量也反映污染情况。监测水体污染则广泛利用多种动植物。例如，大型底栖无脊椎动物分布广、比较固定，寿命长，且形体大、易于辨认，是常用的指示生物。不过在这里观察的对象实为有耐力的物种，例如在有机污染造成水体严重缺氧情况下，只有颤蚓等抗低氧物种得以繁殖，故可以其量表示污染程度。有时生物群落的结构变化可用作较为灵敏的指标。将特定生物置于污染水体中测试其生存情况或其生理、生化和行为等反应，以及测定水生生物体内的残毒蓄积量，这些也是常用的监测手段。生物监测不能准确判定污染物的性质和数量，故必须与化学和物理学测定手段结合应用。
生物净化 绿色植物可以净化空气、减弱噪声、改善小气候、美化环境，而土壤微生物体系是自然界分解有机物质的主要场所，有极大的净化有机污染的能力。目前广泛利用微生物来净化工业废水和生活污水，这包括各类氧化塘、活性污泥及生物膜等方法。