人类行为下的水环境研究体系（张磊）摘 要 通过对水问题供需方面的探讨，拟建立一个以人类行为为中心的，各要素相互联系、相互制约、开放式的水环境研究体系，并主要以华北地区的水环境现状为例予以阐述。1H6X0wQU0水资讯网1~!OH`.F/o'O
关键词 水环境 人类行为 研究体系 人口、资源和环境是当今世界的焦点问题，而水资源、水环境问题又可堪称此中之最。水资源是人类生存和社会存在及发展的基础和生命线，而且水也是人类消耗最多的自然资源。但是，在华北地区，由于人类不合理过度地使用水资源，使得水环境遭到了极大地破坏。正在失去生态平衡的水环境将要或已经危害着人类的健康和生存，影响着工农业和社会的进一步发展。水圈广泛地存在于大气圈、岩石圈和生物圈，它把各圈层有机地统一在一起，因此，在讨论水环境问题时，就必须全方位，多方面地考虑一切和水有关的因素，这就需要建立一个水环境研究体系。这个系统应由自然系统和人工系统两部分组成。在自然系统中，包括了地表水、地下水、大气水，生物水等水体的各种形式以及蒸发、降水和地表、地下径流等水文循环形式；人工系统则包括了人类行为以及其对自然系统的作用、影响。这两个子系统相互渗透、相互作用共同组成了这个开放式的与外界紧密联系而内部又相互关联的水环境系统。只有系统内部的各要素之间的关系平衡协调地发展，与外界的物质、能量、信息的输出和输入交换处于良好状态，该系统才有可能为人类很好地服务。
一般情况的研究
1.1 华北地区水资源现状 华北地区是我国水资源匮乏地区，其自然、经济条件状况见表1。
表1 华北地区自然、经济条件一览表
 华北地区水资源的不足已成为影响本地区21世纪可持续发展的关键制约因素。 随着人口增加和经济发展，城市不断膨胀，工业废水、生活污水不经处理直接排入河道，对环境影响很大，造成严重后果。 1.1.1 水质污染现状
河北省的水环境状况，从地区分布来看，地处上游山区的河流水质较好。流经城市和重点工业县镇的河流，水质污染严重。牛尾河，沧浪渠，府河，唐河，永定河系的洋河等常年超标，已成为名副其实的污水河。 河北省的地下水水质状况也令人担忧。河北大部分地区的浅层地下水水质符合农业灌溉用水标准。衡水、沧州因矿化度，氯化物等超标，符合饮用水标准的井数不足30％。城市周围及排污河道两侧地下水污染严重。受水文地质条件及人为活动等因素的影响，平原区浅层地下水有70％不符合饮用水要求，30％超过农灌用水标准。
1.2 湖区和库区的水质现状 白洋淀区的水质级别为4类。整个淀面不符合渔业用水标准；符合农灌用水标准的占97.2％；通过评价，白洋淀属于富营养化水体类型。 海河流域现有大型水库30座，其中潘家口、大黑汀、陡河、密云、怀柔等18座水库库容约占水库总库容的86.6％。这18座重点水库中，有机污染呈上升趋势的有10座，占18座水库总数的55.6％，其中怀柔、岗南、东武仕、口头、官厅和黄壁庄等6座水库有机污染上升趋势明显。
1.2 水资源短缺引起的生态效应
随着我国社会经济的发展、城市化水平的提高和城市人口的不断增加，对水资源的需求与日俱增，城市水资源供需矛盾日益尖锐。
1.2.1 水资源短缺、城市缺水，制约工业发展，影响居民正常生活
在城市化和工业化双重因素影响下，城市供水十分紧张。密云水库从1981年开始停止向天津、河北供水，制约了当地工业发展，并严重影响了当地居民的正常生活。
1.2.2 地下水的过度开采引发地面沉降
地下水超采现象在华北地区尤为严重，北京、石家庄、保定、天津、沧州、冀东、枣庄、衡水和德州等城市地面沉降现象十分严重。
1.2.3 滨海地区，地面沉降的最大危害是咸水入侵，海水倒灌
1.2.4 地下水的过度开采引发地下水位下降
地下水超采现象在华北地区尤为严重。近年来，为了弥补需水量的不足，人们不得不大量开采地下水，致使许多地区的地下水位不断下降，形成了大面积的地下水降落漏斗。
1.2.5 地下水水位下降造成地下水水质恶化
地下水水位下降，改变了水动力条件，工业污水、生活污水以及农业污灌入渗进入地下水中，造成地下水水质的不断恶化。
1.2.6 诱发多种自然灾害
地下水水位下降以及为减轻地面沉降进行的含水层回灌，会诱发地震等众多的灾害问题。
1.3 水资源污染造成的生态效应 随着经济建设和城市的不断发展，城市废水也急剧增长，这些废水直接排回水体，严重影响城市生活环境和水资源的再利用。
1.3.1 饮用水源遭受污染，危害人体健康
城市水体污染会直接波及城市饮用水源，降低饮用水质，一些城市自来水已不符合严格的饮用水标准，对人体健康产生潜在危害。
1.3.2 工业产品质量下降，工业生产减产
水污染对工业生产产品的影响表现在产品质量下降，使许多水质要求高的受到限制，水质问题引起的水量短缺又促使工业生产减产。
1.3.3 城市地面下沉导致地下水水质污染
过度开采地下水引起地下水水质下降，硬度和硝酸盐含量大面积升高，在部分深井回灌地区，地下水已遭到氨氮污染。
1.3.4 粮食减产，农作物遭受污染
地面水的污染使农业灌溉水质恶化，粮食减产，农作物遭到污染，对人畜具有潜在影响。
1.3.5 水产污染，养殖面积减少
城市污水影响还波及到郊外河道，养殖面积急剧减少。
1.3.6水生生物生境破坏，物种消失
水污染对水体本身的影响最为直接和明显，许多城市河道实际上成了污水排放渠道，使有些地方的水生生物环境遭到彻底破坏，鱼虾绝迹，水生生物物种消失。
1.3.7 环境恶化，旅游业遭到破坏
城市河道卫生状况恶化，增加了流失病发病率。风景旅游城市深受其害，使旅游价值大大降低。
人类行为与水环境恶化的关系研究
水环境恶化的原因是多方面的，大体上分为自然和人为的原因。
2.1 自然原因
2.1.1 水资源总量多，人均占有量少 华北地区多年平均水资源总量约为524亿m3，人均水资源量占全国的1/6，占全世界的1/24。 2.1.2 水资源空间分配不均，水土资源不协调
华北地区水资源的空间分配与人口、耕地的分配不协调。华北地区的耕地面积占全国的14％，人口占全国的11％，而水资源量却是远远小于南方地区。
2.1.3 水资源年内分配不均，径流量年际变化大
长江以北地区，6～9月份降水量占全年的80％，降水时间上的高度集中，使得地表径流变率大，可以有效控制利用的水资源少。此外，华北地区各河流年径流量的年际变化也很大，许多主要河流都出现过连枯或连丰的现象。连续枯水年径流量和地下水补给量的锐减，加剧了华北地区水资源的供需矛盾。
2.2 人为因素
2.2.1 水环境观念淡薄是水环境问题存在的认识根源
长期以来，人们把水资源当成一种具有公益性的自然赋予物，取之不尽，用之不竭。对水资源的使用者和消费者来说，水资源供给和利用应该是零成本或低成本的。直到最近，水资源机构一直被认为负有满足这种需求的责任，而把成本当成次要因素考虑。因此，水资源价格不合理，通常只能作为一种极不充分的成本补偿形式。
2.2.2“出多入少”是造成水资源供需矛盾的直接原因
由于人口的增加，工农业的发展，全国用水量从建国初期的1000亿m3增加到现在的5566亿m3，年均以5.3％的速度增长，其中农业用水年均增长率为9.3％。预计2010年用水总量将达到6700亿m3，届时水资源缺口将达1140亿m3。20世纪50年代全国年平均降水872mm。到80年代全国年平均降水838mm。平均每十年减少12.7mm。
2.2.3 浪费现象严重是水问题存在和发展的直接诱因
我国一次水资源利用率仅为7.5％，二次水资源利用率为18％，三次水资源利用率为56.2％。随着现代工业的发展，工业用水需求量日益增长，其对水质的要求也不断提高。我国除一些先进工厂企业外，水的浪费仍然十分严重。同经济发达，工业技术先进的国家相比，我国工业单产用水量和耗水量都要高得多。例如炼1t钢的耗水量，国外先进水平为3～5 m3，甚至更少，我国平均水平为70m3，乃至100m3。
2.2.4 水环境污染严重是造成水质型短缺的又一重要原因
水污染与环境破坏使得水问题“雪上加霜”。由于水体的污染，水质下降，水的使用功能降低，从而加剧水资源的供需矛盾。全国每年废水排放量约400亿t，大约有80％的污水没有处理和处理不达标直接排向江河湖海，既浪费了资源，又污染了水环境。
2.2.5 森林覆盖率低，水土流失严重是水资源问题的深层原因
我国森林面积为1.34亿hm2，森林覆盖率为13.92％，人均森林面积是世界人均水平的15％。由于森林植被少，降雨量偏低，远远不能满足改善生态环境的需要。耕地也具有养水保土的功能。含有大量有机质的肥沃耕地，遇到50mm左右的降雨不会形成径流。而贫瘠土地，遇到20mm的降雨就会形成地表径流，造成水土流失。由于片面追求产量，大量使用化肥和种植单一作物，我国相当一部分耕地肥力下降，涵水能力较差。如长江和黄河流域，森林资源遭到破坏和土地贫瘠是造成大面积水土流失的主要原因。
3.1 调解年变率（时间）
①充分科学地利用降水资源，建立地下水库。 ②实施地表水和地下水联合调蓄。 ③增加森林覆盖面积，退耕还湖，推广生态农业。 3.2 调解空间差（空间） 跨流域引水已成为我国北方及沿海干旱缺水城市解决水资源短缺的重要措施之一。
①海水的合理利用。
②城市污水资源化。
③矿山排水利用。 ④咸水利用。
3.4 合理利用水资源
①降水的收集及储存利用。
②建立节水型的国民生产体系。
③广泛开展节约用水的宣传教育工作，提高居民节水意识。
④运用经济杠杆，制定合理水价。 3.5 其 它
①制定有关保护水资源和城市节水的法律和规章制度。
②加强供水和用水的管理。
③加强水资源的规划和管理。
4 水环境体系的综合研究
水环境体系系统的内容是复杂的，而各要素又处于动态的变化中，因此，对水环境系统的综合研究是必要的。为了简单明了地说明该问题，本文把水环境系统中各要素的相互关系见图1。
 图1 水环境研究体系各要素相互作用关系表 随着城市化程度的加深，由此引发的一系列水环境问题也日益尖锐。城市的发展，居民生活用水的增加，工业的大量用水，使原本水资源就不充裕的华北地区的水资源更加短缺。而水资源短缺的因素是多方面的，有自然的，也有人为的原因。现在，人类只能局部地影响自然因素，因此，人类行为对水环境的影响就显得尤为重要。同样，水环境对人类生活，生产的反作用也是十分重要的。当地表水资源不再能满足人们生活和生产的需要时，人们就会大量的开采地下水资源，当开采量超过一定值时，地下水水位下降，引起地面的沉降。而地下水位的下降，又会引发海水倒灌，地震等各种灾害。水资源短缺还会成为工农业进一步发展的限制因素，阻碍城市化的进程。当城市化程度加深，工农业大步发展时，大量生活污水、工业废水、农业污水的排放等就会使河流、湖泊等水体遭到污染，而水污染又会进一步加重水资源的水质性短缺，影响现代工农业的生产，阻碍城市化的进程。水资源短缺，引起河流，湖泊，乃至泉水的萎缩、干涸，会使一些以水域为观光内容的城市的旅游业受到损失。而水资源污染造成的水体变黑发臭不仅影响该地的旅游资源，还会影响、危害人体的健康等其它负面效应。
5 结 语 随着城市化与工业化程度的加深，人类所面临的水环境的问题将更加严峻。解决水环境问题，必须明确水环境体系运行结构，走可持续发展的道路，以人为本，缓解华北地区水环境危机，建立一个平衡发展和谐的水环境生态系统。 参考文献（略）
本文经路紫教授指导，特此致谢。
作者单位：河北师范大学资源与环境科学学院 大气圈、水圈和土壤圈的基本特征
地球上的生命主要存在于大气、水和土壤三个圈层之中。人类活动造成的环境污染和生态破坏，目前主要发生在大气圈、水圈和土壤圈之中。因此，有必要对这三个圈层加以介绍，这对理解环境污染和生态破坏发生和发展的规律以及寻找解决这些问题的方法具有重要意义。
1. 大气圈
大气是指在地球引力作用下聚集在地球外部的气体包层。在环境科学中大气层称为大气圈，也称大气环境。
(1) 大气的组成
大气是多种气体的混合物，另外还含有少量的悬浮固体微粒和液体微粒。大气中除去水汽、液体和固体杂质外的混合气体称为干洁空气。干洁空气的组成成分最主要的是氮、氧、氩三种气体，它们占了大气总量的99.97%（参见表2-1）。在干洁空气中，二氧化碳和臭氧的含量很不稳定，随空间和时间的变化较大。
表2-1 近地表干燥空气的主要组分
(注：1ppm = 百万分之一)
大气中的水汽主要来自地球上的水面和其他潮湿物体表面的蒸发，以及植物的蒸腾作用。大气中水汽的含量变化很大，其所占的体积比的变化范围在0~4%之间，并随高度的增加而减少。
除了上述成分外，空气还含有一些不定成分，包括悬浮于大气中的固体杂质和气体污染物。
(2) 大气圈的分层
大气总质量的90%集中在地表以上15公里以内，99.9%在50公里高度以内。在2000公里高度以上，大气极其稀薄，逐渐向星际空间过渡，而无明显的上界。大气的组分和物理性质（密度、温度、压力、电离度等）都随高度变化，据此可把大气分成若干层次。按大气温度垂直变化的特点可分为
对流层、平流层、中间层和热层。其中对流层和我们的关系最密切。靠近地面的底层大气，其温度随高度的增加而下降，到一定高度，大气温度停止下降并略有回升，这一层大气称为对流层。其厚度在赤道地区约为16~18千米，中纬度地区约10~12千米，两极地区约7~8千米。在对流层顶，大气温度约为-50°C。在这一层内，大气受地表状况影响大，对流运动显著。大气中的水汽大部集中于此层，云和降水等天气现象就是发生在这里。通常所发生的大气污染也主要是发生在对流层内。
在离地表10~50千米范围内，由于太阳紫外辐射的光化学作用，氧气分子和氧原子在氮气等的参与下生成由三个氧原子组成的臭氧分子，形成一个臭氧层。臭氧层的高度大致与平流层相当，在离地表20~30千米处，臭氧浓度最大。臭氧层吸收了危害生命的太阳紫外辐射的大部分，使之不能到达地
面。
(3) 影响大气污染的气象因素
一个典型的大城市每天向大气中排放几千吨空气污染物，如果没有大气的自然净化作用，空气会很快因污染而对人类及动植物造成致命伤害。大气的自然净化过程包括：降水的洗涤作用；悬浮颗粒的重力沉降作用；污染物跟其他物质间的化学反应等等。但在降低污染物的危害方面，最重要的还是
大气本身的分散和稀释作用。而大气的这种对污染物的稀释和分散作用的强弱又主要取决于风和大气稳定度两个气象因素。
风是指水平的气流。风对一个地区的大气污染或大气环境质量的影响是显而易见的，它包括风向和风速两个方面。风向决定污染物扩散的方向，风速决定污染物扩散和稀释的快慢和程度。 大气稳定度反映的是大气在垂直方向上的运动状况。当一团空气在大气中上升时，它受到周围大气的压力逐渐减小，它的体积随之发生膨胀。根据热力学原理，气体膨胀会降低它的温度。对于干燥空气来说，如果没有外界热量输入的话，它每上升100米温度就会下降约1°C，而不论其所处的高度是多少。由于空气的热传导作用很弱，当空气团上升时实际发生的膨胀过程近似于绝热膨胀。但是，大气温度随高度的变化率常常不是大于就是小于1°C/100m。当大气的有效垂直降温率大于1°C/100m时，大气是不稳定的；
反之，大气是稳定的。特别是当出现逆温天气──气温随高度的增加反而上升时，大气异常稳定。稳定的大气状况，特别是逆温天气，对污染物的扩散不利，此时大气的对流运动很弱，稀释作用很小。
2. 水圈
(1) 水圈及其构成
地球上的水以气态、液态和固态三种形式存在于空中、地表和地下，包括大气水、海水、陆地水（河、湖、沼泽、冰雪、土壤水和地下水），以及生物体内的生物水。这些水不停地运动着和相互联系着，共同构成水圈。我们通常所说的水圈一般是指地球上被冰雪、液态水和水汽所占据而构成的壳层。水圈的上限可视为对流层顶，下限为深层地下水所及的深度。
在水圈中，水的大部分是以液态和固态的形式在地面上聚集在一起的，构成各种水体，如冰川、海洋、河流、湖泊、水库等等。通常情况下，一个水体就是一个完整的生态系统，包括其中的水、悬浮物、溶解物、底质和水生生物等。此时我们也称其为水环境。
全球水的总储藏量约为13.9亿立方千米，其中97.42%是海水，只有2.58%是淡水，而淡水中的约77%是以极地冰帽和高山积雪和冰川形式存在的。它们在各种存在形态之间和各水体之间不断地转化和循环，形成水的大循环和相对稳定的分配。
(2) 水循环与水量平衡
地球上的水圈是一个永不停息的动态系统。在太阳辐射和地球引力的推动下，水在水圈内各组成部分之间不停的运动着，构成全球范围的大循环，并把各种水体连接起来，使得各种水体能够长期存在。海洋和陆地之间的水交换是这个循环的主线，意义最重大。在太阳能的作用下，海洋表面的水蒸发到大气中形成水汽，水汽随大气环流运动，一部分进入陆地上空，在一定条件下形成雨雪等降水；大气降水到达地面后转化为地下水、土壤水和地表径流，地下径流和地表径流最终又回到海洋，由此形成淡水的动态循环。这部分水容易被人类社会所利用，具有经济价值，正是我们所说的水资源。降水、蒸发和径流是水循环过程的三个最主要环节，这三者构成的水循环途径决定着全球的水量平衡，也决定着一个地区的水资源总量。水量平衡是说，在一个足够长的时期里，全球范围的总蒸发量等于总降水量。
径流是一个地区（流域）的降水量与蒸发量的差值。多年平均的大洋水量平衡方程为：蒸发量=降水量+径流量；多年平均的陆地水量平衡方程是：
降水量=径流量+蒸发量。但是，无论是海洋还是陆地，降水量和蒸发量的地理分布都是不均匀的，这种差异最明显的就是不同纬度的差异。
据估计，全球总的循环水量约为496′1012立方米/年，不到全球总储水量的万分之四。在这些循环水中，约有22.4%成为陆地降水，这其中的约三分之二又从陆地蒸发掉了。但总算蒸发量小于降水量，这才形成了地面径流。
(3) 水体污染与自净
水体是指地面水（河流、湖泊、沼泽、水库）、地下水和海洋的总称。在环境科学领域，水体不仅仅就是水，它还包括水中的溶解物、悬浮物、水生生物和底泥，被当作一个完整的生态系统看待。所谓水体污染就是指进入水体的污染物造成该水体中某些物质（特别是对生物有毒性的或造成水体水质恶化的物质）超过了水体的本底值或水体的自净能力，从而使得该水体部分或全部失去它的功能或用途。在环境污染的研究中，区分"水"和"水体"两个概念十分重要。例如，重金属污染物易于从水中转移到底泥里，水中的重金属含量一般都不高，若着眼于水，似乎水污染并不严重，但是从整个水体看，污染就可能很严重。可见，水体污染不仅仅是水污染，还包括底泥污染和水生生物污染。
① 水质指标
从理论上讲，通过化学分析，我们可以确定进入某个水体的污染物是什么和浓度有多少，从而搞清该水体污染的原因和程度。但是，造成水体污染的物质太多了，除了重金属、一些有毒的有机化合物和其他必须单独分析出其浓度的污染物以外，一般不把水中的污染物一一分开测定。这就需要对水体污染物分类。可以有很多种分类方法，但最有用的是按污染物对水体或水体生态系统的危害特性进行的分类。水体污染物通常分为：耗氧有机物、难降解有机物、植物营养物、无机悬浮物、石油类、重金属、放射性污染物、
酸碱盐类、病原体和热污染十个类别。
对应于各类污染物，有许多用来表示水质状况或水污染状况的指标，常用的有：溶解氧（DO）、生化需氧量（BOD）、化学需氧量(COD)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、悬浮物（SS）、石油类、各种有毒物（包括重金属）、放射性、酸碱度（或pH）、细菌总数、水温等等。其中生化需氧量、化学需氧量都是用氧化水中的污染物所需要消耗的氧的量来间接反映水中有机物的量。生化需氧量（BOD）等于水中的能够被微生物分解氧化的有机物被生物氧化所需的氧的量，以每升水（所含的污染物）所消耗的氧的毫克数来表示。化学需氧量（COD）等于用化学氧化剂氧化水中的有机污染物所需要消耗的氧化剂的量（以相同当量的氧的量表示），单位同BOD。其他水质指标就不一一介绍了，需要时可参考有关水污染的书籍或标准。
② 水体自净
水体自净是发生在受到污染（特别是有机污染）的水体中的一个生态学过程，在这个过程中微生物消耗或吸收了水中的污染物，使得水或水体向净化的方向转变。造成这一转变的生物化学过程常被称作生物降解。生物降解是指在微生物作用下，有机化合物转化为低级有机物和简单无机物的过程。
生物降解分为好氧生物降解和厌氧生物降解。前者是指在溶解氧（氧分子）存在的条件下，由好氧微生物完成的生物化学反应；后者是指在氧气不足或无氧气的情况下，由厌氧微生物完成的生物化学反应。有的微生物既能在有氧条件下进行生物化学反应，也能在无氧或缺氧条件下进行生物化学反应，称为兼性微生物。
从反应的结果看，好氧生物降解与厌氧生物降解的区别是，前者的产物是稳定的无机物(CO2、H2O)，后者的产物不完全是上述稳定的无机物，而是还包括甲烷、乙酸等有机物和NH3等氧化不彻底的无机物。
在未受污染的水体中，水中都有一定浓度的溶解氧。但是，当水体受到有机物的污染后，水体中的微生物就会大量繁殖起来。由于好氧微生物比厌氧微生物生长快，所以好氧微生物首先发展壮大。当好氧微生物发展到一定数量，它们消耗水中溶解氧的速率有可能超过空气中的氧气向水中溶解的速率（称为复氧速率）。一旦如此，水中的溶解氧浓度就开始迅速下降，直到浓度降到接近零，使水体呈现无氧或缺氧状态。在缺氧或无氧状态下，好氧微生物的生长受到抑制，而厌氧微生物则大量繁殖起来，继承了大部分的自净工作。实际上，当一个水体受到较严重的有机污染时，水中的溶解氧是随水的深度变化的，表层水体的溶解氧较高，越往深处溶解氧越低，直至厌氧状态。因此，好氧微生物集中在水体的上部，阻止了从空气中补充进来的溶解氧向下层的传递，从而维持下层水体的厌氧状态，使得厌氧微生物集中在水体的底部。水体的水流状态和温度、气压高低对水的复氧速率有较大影响，因而在一定程度上决定了水体的溶解氧浓度。当水中的溶解氧低于2mg/l时，一般鱼类的生存就会受到影响，溶解氧再低，鱼类就会大量死亡。
③ 水体富营养化
富营养化是湖泊分类和演化学的一个概念，它指的是当湖泊水中的N、P等植物营养物（如氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、尿素、磷酸盐）的浓度超过一定数值时引起的湖泊生态系统的一种恶性循环。地面天然水体中的总氮和总磷含量一般都较低，因而湖泊生态系统的生产能力被限制在一个较低的水平。然而，当大量含有氮磷的污水进入一个湖泊时会大大提高湖水中氮和磷的浓度，充足的氮磷供应造成湖泊中的主要生产者藻类的快速生长，藻类的尸体则为湖泊微生物提供了充足的养料，它们也因而大量繁殖并快速消耗水中的溶解氧。由于微生物集中于底泥之中，结果造成水的底层缺氧。随着这种情况的继续，缺氧层的厚度越来越大，从而把好氧微生物的活动范围更加限制在表层，直到最后，只有水面薄薄的一层还有藻类生长，其他需氧生物统统死亡。藻类生长进一步限制了阳光的入射深度和氧气补充速度，更加剧了这一过程。最后系统终于崩溃，藻类也由于缺氧而开始大量死亡，形成"赤潮"。这样的生态循环过程是湖泊富营养化的主要标志。
造成这种情况的因素，除了植物营养物太多以外，还有湖泊的水力条件──水流缓慢，阳光照射造成水温的垂直分布阻碍水的垂直混合等等。到了富营养化阶段，湖泊就进入了老化阶段，开始走向消亡──湖底逐渐升高，以至于变成沼泽，最后变为陆地。水污染对湖泊的危害就在于使水中的植物营养物过快积累起来，使得湖泊提前进入富营养化阶段，加快它的消亡过程。
3. 土壤圈 土壤圈就是岩石圈最外面一层的疏松部分，其最显著的特征，一是它能够提供植物生长所需的营养条件（水分和养分）和环境条件（温度和透气）；二是其内部有生物栖息。由于具备这些特征，土壤圈表现出其他环境系统不可替代的功能：联系有机界和无机界的中心环节（通过植物的光合作用）和同化外界输入的其他物质（有机化合物），是整个生物圈极为重要的组成部分。土壤圈是与人类关系最密切的环境要素之一，同时也是人类社会赖以生存的重要自然资源。 (1) 土壤的组成 土壤是矿物质、有机质和活的有机体以及水分和空气等的混合体。按重量计，矿物质占到固相部分（土壤干重）的90~95%或更多，有机质约占1~10%，可见土壤成分以矿物质为主。土壤有机质就是土壤中以各种形态存在的有机化合物。除此之外还有土壤溶液，它是土壤水分及其所含的溶解物质和悬浮物质的总称。土壤溶液是植物和微生物从土壤中吸收营养物的媒介，也是污染物在土壤中迁移的主要途径。 土壤中的固体颗粒的粒度级配或粒度组合称为土壤的机械组成，又称土壤质地。根据土壤的机械组成可对土壤进行分类。我国的土壤质地分类为砂土、壤土和粘土三个级别。土壤的质地是影响土壤肥力高低、可耕性好坏以及污染物容量大小的基本因素之一。 (2) 土壤污染和净化 所谓土壤污染就是人类的生产和生活活动向环境中排放的三废物质通过大气、水体和生物间接地进入土壤，当进入土壤的量超过了土壤的承受能力时，就会破坏土壤生态系统的平衡，引起土壤的成分、结构和功能的变化。 值得注意的是，土壤中的污染物还可以通过生物的新陈代谢和食物链发生进一步的传播。 滥用化肥、农药和除草剂是造成土壤污染的主要原因。其次，城市垃圾、工业废渣和各种废水都会跟土壤发生接触，将污染物向土壤转移。大气中的污染物也会通过重力沉降和随降水进入土壤，酸雨就是最明显的例子。土壤发生污染的程度，可以由污染物在该土壤中的含量超过未被污染的同类土壤 中该物质的含量（背景值）的程度来表示，也可以由该土壤上生长的植物中的含量间接显示，还可以通过该土壤中的生态变化（生物指标）来判断。 进入土壤的污染物，不大可能用人工的方法将其消除，从而使土壤恢复原来的性状。土壤的净化只能依靠其自身的功能。土壤中的污染物参与土壤中所进行的一系列变化，发生迁移转化，使土壤中的污染物逐渐减少，最终消失，这就是土壤的自净能力。这些变化包括：物理的（如农药的挥发扩散），化学的（如酸的中和），生物化学的（如有机物的生物降解）过程。当然，土壤对不同污染物的净化能力是有差别的，有的污染物容易转化，而有的则很难得到净化而在土壤里长期残留。 |
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