由于煤炭、石油、天然气等矿物燃料的大量使用，原本干净的空气被它们排放出的二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳等有毒有害气体污染了，直接导致了地球温室效应的发生和酸雨的危害；由于滥砍滥伐，大片的森林从地球上消失了，直接导致了土壤沙化和生态失衡，大量的动植物从此灭绝了；由于世界人口的迅速膨胀，人类加速了向自然索取的进程，使得这一切问题都被纳入了一个恶性循环系统之中。
人类赖以生存的环境受到了前所未有的破坏。日益恶化的生存环境已经严重地影响到了人类的健康。每年都有许多人因环境污染引发的各种问题而丧命，每年都有许多人因生态破坏而感染各种疾病……日益恶化的生存环境已经向全人类敲响了警钟。
迅速膨胀的世界人口
大约在公历纪元开始时，世界人口约有2亿～4亿。到1650年时，才达到5亿左右。1600余年间才增加了不到1倍。此后，增长速度加快。180年后即1830年，达到10亿。100年后即1930年，达到20亿。又过了45年即1975年，达到40亿。也就是说，人口每翻一番的所需年数，由1600年，180年、100年、45年逐次减少。而从1975年至1987年，人口又由40亿增至50亿。有人估测，按大约40余年翻一番算，到公元2021年世界可达88亿，2062年时达176亿，2103年时达352亿……。再过700年后，人口将超过千万亿。那时，人均占地仅0.3平方米，人类连种粮吃的耕地都没有了，还如何维持生命！
最新的实际情况是，从20世纪80年代以来，地球上每2秒钟就增加5个人，每24小时增加22万人，每10天增加220万人。这样的增长速度，不能不引起人们的忧虑。
如果说世界人口增长得很快，那么中国的人口增长得更快！公元2年时我国汉朝有人口5959万。公元1300年元朝时是5844万。公元1578年明朝时达到6200万。这1000多年间的人口数均不过6000万左右。由于战争和饥荒，中间有几次人口数的大跌落，至明末清初，一度跌至大约2000万。
中国人口增长图
从清代开始，人口迅速增长。清乾隆六十年（1795年），人口达2.97亿，比康熙初年猛增10倍多。乾隆皇帝看到人口上报表，不禁忧虑叹息：“食之者众，朕甚忧之。”至1840年鸦片战争时，人口达4.1亿。1949年中华人民共和国成立时，人口已达5.4亿多。至1989年4月，超过了11亿。就是说，不到40年，就翻了一番多，这比大约同期世界人口45年翻一番的速度还快。据最新人口统计数据，目前我国人口已超过13亿。
人口增长速度如此之快，地球能容纳多少人呢？生态学家从生态学的角度进行了分析。他们计算出，地球植物的总产量，按能量计每年为660×1015千卡（1卡=4.184焦耳）。人类如维持正常的生存，每人每日需消耗能量2400千卡，1年就是8×105千卡。如要维持40亿人口的生存，每年共需能量42×1014千卡，约相当于植物总产量的0.5％。这样，岂不是说全部植物产量可养活40亿×100／0.5=8000亿人吗？但实际上这是不可能的。因为第一，植物总产量并不是全用来养活人的，各种动物都要直接或间接地以植物为食；第二，许多植物和动物人类都不能食用。据估算，人类大约只能享用植物总量的1％，即是说，地球只能养活80亿人。
当然，也许有人会说，随着科学技术的发展，人类可以扩大利用植物总量的比例，这是可能的。但毕竟会有一定的限度，盲目乐观的设想往往会给人类带来巨大的不幸。
地球上的人口增长如此迅速，不少人担心在不久的将来就会发生人口爆炸。这种担忧有必要吗？生物学家们发现，各种动物和人类在不受任何限制时都是按前面所说的指数（又称“几何级数”）增长的。而当增长到了某个固定值时，就不再按指数增长了，并且常常会发生“崩溃”现象，即突然大幅度下跌。如美国阿拉斯加沿岸有个小岛，1944年运入29只驯鹿。由于岛上食物丰盛，又无天敌，所以到1963年就猛增到6000只。然而由于过度放牧的结果，使草原在几年内突然荒芜枯竭，水草和驯鹿大批死亡，1966年竟仅存42只驯鹿了。
像这种动物界常有的“崩溃”现象，一些人口学家认为人类社会也很可能发生。某国人口调查局回执了一个“人口崩溃”曲线图，表明在公元2050年左右会发生“人口崩溃”。原因是“严重饥荒、极度污染、社会动乱，传染病和慢性病引起的高死亡率，保卫和攫取资源的战争，极低的出生率和其他因素”。这当然是某种估计，但如果不致力于提高人口素质和生产力水平，节制生育，防止环境污染和资源破坏，发生这样的“人口崩溃”是完全可能的。
人类活动对自然资源的破坏
环境污染加剧
全球每年排放进入大气层的气体，CO2为57亿吨，CH4约2亿吨。排放有害金属铝200万吨，砷7.8万吨，汞1.1万吨，镉5500吨，超出自然背景值的20~300倍。SO2的排放，诱发的酸雨的频度在增加，面积在扩大；空气质量严重下降，全球有8亿人生活在空气污染的城市中；江河湖海的污染日趋严重，淡水匮乏使12亿人口生活在缺水城市，14亿人口在没有废水处理设施下生活；水质污染引发的疾病死亡率已成为人体健康最主要的危害；城市垃圾、污水、船舶废物、石油和工业污染、放射性废物等大量涌入海洋，每年有200亿吨污染物从河流进入海洋，约500万吨垃圾被抛进海洋，在入海口处数万平方千米的臭氧层正在扩大。
森林锐减和物种灭绝
快要消失的森林生物多样性的世界正发生着严重的危机。研究表明，在人类活动干扰以前，全世界约有森林和林地60亿公顷。到1954年世界森林和林地面积减少到40亿公顷，其中温带森林减少了32％～33％，热带森林减少了15％～20％。近30年来，世界森林，特别是热带森林的减少速度明显加快，平均每年减少800万公顷。中美洲由1950年的1.15亿公顷减到1983年中0.71亿公顷。非洲森林减少的更快，从1950年的9.01亿公顷减至1983年的6.9亿公顷。世界森林的不断减少直接导致生物品种多样化的消失和物种灭绝。据估计，地球上曾经有5亿个物种，目前尚有500万～1000万个物种，其中占压倒多数的是无脊椎动物和植物。一些专家推测，当前每年消失的物种已达数千种之多。森林锐减和生物物种的大量减少对人类社会和经济发展将产生巨大影响。特别是森林植被的大量减少，大大改变了碳、氮等微量元素的源、汇分布，使得微量元素在地球系统中的循环遭到破坏，并迫使其从原有的平衡态向新的平衡态过渡，从而给人类社会和自然生态系统带来巨大影响。
淡水资源短缺
靠雨水生活的人们据IIED提供的资料，1987年，全球约140亿立方米的水量中，大约有4.2亿立方米淡水，约占全球水量的3％，其中约77.2％被冷储在冰盖和冰川中，22.4％是地下水和土壤水，约0.4％为湖泊、沼泽和河水。由于水循环的结果，全球水量分布极不均匀。从作物需水量的角度出发，非洲中东和中亚大部分地区，美国西部，墨西哥西北部，智利和阿根廷的部分地区以及澳大利亚全部都是贫水区，其年蒸发量超过年降雨量。另一方面，20世纪以来，世界用水量大幅度增加，年用水量从1990年的约4000亿立方米增加到1995年的3万亿立方米，增长了6.5倍。到2000年，全球淡水用量已达6万亿立方米。目前，世界上已有43个国家和地区缺水，占全球陆地面积的60％，约20亿人用水紧张，10亿人得不到良好的饮用水。
地球气候变化
过去的世纪里，全球表面平均温度上升了0.3℃~0.6℃，海平面上升了10~25厘米。目前地球大气中的二氧化碳浓度已由工业革命（1750年）之前的280ppm增加到了近360ppm。1996年政府间气候变化小组发表的评估报告表明：如果世界能源消费的格局不发生根本性变化，到21世纪中叶，大气中的二氧化碳浓度将达到560ppm，全球平均温度可能上升1.5℃~4℃。
臭氧层破坏和损耗
自1985年南极上空出现臭氧层空洞以来，地球上空臭氧层被损耗的现象一直有增无减。到1994年，南极上空的臭氧层破坏面积已达2400万平方千米。现在在美国、加拿大、西欧、俄罗斯、中国、日本等国的上空，臭氧层都开始变薄。在对消耗臭氧层物质（ODS）实行控制之前（1996年以前），全世界向大气排放的ODS已达到了2000万吨。由于ODS相当稳定，可以存在50~100年，所以被排放的大部分ODS目前仍留在大气层中。在它们陆续升向平流层时，就会与那里的臭氧层发生反应，分解臭氧分子。因此，即使全世界完全停止排放ODS，也要再过20年，人类才能看到臭氧层恢复的迹象。
土地荒漠化
荒漠化是当今世界最严重的环境与社会经济问题。1991年联合国环境规划署对全球荒漠化状况的评估是：全球荒漠化面积已近36亿公顷，约占全球陆地面积的1/4，已影响到全世界1/6的人口（约9亿人），100多个国家和地区。而且，荒漠化扩展的速度是，全球每年有600万公顷的土地变为荒漠，其中320万公顷是牧场，250万公顷是旱地，12.5万公顷是水浇地，另外还有2100万公顷土地因退化而不能生长谷物。亚洲是世界上受荒漠化影响的人口分布最集中的地区，遭受荒漠化影响最严重的国家依次是中国、阿富汗、蒙古、巴基斯坦和印度。
人类应该树立的正确发展观
人类本来就是自然的一个组成部分，但是近几百年来人类社会非理性超速发展，已经使人类活动成了影响地球上各圈层自然环境稳定的主导负面因子。森林和草原植被的退化或消亡、生物多样性的减退、水土流失及污染的加剧、大气的温室效应突显及臭氧层的破坏，这一切无不给人类敲响了警钟。人类必须善待自然，对自己的发展和活动有所控制，人和自然的和谐发展就当然地成为科学发展观的重要内容之一。
要做到人和自然的和谐发展很不容易。因为一方面必须了解和掌握自然规律，了解和掌握各种人类活动与自然环境之间的错综复杂的相互关系，这本身是一项艰巨的、需要长时间进行探索的重大科学问题；而另一方面，人类社会发展的势头，包括人口的增长、社会的变动、活动的范围、消费的方式都是难以控制的。即使为了在一定水平上维持现有人口的生存，也还需要消耗相当数量的自然资源，对自然环境产生不小的影响，这些问题在现有的科技和经济发展水平下还很难躲开。因此在协调人和自然的关系时，人们往往处于两难的境地。要贯彻人和自然和谐发展的原则，首先当然要了解自然，尊重自然规律，再不要以牺牲自然环境为代价来搞发展。这就要适度限制发展的行为，选好发展的领域，改变发展的方式，充实发展的科技含量，以最少的资源消耗和环境影响来取得最大的效益。
了解自然，尊重科学，以人为本，全面协调。经过努力，力争取得高效的可持续的发展，这是我们共同努力的方向。
知识点垃圾分类与回收
垃圾分类的方法有很多种，但大多都是围绕是否可以回收利用这一目的来进行的。从国内外各城市对生活垃圾分类的方法来看，大致都是根据垃圾的成分构成、产生量，结合本地垃圾的资源利用和处理方式来进行分类。如德国一般分为纸、玻璃、金属、塑料等；澳大利亚一般分为可堆肥垃圾，可回收垃圾，不可回收垃圾；日本一般分为可燃垃圾，不可燃垃圾等等。
中国生活垃圾一般可分为四大类：可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。目前常用的垃圾处理方法主要有：综合利用、卫生填埋、焚烧发电、堆肥、资源返还等。
水体污染与生态破坏
河流、湖泊、海洋及地下水，统称为水体，它们是地球水圈水循环的重要主体。使水体中的水和底泥发生物理、化学性质以及生物群落的组成等方面的变化，以致降低了水体的使用价值，这种现象称为水体污染。
垃圾充斥的水面事实上海洋污染不仅有石油污染，还有其他污染，并且污染的途径是多方面的，大致有3个方面：由陆地河川流入大海，主要有工业废水、生活污水、农药及其他污染物；先排入大气中，再随雨、雪等降入海中，如各种大气污染物及放射物质，直接向海中排放或丢弃污染物，如油轮泄漏、海上钻油作业时泄油，战争时期油泵被炸。如，在伊拉克侵略科威特触发的海湾战争期间，即发生了油泵站被炸导致大量原油泄漏的重大污染事件。
黑色的魔鬼
工作人员正在查看海水的污染情况1967年3月下旬，位于英国康沃尔海岸到锡利群岛之间的马温特海湾，到处都是一片阴惨惨的死亡之景象。螃蟹、海胆、鳌虾和各种鱼类横七竖八，陈尸在海滩，空气中弥漫着令人作呕的腐臭味。向大海望去，再也见不到湛蓝的海水，映入眼里的是一大片酱黑黏稠的原油。
这到底是怎么一回事？原来这是一艘美国的超级油轮“托里·卡尼”号不慎碰触在名叫“七块石”的暗礁上，8个油槽当即就损坏了6个，石油大量泄漏出来。为了打通航道，最后干脆用飞机炸沉了油船，所载的10多万吨原油全部泻入大海。类似的事件不断发生。1978年3月16日，一艘更大的海轮“卡吉斯”号在比斯开海湾触礁，最后22.3万吨原油全部流入海中。几天内，人们就捡到了4500多只死海鸟。16天内，共出现了数百万只死了的海洋软体动物。石油，这个“黑色的金子”，在海洋中充当了黑色魔鬼的角色。
海豚之死
人们抬走被石油窒息而死的海豚海豚是一种高智力的海洋动物，经过训练，能够在水中进行一系列精彩的表演。它们在海洋中，经常成群结队地嬉戏追逐。有时你会看到海豚兴高采烈地推着黑色的块状物，玩得挺高兴。但突然间，只见海豚在拼命地挣扎，身子向下沉去，还发出吱吱的呼救声。于是旁边的海豚就赶去营救它，将受伤海豚托在海面，似乎是想让伤者呼吸到新鲜的空气。但可惜已经晚了，黑色的块状物塞满了海豚的鼻孔，可怜的海豚在窒息中慢慢地死去了。
原来海豚推的黑色块状物是焦油团块。在氧气供给充足的海区，流入海中的石油在氧化作用下，变成由沥青残渣组成的焦油团块，漂浮在海上。许多团块有足球般大，能在海面上随海流长期漂流，遇上“贪玩”的海豚或鲸鱼，就会堵住鲸鱼的喷水孔或海豚的呼吸器官。在美国圣巴巴拉油污事件中，就有4头海豚和5头鲸鱼不幸致死。另外，油污形成的颗粒状石油下沉到海底时，常常会堵住海底软体动物的出入水管，使它们窒息而亡。海洋中大大小小的油块和油颗粒，实在是海洋动物的大敌。
赤潮
圣经《旧约·出埃及记》中有这样的描述：“河里的水都变作血了，河里的鱼死了，河也腥臭了……”这里所说的就是“赤潮”现象，主要发生在近海海域。近年来我国天津市的近海就发生过赤潮。日本的濑户内海，自20世纪60年代以来赤潮越来越严重，1975年一年就有300次赤潮，仅1972年8月的一次赤潮中，就死了1428万尾鱼，损失约71亿日元。
赤潮能形成赤潮的浮游生物种类很多，已知的有60多种，如常见的裸甲藻、腰鞭毛虫、棱角藻、原甲藻等。这些生物主要分布在离海面几十厘米到1米左右的海水表层。赤潮的颜色由形成赤潮时占优势的浮游生物种类的颜色所决定，如果红色浮游生物占优势，海水就是红的。
海洋受到有机物污染，致使氮、磷、碳等营养物质大量增加，造成海洋富营养化，为赤潮生物提供了丰富的营养物，是形成赤潮的根源。濑户内海仅从1962～1969年的7年之间，就增加氮1.7倍，磷1.9倍，赤潮生物同时猛增，海水就越变越红了。
知识点水循环
地球上的水圈是一个永不停息的动态系统。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，就是人们所说的水资源。
水循环调节了地球各圈层之间的能量，对冷暖气候变化起到了重要的因素，还通过侵蚀，搬运和堆积，塑造了丰富多彩的地表形象。更重要的是，通过水循环，海洋不断向陆地输送淡水，补充和更新新陆地上的淡水资源，从而使水成为了可再生的资源。
环境污染与生物富集作用
人们为保护农作物和水生生物资源不受病、虫、草害而大量连续使用农药，特别是一些剧毒、高残留农药的逸散造成对空气、水体、土壤等环境的污染。化学农药施用后，大部分由于风吹、雨淋、日晒和高温挥发而逐渐消失。但仍有一部分黏附在农作物的叶片上，被吸收或渗入植物体内；一部分渗入土壤和水中，又被植物的根部摄取；一部分则散布到大气中，随雨水又进入土壤和水中被植物摄取。这些被植物、水生生物、鱼类、禽、畜摄入体内的有毒农药（称为农药残留），可通过食物链逐步富集，并通过粮食、蔬菜、水果、鱼虾、肉、蛋、奶等食物进入人体，造成危害，这就叫农药污染。
农民使用过的农药瓶农药对防治病虫害、提高粮食产量十分重要，但同时它又给环境带来污染。全世界年产农药有数百万吨，品种达1000种以上，常用的也有200多种。造成污染的主要是有机氯、有机磷和有机氮农药。
农药主要通过消化道摄入饮食进入人体，也可以经由呼吸道和皮肤进入人体，从而引起人的急慢性中毒，危害人的神经系统、内分泌系统，影响人的免疫功能、生殖机能，还可以致畸形、致突变和致癌。
一般来说，短期内大量摄入农药引起急性中毒，是由突发性事故造成的。而农药在人体内的蓄积和对人的慢性毒害，则是由于人长期摄入的动物和植物食品中，早已富集了较高浓度的农药。所以防止农药对人体造成危害，首先要防止农药排入环境，进入人食用的动植物体内。为此，应以安全、合理和适当的方式施用农药，研制高效、低毒、低残留的新型农药，并积极采用生物法防治病虫害。
DDT的功过
汞和镉等物质存在于自然界中，因为人把它们释放出来，进入生物循环，最终危及人类自己。然而更具讽刺意义的是人类靠聪明才智创造出来的本来自然界并不存在的物质，也反过来损害人类。
人们很熟悉的DDT，是1942年面世的一种有机氯农药。瑞士化学家保罗·米勒，因发明DDT而获诺贝尔奖。
DDT的使用曾给人类带来巨大的福利。20世纪30年代初期，人们便发现DDT的杀虫效用。第二次世界大战期间，作为保密的军事物资被军事部门用来防治传染疾病的害虫。据报道：1943年，意大利的拿波里被盟军攻占。这年冬天，斑疹伤寒流行。后来用DDT喷洒士兵的衣服，把传染疾病的虱子杀光，才使斑疹伤寒得到控制。DDT被用来杀灭传播疟疾，伤寒、黄热病、脑炎等的蚊子、虱子等，对于控制这些传染病的流行，增进人类的健康，起了重要的作用，后来DDT用来作为防治农作物害虫的一种杀虫剂被广泛地使用，它控制了一系列毁灭性虫害，对农业的高产稳产作出了贡献。
20世纪50年代，一些鸟类学家开始怀疑DDT的“奇功”。他们发现一些鸟类正在莫名其妙地减少。鹰、游隼等猛禽的雏鸟，好像一年少于一年。但一直到60年代，科学家们才查到了DDT危害鸟类的确凿证据。原来某些种类的雌鸟体内如果有了一定量的DDT，就会产薄壳蛋，使胚胎很难正常发育，有一些鸟类的出生率因此几乎降到零。
人们很快发现，DDT几乎侵害了地球上每一个角落的生命。它能引起大白鼠不孕，使鱼的受精卵一孵化就死去，它造成家畜、家禽的中毒事故。甘美的母亲乳汁中，发现了DDT的“魔影”。有的妇女由于体内DDT作怪，引起排卵受阻，不能生育。风行一时的DDT，今天已经被多数国家禁止使用。然而它的残毒仍然在任何角落里都可以找到。因为DDT不易分解，又比较容易扩散，如果长期使用，可以在施用地千里之外的空气里、土壤和动物体内找到它的踪迹。例如，人们并没有到南极大陆去喷洒DDT，而从来未离开南极的企鹅，肥胖的身躯中也积累了DDT。北极熊的体内也查出了DDT。在靠近北极的格陵兰冰区1500平方千米的地方，每年沉淀的DDT就达300吨。
在生物世界内部，DDT沿着食物链扩散到四面八方。植物不可避免地吸收一部分DDT。动物也难免把植物体内和表面的DDT吃入肚内。栖于水中的鱼虾、禽兽，直接从江海中吃进DDT。然而危害更深的是通过生物的富集作用，使DDT像生物体内汞的累积那样，越积越多。当水中10亿分之0.003的DDT被浮游生物吸收，含量就会比原来富集1.3万倍，小鱼吞食浮游生物，体内含量富集17万倍，大鱼吃小鱼，富集到66万倍，水鸟吃了大鱼，富集到833万倍，而人吃了被污染的鱼，体内含量就会富集到原来水中含量的1000万倍以上。
除DDT外，还有一些农药和有毒的物质同样会通过生物的富集作用危及人类。
水俣病事件
水俣市是日本南方一个风光秀丽、渔业兴旺的滨海小城，它在九州的南部。20世纪50年代初期，这里却好像降临了什么妖魔，给这座小城带来了一连串的灾难。
日本水俣病事件中的悲惨一幕蔚蓝的大海上泛起一片片翻着白肚皮的死鱼；明亮的天空中，飞翔的海鸟飞着飞着突然坠落海中；更有城里的猫儿，一只只都像中了邪，浑身抽搐，疯狂地转来转去，最后跳海自杀。
灾难很快降临到人的头上。一些人像跳海的猫一样，时而疯狂暴躁，时而呆痴，长睡不醒，四肢麻木，神经错乱，最后痉挛而死。1956年开始出现这种病例时，人们不知病因，医学上只能把它称为水俣病。很快日本就有千余人因此而死去，惊动了整个世界。最后人们找出了致病的原因，是上游排污造成的中枢神经汞中毒。
原来，工业发展后，许多工厂向海水中排放工业污水。许多金属汞也随着污水进入海洋生态系统。浮游生物及贝类、虾、鱼首先吃进许多汞，接着是鸟，猫，最后是人。汞沿着海洋和滨海生物的食物链“旅行”。
汞的可怕，不仅在于它有毒，而且在于它在生物体内不会被分解、排出，而是不断地累积。从虾到鱼到猫到人，汞沿着食物链一级一级传递，剂量一级一级地增大。生态学上把这种现象称为生物富集作用。汞的无机化合物在一些厌氧微生物的作用下，可以形成毒性很大的甲基汞，使人或生物中毒死亡。甲基汞还可以通过胎盘使胎儿中毒，形成痴呆儿或残疾儿。
汞原来主要以矿物状态存在于生态循环之外，由于人类的生产活动，它被释放出来，然后进入生态循环中。正是人类自己给自己带来了灾祸。
类似的情况还有“骨疼痛”。此病患者骨质脆弱，容易发生骨折，甚至打个喷嚏都可能引起肋骨断裂。由于身上多处骨折，病人疼痛难熬、日夜哀号。闻者无不毛骨悚然。医务工作者曾从一名死于骨痛病的患者身上查出73处骨折。这种病最初也在日本出现，患者多系妇女，病因是含镉废水污染了水源，人又食用了用污水灌溉的稻米和大豆所致。
空气污染及其危害
空气和大气，从自然科学角度来看并没有实质性差别，常常作为同义词。但在环境科学中，对于较小区域如车间、居室、市区、山区等供动植物生存的气体，习惯上称之为空气。而对大区域和全球性的气流，则常称之为大气或大气层。大气的总质量约为6000万亿吨，相当于地球质量的1/1000000。大气的厚度约1000千米，其中人类赖以生存的空气主要是地面10千米～12千米范围内的那一部分。在我们的日常生活中，不同场合、不同区域，空气质量相差很大。我们都渴望呼吸到新鲜空气，那么，什么样的空气才算新鲜空气呢？
大气或空气是多种气体的混合物，它通常含有恒定的、可变的和不定的3种成分。大气中氮占78.09％、氧占20.95％、氩占0.93％，这三者共占大气总体积的99.97％，它们和微量的氖、氦、氪、氙、氡等稀有气体组成了空气中的恒定组分，这一组织成分的比例，在地球表面任何地方几乎都相同。
可变的组分指空气中的二氧化碳和水蒸气。在通常情况下，二氧化碳的含量为0.02％～0.04％，水蒸气的含量为4％以下，它们在空气中的含量是随季节和气象条件的变化而变化，也受人们生产和生活活动的影响。
含有上述恒定组分和可变组分的空气，是纯洁清净的空气。
大气中不定组分的来源有2个：一是自然界出现的暂时性灾难所形成的污染物；二是人类对环境的污染，这是空气中不定组分的最主要来源，也是造成空气污染的主要原因。
空气清新的山林大气除含有上述成分外，还含有少量负离子。负离子被称作空气维生素，可以帮助人体维持正常的生理功能。在海滨、山村、林区等地方，空气中含有大量的负离子，人在这种环境中会感到特别舒适愉快。
总之，只有当空气没有受到污染，即当空气中的氮气、氧气、氩气及其他微量稀有气体的含量与正常值相符，二氧化碳、水蒸气的含量在正常变化范围内，且空气中含有相当数量的负离子时，这样的空气才是新鲜空气。
大气污染物的来源
大气污染物的种类非常多，有的是直接排入大气的（又称“一次污染物”），有的由一次污染物发生反应生成的新的污染物（又称“二次污染物”）。它们物理化学性质很复杂，毒性各不相同。
碳氧化物：主要是一氧化碳，能使人体血液携带氧的能力降低，引起缺氧，从而造成心血管工作困难，以至死亡。
硫氧化物：主要是二氧化硫。能刺激人的呼吸系统，对心脏、肺有病的老年人危害最大。
氮氧化物：主要是氧化亚氮和二氧化氮。二氧化氮有腐蚀性和生理刺激作用，易引起急性呼吸道疾病。
碳氢化合物：城市空气中的碳氢化合物与氮氧化物在阳光作用下发生反应生成一系列二次污染物，主要是臭氧。刺激眼睛，引起头痛、咳嗽、哮喘、胸部窒闷等症状。
排放废气的烟囱
微粒：直径约0.0002微米（等于10-6米）~500微米，包括气溶胶、烟、尘、雾、炭烟等，可严重危害呼吸系统。
其他重要的污染物有：氟及氟化物、多环芳烃化合物、氯及氯化氢、铅及其化合物、石棉、汞等。
此外，还有进入大气的农药，核试验和核事故的放射性物质以及包括病菌、病毒在内的微生物，都可在特定的情况下造成较严重的大气污染。
对人体的危害
大气污染的慢性危害，主要是长期刺激人体的呼吸道，致使慢性鼻炎、咽炎等上呼吸道炎症的发病率显著提高。重污染区的发病率高于轻污染区，又明显地高于基本上无污染的对照区。
另外，由于呼吸道和肺部持续不断地受到SO2、NO2飘尘等的刺激和腐蚀，它们的抗御功能遭到损坏，抵抗力下降，对病毒、病菌感染的敏感性增强。当危害进一步向深部的细支气管和肺泡发展时，就会诱发慢性阻塞性肺部疾患，如慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等，还可能续发感染症，严重者将导致肺心病。
臭氧空洞
臭氧是由3个氧原子组成的氧的同位素。在大气层中臭氧的含量是非常少的，它们分布在由地面直到60千米高的大气层中，而且90％是在平流层中。臭氧在平流层中也不是均匀分布的，在距地面20千米~25千米高处比较集中，形成一个臭氧层。
在对流层中，臭氧属于温室气体。它吸收地表辐射的红外波，使气温升高。并且臭氧对人体、对地球上的生物、对某些有机材料都是有害的。但在平流层中的臭氧层却被称为地球上“生命的保护伞”。它吸收太阳辐射到地球上的对人类和动植物有害的紫外线。
20世纪80年代以来，许多国家都观察到了平流层中的臭氧在减少的现象。1984年和1985年，英国和美国的科学家分别发现了南极上空出现了有欧洲面积那么大的“臭氧空洞”。臭氧空洞的实际意思是臭氧浓度锐减，大约只剩下不足正常情况下的40％了。观察还发现，每年9~11月份，也就是南极的春天，臭氧空洞出现，然后逐渐恢复。1987年开始，科学家们在北极上空也发现了“臭氧空洞”，面积大约相当于南极臭氧空洞的1／5。经过几年连续的观测，科学家们指出，平流层中臭氧减少的趋势在发展。不仅在极地上空，臭氧的减少在某些中高纬度地区上空也发现了。1991~1992年冬天，德国上空的臭氧减少了10％，比利时减少了18％，我国上空臭氧减少了18％。
为什么臭氧层浓度在不断减少呢？经研究发现，主要原因还是在于人类的活动。在高空飞行的喷气式飞机排出的氮氧化物，在太阳辐射光的作用下产生氧化亚氮。氧化亚氮能够像催化剂一样促使臭氧分子转变为普通氧分子。另一种对臭氧层破坏更为严重的物质是氯氟烃。氯氟烃是人造化学物质，主要用于致冷和作为溶剂。这种气体性质非常稳定，能长时间存在于对流层中，并到达平流层。平流层中的氯氟烃在紫外线的作用下放出氯原子，并形成氯分子。在冬季时，气温达-80℃，氯原子很容易从稳定的分子结构中游离出来成为活性氯原子。等到春天阳光开始照射时，在光辐射的诱发下，氯原子对臭氧分子发生催化作用，使它们分解并变为普通氧分子。氯原子对臭氧的破坏能力很强，一个氯原子可以破坏多达10万个臭氧分子。用在灭火器中的人造物质“哈龙”，其中含有元素溴。溴和氯一样对臭氧有破坏作用，其破坏能力甚至比氯还强。
平流层臭氧减少带给地球的最大危害是紫外线辐射量增加。紫外线能够破坏人体的免疫系统，增加呼吸系统疾病感染的可能性，引发红斑狼疮、天疮疹等恶性疾病。紫外线的增强能引起皮肤和眼睛的病变。皮肤疾病有50％以上与阳光照射有关，特别是浅肤色的人种更容易受到紫外线的伤害，发生灼伤、皮肤变化以至皮癌。1991年南极上空出现臭氧空洞时，南美智利发现许多羊暂时失明。紫外线的增强使白内障的发病率增加了。有研究指出，臭氧总量减少1％，基础细胞癌变率可能增加4％，扁平细胞癌变率可能增加6％，恶性黑瘤发病率会提高2％，白内障将增加0.2％~0.6％。有些植物对紫外线十分敏感，如大豆、棉花等，过量的紫外线会使得它们的叶片受损、产量降低。紫外线可以穿透10米深的水层，杀死水中的某些浮游生物。而浮游生物正是水生生物链最底层，底层的破坏危及上层生物的生存，因而降低了水体的生产力。
臭氧层的损耗已引起了世界各国的重视，1985年20个国家在奥地利的维也纳通过了《维也纳保护臭氧层公约》。1987年在加拿大蒙特利尔召开了保护臭氧层的国际大会，并通过了《蒙特利尔保护臭氧层议定书》。议定书规定自1989年开始逐步冻结、减少氯氟烃和哈龙的生产及消耗。以后又几次召开缔约国会议，规定了发达国家要在2000年1月1日前完全停止生产和使用这些危害臭氧层的物质；发展中国家可以把限制日期推迟到2010年。现在各工业国都在研制不含氟、氯、溴的制冷、灭火剂代用品。
酸雨
酸雨是大气污染的直接结果。工业燃烧把大量的二氧化硫等气体排入大气，造成局部地区大气中二氧化硫富集，在水凝结过程中溶解于水中形成亚硫酸，然后经过某些污染物的催化作用生成硫酸，随雨水降落下来，形成酸雨。酸雨中除硫酸外，还有由NOX（主要是NO、NO2）形成的硝酸以及盐酸、碳酸等等。
酸雨对人们的健康危害极大。含酸的空气，使呼吸道疾病增加。1975年梅雨季节，日本关东一带下的酸雨，虽然是细雨霏霏，却使数万人眼痛难忍。酸雨使湖泊、河川及地表水酸化，严重地影响了水生生物的生长和生存。瑞典全国9万多个湖泊中，有2万多个受到酸雨的危害，4000个湖泊因水质酸化，鱼类绝迹。加拿大约有6万个湖泊，正面临着变成水的“荒漠”的危险。
被酸雨腐蚀的石雕同时，酸雨还破坏森林和植被，破坏土壤的肥力。一方面酸雨使土壤中的钙、镁、钾等养分离子淋溶，导致土壤酸化，贫瘠化，影响植物生长，另一方面，多数土壤微生物，尤其是固氮菌等，生长在碱性、中性和微酸性的土壤中，酸雨的加入，造成土壤微生物群落的混乱，并影响营养元素的循环和供应，严重危害农作物和其他植物的生长。1981年美国参议院有人作证，酸雨使农作物损失10亿美元，林业损失17.5亿美元。1984年3月8日，设在华盛顿的世界观察研究所发表的研究报告指出，因酸雨引起的世界范围的森林毁坏，就木材损失估算，价值有几十亿美元。在我国，有关酸雨的报道也屡见报端。1982年6月中旬，苏州市降了一场酸雨，使得郊区栽种的西瓜秧全部烂死。
此外，酸雨还危害城市的建筑物，危害机器、桥梁、名胜古迹和艺术品。希腊雅典的古神庙、德国鲁尔区的石雕都被酸雨腐蚀得面目全非。北京故宫里的汉白玉石雕已有数百年的历史，从1925年拍摄的照片来看，浮雕的花纹还十分清晰，但到今天，它已被含酸的空气和雨水腐蚀的模糊不清了。
温室效应
在大工业发展初期，有人曾把高耸的烟囱称颂为刺破青天的“画笔”，而把滚滚的浓烟当做“牡丹”来欣赏，有多少人为现代文明取得的成就所陶醉。但是，当毒雾笼罩大地，酸雨从天而降时，人们才逐步清醒过来。然而不幸的是，多余的物质还在不断地排向大气。大气中的二氧化碳气体浓度在不断提高。
北极熊无奈地望着消失的冰面
绿色植物通过光合作用，把大气中的二氧化碳吸收并固定于植物体内。动物摄取植物体后碳便转移到动物体内。而动植物的呼吸作用，消耗体内的有机碳，产生二氧化碳归还于大气，同时，动植物残体通过微生物的分解，产生的二氧化碳进入大气，这样使大气中的二氧化碳含量大致保持一个稳定的常量。但随着现代工农业的发展以及全球森林的消失，这个平衡被打破了。
越来越多的煤和石油被人们从地下开采出来，它们在燃烧时放出光和热，同时把大量的二氧化碳排放到大气中去。人们毁林开荒，大片的森林消失了，减少了对二氧化碳的吸收固定。而粗耕细作又加速了有机物的分解，向大气中提供了更多的二氧化碳。1860年大气中的二氧化碳含量是283ppm（百万分率或百万分之几），到20世纪60年代已增至320ppm，到20世纪末，已经进一步上升到375~400ppm。二氧化碳的含量增高，将会改变地球上的热平衡，产生“温室效应”。因为二氧化碳大量存在于大气的时候，从太阳发射来的较短的辐射波，能够透过二氧化碳层到达地球表面。而地球产生的长波热辐射值不容易穿过，被反射回地表，使地表温度升高。根据科学家们的研究计算。当二氧化碳浓度增加1倍时，全球平均气温升高1.5℃~8℃，高纬度地区增加4℃~10℃，这样地球两极的冰层以及其他地区的冰川将会融化，全球海平面将升高几十米，许多沿海城市，甚至欧洲的大部分都要被淹没。此外，许多专家认为，温室效应还可能引起全球天气和气候的反常，使一些地区旱情加剧、沙漠扩大，而另一些地区则倾盆大雨、洪水泛滥。这并非是耸人听闻的假设。20世纪80年代以来，全球性气候异常，非洲大陆连年大旱，饥民遍野，而孟加拉等国以及我国南方则常常大雨连绵，洪水淹没大片的农田和房屋。许多国家冬季不冷，瘟疫流行；夏季酷暑，热浪灼人。美国一些地区已多年出现“大热浪”的持续高温，中暑死亡者屡有报道。
可怕的“杀人雾”事件
1948年10月，美国匹兹堡南部多诺拉镇忽然起了大雾，在山谷里连续聚集了4天4夜。在这种毒雾里呼吸的居民中，有5000多人不停地咳嗽、喉痛、胸闷。就连医生也咳个不停，面对魔雾束手无策。17个体弱的居民相继死亡，造成震惊全美的“杀人雾”事件。
浓雾笼罩的城市其实，类似的事件早已发生过。英国伦敦在1873年、1880年和1892年不到20年的时间内，就发生了3次毒雾事件，共死亡1800人。1905年格拉斯哥发生的毒雾事件中又有1063人死亡。
多诺拉“杀人雾”事件发生后仅4年，更大的悲剧震惊了世界。又是在英国伦敦，历史的日期指在1952年12月5日，昏暗的天空没有一丝儿风，但见烟尘满天弥漫，持续了4～5天，数万市民感到胸口窒闷，又咳又吐，几天内竟有4000余人死亡，8000多人随后相继病死。人们纷纷诅咒这种凶恶的“杀人雾”。
日本四日市的哮喘事件
日本四日市是以石油化工、冶炼为主的工业城市。1955年以来，全市排放的废气越来越多，仅SO2和粉尘的年排放量就达13万吨，SO2的浓度超出标准5～6倍。粉尘以煤尘为主，还含有大量的钴、锰、钛等有毒重金属粉尘。严重的污染导致市民中患支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及其他呼吸道疾病的人数大量增加。1964年达到最严重的程度，一连3天污染烟雾聚集不散，有的患者死亡。到1972年全市的患者达到800多人，有36人死亡。不仅四日市，连周围的几十个城镇也受到污染的影响。
四日市的哮喘事件属于20世纪70年代前的“八大公害事件”之一，其特点是污染物长期超标；除了常见的大量有毒有害气体和煤尘外，还有大量的有毒重金属粉尘，共同形成了厚达500米的经常存在的硫酸烟雾，长期毒害人体的呼吸道和肺部，以至越来越多的人哮喘不止。
会杀人的汽车尾气
20世纪60年代的美国曾经多次发生这样的事，一个人站在公路旁，川流不息的汽车在他身边启动、停止、行驶。突然，他昏倒了，送医院抢救，不幸再也醒不过来。原来他在短时间内吸进大量的汽车废气，汽车废气成了隐形“杀手”。
汽车尾气其实真正置人于死地的是废气中的CO。当吸入浓度约为0.5％的CO时，人体易急性中毒。此时进入体内的CO与血红蛋白结合生成了碳氧血红蛋白，饱和度达70％左右，中毒者会出现脉搏微弱，呼吸缓慢，心脏衰竭而死。
据统计，1968～1975年，美国共有8764人死于CO中毒，其中5782人由汽车排出的废气所致；1095人由家用燃料不完全燃烧时排放的CO所致；1889人是在鼓风机前职业性接触CO所致。
今日汽车排放的CO浓度已大为降低。但较长期的吸入，也易慢性中毒，导致神经系统受损，引起头痛、头晕、视野缩小、听力丧失、记忆力减退，还可能加重动脉硬化症。人们仍然需要警惕这个“杀手”的危害。
大气污染造成的损失
空气污染造成的损失经常以其实际危害来表示。1974年5月，美国环境保护局华盛顿环境研究中心发表了该国1970年因空气污染所造成的经济损失数字，损失约在61亿~185亿美元，而129亿美元这一数值最接近实际情况。同年，国家污染控制局的估计是135亿美元。经济损失共分4类：人体健康方面，46亿美元；住宅方面，59亿美元；物质损失方面，22亿美元；植物损失方面，2亿美元。
污染造成的另一类损失是物质方面的，它有2种形式。首先，硫氧化物、颗粒物和氧化剂损害金属、纤维织物、轮胎和油漆，它们的总损失曾估计为22亿美元。其次，大量资源，主要是锰、铜和硫在熔炼和精炼等工业过程中损失掉了。这些物质都进入烟气跑掉了。
最后一点，植物和牲畜也受到污染的危害。尤其是乙烯、臭氧和醛类等化学物质破坏叶类蔬菜、花和某些水果的组织。在洛杉矶地区，臭氧和PAN曾杀死了170万棵黄松；化肥生产和炼铝过程中排放的氟烟气曾污染了牲畜饲料，影响了牲畜的健康、繁殖和寿命。
知识点负氧离子与健康
负氧离子是复苏生命、促进新陈代谢必不可少的要素。科学家研究发现，氧离子的质和量直接影响人体的代谢功能。如在血液中，生物体离子和体内的矿物质（钠、钙、钾）有着密切的关系，当负氧离子增加时，以细胞膜为首的所有细胞的功能会明显转佳，血液中的钙、钠的离子化率便会上升，使血液成为弱碱化，有利于营养物质的充分吸收和老化废物的完全排除，从而使血液得到最好的净化。
人体内的负氧离子数量会随着空气质量的不同而时刻改变。在烟雾缭绕的办公室，在沉闷郁悒的空调室内，在汽车尾气污染严重的大街上，人体内的负氧离子数量会急剧降低，从而极大地影响人体的新陈代谢和健康。
无处不在的各类污染
恶臭污染
恶臭是指令人恶心的臭味。臭河沟、下水道散发出来的气味，郊区的垃圾堆散发出的气味，都是恶臭。由恶臭引起的污染就叫恶臭污染。
布满垃圾的臭河沟产生恶臭的气体有许多，常见的有：产生臭鸡蛋气味的硫化氢气体，产生烂洋葱气味、烂韭菜气味的硫醇类化合物，难闻的沥青蒸气，还有一些会发出臭味的吲哚类化合物。很多恶臭气体都对人体有害，沥青蒸气、硫化氢、乙胺、丙烯醛等毒害都很大。恶臭物质进入大气后，即使浓度很低，也会让人感到恶心头痛。
恶臭气体会对人体产生毒害作用。人闻到这些臭味，就会感到不舒服，出现头痛、恶心、食欲缺乏等现象。严重的恶臭污染还会对人体的呼吸系统、循环系统、消化系统、神经系统等产生一定的影响。人如果长期处于较低浓度的恶臭环境中，会引起嗅觉障碍。这时，人的嗅觉对恶臭环境“适应”了，虽然恶臭仍然存在，却几乎闻不出臭味来。脑神经持续不断地受到恶臭气味的刺激，时间一长就会受到损伤，影响大脑皮质的兴奋和抑制的调节功能。
在国外，恶臭公害事件时有发生。1961年在日本川崎市就曾连续发生3次恶臭公害事件。其中一次发生在午夜，当时居民正在熟睡之中，一家工厂趁天黑偷偷排放含硫醇的废油。正巧赶上刮大风，恶臭顺风吹来，波及范围达20多千米。强烈的恶臭将许多人从熟睡中熏醒，人们感到恶心并开始呕吐，很多人还觉得眼睛疼、头痛，身心健康受到了很大的损害。
现在，人们已经意识到恶臭是一种很严重的环境污染，科学家开始研究怎样防治恶臭污染。对于工业性的恶臭污染，目前可采用燃烧、氧化、中和、吸附等技术进行处理，这样就能大大消除恶臭气体。许多绿色植物像吊兰、月季等，都能大量吸收有害的恶臭气体，因此大规模地进行绿化植树，可以净化环境，防治恶臭污染。
光污染
可见光、红外线和紫外线发出的过量光辐射，对人类的生活、健康和工作造成了不良的影响和危害，这种现象叫做光污染。
刺眼的电焊光可见光污染：较多的是眩光，如不合理的、杂乱的照明；强烈的闪光，如电焊光、核武器爆炸的闪光。强光能伤害人的眼睛。过分复杂而零乱的信号灯系统发出的光会造成人的视觉疲劳，影响工作效率。可见光污染在某些场合会影响特殊工作，如天文观测等。城市环境中杂乱、肮脏的景象，也可以被认为是光污染的一种特殊形式——视觉污染。
红外线污染：近年来在科研、工业、卫生、军事等领域应用红外线技术越来越广泛。由于红外线是一种热辐射，所以对人体会造成高温伤害，较强时还可能烧伤皮肤和眼底视网膜。长期受红外线照射的眼睛，可能患白内障。
紫外线污染：人造卫星对地面的探测、消毒的工艺流程等都可应用紫外线技术。人体长期暴露在紫外线下，眼角膜和皮肤易受伤害。
此外，随着现代技术的发展，激光的应用日益广泛，它的大部分光谱属可见光范围，少部分属紫外光和红外光。由于激光的指向性好，能量集中，所以更容易对人眼产生较严重的伤害，尤其要严加防备。
电磁波污染
我国某大城市的一所中学，学生和老师们时常头痛、发昏，晚上常睡不着觉，好做噩梦，疲乏无力，记忆力衰退。课堂上讲课的老师，会突然晕倒在讲台上。但奇怪的是，生病的师生离开学校，休息一段时间，病情就会好转。经调查，原来是附近广播电台的发射塔在作怪，强大的电磁波伤害了人体。
高高耸立的电视发射塔据测定，人体与电磁波的共振吸收频率约70兆赫，这个频率处在电磁波发射频率的范围内，因此超短波辐射对人体影响的可能性最大。处于高频发射点附近的人，会吸收射频能，再转换为热能，发生生物学热效应，或由于过热而伤害肌肤；或在非过热强度的电磁波长期作用下出现头昏、疲乏、健忘等神经衰弱症状。有的还会发生心悸、心律减慢、心前区疼痛、血压偏低、脱发、月经失调等症状。还有的人会患白内障，影响生殖功能和遗传，甚至引发癌症。总之，电磁波的危害是绝不能低估的。
使馆工作人员患病根源
1976年，美国向前苏联提出抗议。原因既不是前苏联飞机非法侵入美国领空，也不是苏联驻美使馆人员非法收集情报，而是因为前苏联出于监听美驻苏使馆通讯联络情况的需要，向美使馆连续发射微波，使美使馆工作人员长期处在微波环境中，身体受到严重的伤害。据对使馆313名工作人员的检查结果，发现有64人的淋巴细胞比正常数高44％。尤其严重的是，有15名妇女得了腮腺癌。就是我们前面谈到的微波的“加热”作用。在长期“加热”的环境中，人体充分地获得了这种特殊的热量，一些人的细胞组织就会发生癌变。
太空垃圾
地球周围的太空垃圾到太空旅游，已经不是十分遥远的事情了。据说美国华盛顿的西雅图太空探险公司，可以预订5年以后乘航天飞机去太空进行“太空半日游”的座位。这是多么令人欣喜的事啊！不过，欣喜之余，也得听听太空的呼唤：太空垃圾太多，亟待清道夫！
从20世纪60年代开始，人类的手臂伸向太空，各种航天器频频进入太空。到90年代，人类向太空发射的航天器已经超过4000枚。这些航天器到了太空，有的自身爆炸解体，在太空留下爆炸产生的碎片；有些卫星完成使命后，被抛弃在太空。所有的火箭残骸和其他遗弃物，都构成太空垃圾，给航天事业带来种种威胁。
美国发射的一些小绳系卫星，常因太空垃圾碎片将卫星与航天器的连接绳切断而丢失。据统计，在环绕地球的太空垃圾带中，比网球大的物体有9500多个；稍小的碎片有10万个以上；直径不到1厘米的微小物体有350万个。
美国空军设在科罗拉多的一个监视网能够监视那些比网球大的太空碎片，地面雷达站能够标出它们的位置，并能操纵卫星避开这些太空碎片。比网球小的那些碎片，地面就无法监视了。而小碎片由于在轨道上获得了极高的速度，达每秒10千米左右，即使是小小的油漆碎片撞在座舱玻璃上，也会在玻璃上留下凹痕，甚至造成险情或事故。
为对付太空垃圾，1993年在德国达姆斯塔特的太空地面控制中心，专门召开了一次关于如何处理太空垃圾的会议，与会专家认为一是派清道夫清扫垃圾，二是要设法少产垃圾。
美国已研制了“太空自动处理轨道碎片系统”的机器人，主要用于回收较大的太空碎片。这种机器人进入轨道后，能自动寻找垃圾目标，找到目标后，便应用系统中的激光束锯将其切碎，然后用它那长长的机械臂把碎片放人贮存器。当贮存器装满碎片或者燃料耗尽时，地面指挥系统指令机器人返回地球，途经大气层时，与空气摩擦，机器人与垃圾同归于尽。
美国休斯敦约翰逊太空中心的佩特罗工程师，又发明了专门消除太空中碎小垃圾的清除器，已获得专利权。同时，美国和其他从事航天活动的国家，已经开始执行减少新垃圾产生的政策。例如，飞行控制人员在发射过程的末期将多余的燃料焚毁或排放掉，以防用过的火箭爆炸成无数碎片。航天飞机的设计人员要避免以前那种设计，即螺栓和其他零件易脱落进入轨道的设计。今后商业卫星系统会变得更加庞大，更加复杂。因此，工程师们应将卫星定位在位置略有差别的轨道上，这样，失事卫星的残骸就不会干扰在这个轨道上运转的其他卫星。
建材污染
据有关部门调查，有3／4的工作人员抱怨办公室空气污浊，1／2的人感到总是没劲，疲惫无力，不少人觉得精神压抑、头痛不适、萎靡不振、老是提不起精神，因而工作效率很低。过去，人们把这种现象归咎于社会因素，或埋怨同屋有人吸烟，或认为是劳累过度所致，经过深入研究才知道，原来是建筑材料散发有害物质所致。因为现代化居室、办公室的墙壁、墙纸、地板、地毯等所用的建筑、装潢材料本身就含有很多有害物质，如混凝土中的微孔成型剂、密封剂、凝固加速剂或缓减剂，砖块中有呋喃等致癌物和剧毒有机物，木制品中防毒、防霉、防蛀物质五氯苯酚，密封填料中有甲醛，塑料制品和化纤地毯中又有氯乙烯等有害物质，它们每时每刻都在向居室或办公室释放污染物，所以，你即使不抽烟，同样逃不脱这些有害物质的慢性毒害。
暗藏杀机的装修材料怎样才能减少居室建材污染对人体的危害呢？除改变建材的化学结构和制造工艺外，最重要的是要常开启门窗，使居室的空气经常更新，使室内污染物浓度减低。此外，在可能的条件下，可适当到室外活动，减少对污染物的接触。一般说来，不必为居室建材污染而惊慌失措，因为这些污染物的数量和浓度很小，只要注意空气流通和户外活动，上述所谓“建筑综合征”还是可以防治的。
土壤的污染
当进入土壤中的有毒、有害物质含量超出土壤的自净能力时，土壤的物理、化学和生物学性状就会发生改变，从而影响到农作物的生长，降低作物的产量和质量，并危害到人体健康，这种现象称为土壤污染。土壤污染主要是通过水质（污染水灌溉和酸雨等）和大气污染造成的；过量的施用农药和化肥，也能使土壤遭受污染。由于土壤是不流动物质，本身的自净能力差，一旦被污染后较难恢复，因此，防止土壤污染是首要任务。防止土壤的办法有：控制和消除工业“三废”的排放；控制化学农药的使用；合理施用化学肥料等。治理污染土壤的措施有：利用植物吸收去除重金属；施加抑制剂；控制氧化还原条件；改变耕作制；容土、深翻等。
知识点重金属及其危害
对什么是重金属，目前尚无严格的定义。化学上根据金属的密度把金属分成重金属和轻金属，常把密度大于4.5克/立方厘米的金属称为重金属，如：金、银、铜、铅、锌、镍、钴、铬、汞、镉等大约45种。
从环境污染方面所说的重金属是指：汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。对人体毒害最大的有5种：铅、汞、铬、砷、镉。这些重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物或无机物。防治重金属污染已经成为人们的当务之急。
沙漠化和肆虐的黑色风暴
世界著名的巴比伦文明的发祥地——美索不达米亚平原和中华民族的摇篮——黄河流域，都是因为森林植被受到人为的破坏，造成严重的水土流失、土地沙漠化，最终导致河道淤塞、河水泛滥，甚至成为不毛之地的。土地是人类生存的基地，土地沙漠化，是当今世界上严重的环境问题之一。
沙化的土地土地沙漠化之所以迅速发展，主要原因是人类对植被的破坏。人类对森林资源的乱砍滥伐，对草原的过度放牧，打乱了水分的循环，气候出现干旱，土地出现松散的流沙沉积。
土地沙漠化是人类文明的大敌。当年，沙漠埋葬了富饶的美索不达米亚平原，截断了著名的丝绸之路，掩埋了埃及96％以上的国土。现在，全世界有1／3的土地面临着沙漠化的危险。每年有6万平方千米的土地沙漠化，威胁着世界上60多个国家，受沙漠化影响的人口，占全世界人口的16％以上。因此，治理沙漠被列为世界十大难题之一。
我国在防治沙漠化方面取得了不小的成绩。中国科学院兰州沙漠研究所的科研成果，使我国约10％的沙漠化土地得到初步控制，12％的沙漠化土地有所改善。这个治沙经验，已引起世界瞩目。但是，沙漠化仍然是一个突出的环境问题。我国的新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、吉林、黑龙江、辽宁等12个省区的几十万平方千米的土地受到沙漠化威胁，如不加速治理，几年之内，沙化的土地将达二三十万平方千米。
土地沙漠化，是农业生态系统的一大威胁，给农牧业带来严重损失。据我国内蒙古乌蒙后山地区7个县、旗统计，因沙漠化危害而改种毁种的面积达50~70万亩，使粮食平均产量严重下降。
消失的沃土
土地沙漠化是干旱、半干旱地区的世界性问题，它向人们敲响警钟：必须合理开发利用自然资源，注意保护生态环境。防止沙漠化，就要采取法律、经济、行政等手段来防止滥垦、滥牧和滥采的现象发生。
沟壑纵横的黄土高原
我国的黄土高原，历史上曾经是茫茫林海、莽莽草原，曾给中华民族以非常适宜的生活环境。但是一度人口集中过多，加上掠夺式的开发，破坏了植被，引起了生态系统的退化和水土的严重流失。到如今已变成沟壑纵横的黄土高原。
美索不达米亚平原是著名的巴比伦文明的发祥地。它在幼发拉底河与底格里斯河之间，受到两河的滋润，这里土地肥美，沃野千里。从四五千年前的古巴比伦王国开始，就形成了历史上灿烂的巴比伦文明。但是在农业发展过程中，两河上游的森林被毁坏。由此造成气候失调，水土严重流失，土地沙化，这块孕育了光辉文明的肥田沃土成了不毛之地。
玛雅文明是古老的中美文明。它在低地热带森林中（现在的危地马拉）发展起来。公元250年，玛雅文化、建筑、人口达到鼎盛时期，人口密度达每平方千米200~500人。由于森林破坏所造成的环境问题，加上其他因素，从公元800年起雅玛文化开始崩溃，在不到100年时间里，几乎到了人烟绝迹的地步。
人类疯狂地掠夺土地，必然遭到大自然的报复。亚洲开发银行的一位专家曾经有过这样的结论。“当你从1数到10的时候，地球上就有10英亩原始森林被砍伐而消失。”近年来，约有30万平方千米的森林从地球上消失了。这不仅破坏了全球性的生态平衡，而且降低了土地对气候急剧变化的适应能力和恢复能力。土地一天天走向贫瘠。按目前耕地贫瘠化的速度发展，只需要过20年，世界上就会有1/3的耕地不能再耕种。残酷的现实摆在人类的面前，人类时刻受着全球荒漠的威胁。
肆虐的黑风暴
1934年，从美国西部草原刮起一场夹带着大量沙土的黑风暴。这场黑风暴历时3天3夜，刮得天昏地暗，日月无光，它把8亿多吨的肥沃表土刮进了大西洋，使美国西部大片草原变成了沙漠，造成当年小麦减产102亿公斤。这就是著名的黑风暴事件。究其原因，这是由于人类盲目砍伐森林和开垦草原，生态平衡遭到破坏而造成的。这是大自然对人类报复的典型例子。公元1600年以前，今天美国东部潮湿的土壤上，约有170万平方千米的茂密森林，西部是一片辽阔的草原。17~18世纪，白人来到这里，进行掠夺式的开发，在不太长的时间里，几乎把东部的森林全部砍光。随着向中西部的开发，对草原进行开垦和过度放牧，使土壤的表土严重流失，理化性质恶化，干旱加剧。随着水热平衡的破坏，形成风暴，大风夹着黑色的土粒和泥沙，铺天盖地，遮云蔽日。由殖民者的贪婪诱发出的这场黑风暴，席卷全美2/3的地区。据统计，1976年以来，全美已丢失了原有陆地表土的1/3。
20世纪50年代，黑风暴又出现在前苏联境内。在中亚西亚由于大规模开垦草原。种植小麦，结果重蹈美国的覆辙，土壤严重沙化。稍有风起，便飞沙走石、尘埃滚滚，造成黑风暴。据统计，盲目开荒使前苏联中亚地区遭受风蚀的耕地约7亿亩，比其欧洲部分的全部耕地面积还大。1960年三四月间，黑风暴使垦区受灾面积达6000万亩；1963年遭受更大的黑风暴袭击，受灾耕地面积达8亿亩，1969年1月，1200万亩小麦毁于黑风暴。
威胁全球的粮食危机
过去的9年中，有6年世界粮食产量低于消费量，粮食储备量不断减少。2008年粮食开始收获的时候，世界粮食库存量仅够维持62天，几乎接近历史最低库存记录。因此，春夏粮食价格创下了最高价的纪录。
饥饿的孩子
粮食需求增长速度超过粮食供应的情形越来越严重，由此引发的粮食价格飞涨将严重威胁处于混乱边缘的国家和政府。饥饿的人们买不到或种不出所需的粮食，就开始走上街头。
当一个国家的政府不能保障个人安全和粮食安全，不能提供教育和卫生保健等基本社会服务时，这个国家就失败了。失败国家常常失去对部分或全部领土的控制。当政府失去权力垄断时，法律和秩序就开始瓦解。超过某个临界点，这个国家就会变得非常危险，连粮食救援人员的人身安全都无法保证，救援工作也会被迫中止。比如在索马里和阿富汗，不断恶化的形势已经使粮食救援工作处于危险之中。
失败国家引起国际关注，主要原因在于这些国家可能成为恐怖分子、毒品、武器和难民的滋生地，威胁着世界各地的政治稳定。索马里位列2008年失败国家名单之首，已经成为一个海盗窝子；伊拉克位列第五，是恐怖分子训练的温床；阿富汗位列第七，是世界主要的海洛因供应地；卢旺达1994年大规模种族屠杀之后，难民（其中包括数以千计的武装士兵）对邻国刚果民主共和国（位列该名单第六）的动荡起了推波助澜的作用。
我们的全球文明建立在一个由政治健全的国家构成的运作网络基础之上，这个网络控制传染病传播、管理国际货币体系、遏制国际恐怖主义，实现大量其他的共同目标。如果控制小儿麻痹症、SARS或禽流感等传染病的体系崩溃了，人类就将陷入困境；一旦国家失败，就没有任何人对其外部债务承担偿还责任；如果崩溃国家达到一定数量，就将威胁全球文明的稳定。
2007年和2008年世界粮食价格猛涨及其对粮食安全的威胁，性质与过去的粮食价格上涨截然不同，处理起来更加棘手。20世纪后半叶，粮食价格有过几次大涨。例如1972年，前苏联提前预见该国粮食减产，悄悄囤积小麦。结果，其他地方的小麦价格增长了1倍以上，稻米和玉米价格也水涨船高。不过此次和其他几次粮食价格上涨，都是由特定事件驱动的，比如前苏联干旱、印度季风季节灾害和高温造成的美国玉米减产等；而且这类价格上涨都是短暂的，通常在下一个收获季节，价格就会恢复到正常水平。
2007年开始的世界粮食价格上涨却是由趋势本身驱动的：趋势不逆转，价格就不可能下降。就粮食需求而言，这些趋势包括：全球人口每年持续增加7000万以上；越来越多的人希望把食物链升级到耗用大量粮食的畜产品；美国把大量粮食用于生产燃料乙醇。
与富裕程度提高有关的额外粮食需求，在各个国家之间存在较大差异。在印度等低收入国家，人们所需热量的60%由谷物提供，每人每天直接消耗谷物略多于0.5千克。在美国和加拿大等富裕国家，每人每天谷物消费量几乎为印度的4倍，但90%的消费量为间接消费，即用谷物饲喂动物来生产肉、奶和蛋。
随着低收入国家消费者收入提高，未来谷物潜在消费量非常巨大。但是，这种潜在消费量与汽车燃料作物的无止境需求比起来，就是小巫见大巫了。2008年，美国谷物产量的1/4都将用于生产汽车燃料；按目前的消费水平，这些谷物足以养活1.25亿美国人或者5亿印度人。然而，即使将美国收获的谷物全部用于生产乙醇，最多也只能满足美国汽车燃料需求的18%。生产乙醇装满一个25加仑（约95升）的SUV汽车油箱，所需的谷物就足够一个人吃上一年。
粮食经济与能源经济的合并意味着，如果谷物的粮食价值低于燃料价值，市场就会把谷物用于能源经济。这种双重需求导致汽车和人对谷物供给的激烈竞争，并引发史无前例的政治和道德问题。美国打算利用谷物生产燃料来降低对外国石油的依赖程度，这是误入歧途的做法，正在制造前所未有的全球粮食危机。
粮食短缺的自然因素
全球变暖引起的淡水资源短缺、表土流失和温度升高（及其他影响），使全球粮食供应增长越来越难以赶上需求增长。其中，水资源普遍短缺是最直接的威胁。灌溉是最大的挑战，占用了全球淡水用量的70%。在许多国家，数以百万计的灌溉水井抽取地下水的速度超过了降雨对地下水的补充速度。结果造成占有世界一半人口的国家地下水位不断下降，这些国家中包括中国、印度和美国3个粮食生产大国。
通常，蓄水层是可以补充的，但是一些最重要的蓄水层——“化石”蓄水层，却是不可补充的。之所以称为“化石”蓄水层，是因为它们存储远古的水，并且不能被补充。美国大平原地下巨大的奥加拉拉蓄水层、沙特蓄水层和中国华北平原地下的深蓄水层都属于“化石”蓄水层，它们的枯竭就意味着无水可抽。在干旱地区，地下水枯竭也预示农业将完全终结。
干涸的土地
华北平原的小麦产量占中国全国1/2以上，玉米产量占全国1/3，那里的地下水位下降迅速。过度抽取地下水已经耗尽了该地区浅蓄水层的大部分水，迫使打井者瞄准深蓄水层，而深蓄水层是不可补充的。世界银行的一份报告预测，如果水供需不能快速恢复平衡，“将对子孙后代造成灾难性后果”。
中国是世界上最大的小麦生产国，随着地下水位的下降和灌溉水井的干涸，自1997年达到历史最高水平1.23亿吨以来，中国的小麦产量已经下降了8%。同期中国水稻产量下降4%。这个世界人口最多的国家可能很快就需要进口大量粮食。
印度水资源短缺的形势更加令人担忧。粮食消费和生存需要之间的余地更加狭小。数百万口灌溉水井几乎使印度每个邦的地下水位全部下降。弗雷德·皮尔斯在《新科学家》杂志中报道：
印度一半的传统手打井和数百万口浅层管井已经干涸，大量以此为生的人因此自杀。在印度的许多邦，大面积断电正在成为家常便饭，因为那里超过半数电量都要用于从1千米之下抽取地下水。
世界银行的一项研究指出，15%的印度粮食是靠抽取地下水生产的。换句话说，1.75亿印度人所需粮食的生产用水来自灌溉水井，而这些水井会很快干涸。持续水资源供应短缺可能导致不可收拾的粮食短缺和社会冲突。
第二个令人烦恼的趋势——表土流失的范围也很惊人。大约世界1/3的耕地，表土侵蚀速度快于新土形成速度。这层植物必需的、薄薄的营养物质，是文明的基础，需要经过漫长的地质年代才能形成，但通常只有15厘米厚。风蚀和水蚀引起的表土层流失曾经毁灭过多个早期文明。
2002年，一个联合国小组评估了莱索托的粮食形势（莱索托是一个小小的内陆国家，四周被南非环抱，人口200万）。这个小组得出的结论非常明确：“莱索托的农业濒临崩溃，作物生产不断萎缩。如果不采取措施扭转土壤侵蚀、土壤退化和土壤肥力下降的趋势，莱索托大片土地将无法进行作物生产。”
海地地处西半球，是第一批公认的失败国家之一。40年前，海地粮食基本自给自足，但从那以后，海地几乎失去了所有的森林和大部分表土，一半以上的粮食要依赖进口。
地球表面温度不断上升是粮食安全的第三个环境威胁，可能也是最普遍的威胁，能够影响世界各地的作物产量。世界许多国家都是在最适宜或接近最适宜的温度条件下种植作物，哪怕生长季节的温度细微上升，都可能导致作物收成减少。美国国家科学院发布的一项研究已经证实了作物生态学家的经验法则：温度相对于正常气温每上升1℃，小麦、水稻和玉米产量就会下降10%。
过去应对粮食需求不断增长的措施是，采用各种科学技术来提高农业产量。20世纪60年代和70年代，化肥、灌溉、高产小麦及水稻品种的应用革新创造的“绿色革命”，就是最著名的案例。但这一次，许多最有效的农业技术早已投入使用，土地长期生产率的提高速度正在缓慢降低。1950~1990年期间，世界粮食亩产量年增长率达到2%以上，超过人口增长率。但是从那以后，粮食单产年增长率降到了1%多一点。一些国家的粮食单产——包括日本和中国的水稻单产，似乎已经接近了可能的极限。
一些评论者把基因工程当成了救命稻草，认为转基因作物可引领人类走出困境。遗憾的是，没有任何转基因作物可以使单产有令人惊喜的提高，能够与“绿色革命”期间小麦和水稻单产翻一番的情况一较高下。以后似乎也不可能做到这一点，根本原因在于，常规作物育种技术已经开发了作物单产的大部分提升潜力。
知识点基因工程
基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是生物工程的一个重要分支。它将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。
它用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。目前，已经有转基因大豆、玉米、棉花等植物和转基因牛、猪、鱼等动物出现。
聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com
小提示:漏章、缺章、错字过多试试导航栏右上角的源