人类对生态环境的影响.doc

4-2 人類對生態環境的影響焦點 1 資源過度利用對生態環境的影響一、森林資源的過度利用：1.濫伐森林：(1)人類濫伐森林並闢為農地，往往造成土壤的沖蝕，也促使耕地沙漠化，或露出無法耕作的岩層，反而造成糧食不足、河川淤積、豪雨成災。(2)某些棲地的破壞，使原先的生態系在短時間內無法復原。2.熱帶雨林的消失：(1)為了獲取木材、木炭，以及畜牧和耕地的用地，一半以上的原始熱帶雨林已經被人類砍伐了。如果以目前的速率持續破壞，估計在三十年後，所有的熱帶雨林將永遠的從地球上消失。(2)熱帶雨林上空的濕氣主要來自植物的蒸散作用。如果熱帶雨林大量消失，降水量就會大減，氣候將變得乾燥，即使有些降水也只會沖刷裸露的土地，而無法被林木吸收，結果原本是熱帶雨林的地區，就可能會變成草原，最後甚至變成沙漠，使得棲息於熱帶雨林的物種瀕臨滅絕。二、化石燃料的過度利用：1.人類大量使用化石燃料的結果，不但使得能源礦產日益短缺，而且導致酸雨及溫室效應等現象發生。2.工廠、火力發電廠，以及機動車輛排放出來的二氧化硫及二氧化氮到大氣層之後，會形成硫酸及硝酸，隨著降水而形成酸雨。酸雨會傷害植物體，影響植物生長，也威脅到水域生物的生存。3.在工廠和汽機車使用化石燃料後所排放的廢氣中，二氧化碳的含量早已受到世界各國的重視，科學家預估到西元2030年時，地表氣溫將較目前增加0.5至1.2，主要原因就是大氣中二氧化碳、甲烷等含量的增加，導致地表產生溫室效應，溫室效應會改變地球的氣候，使全球平均溫度升高，導致南北極冰川融解，海平面上升，並因而改變動植物的分佈，對生態系的影響深遠。三、水資源過度利用：1.水資源的過度利用，已經使全球水源供應面臨嚴重匱乏的危機，許多國家轉而抽取地下水應急。中國、印度、美國等農業經營面積較大的國家，抽取地下水的量都很大。2.臺灣的水資源也到了嚴重缺乏的程度，部分都市、工業區、農地、水產養殖業，都大量抽取地下水。自1971年起到現在，臺灣地下水的使用量已經增加了約三倍。大量使用地下水的結果，已經造成地下水的枯竭，進而造成某些沿岸地區的地層下陷、海水倒灌、土壤鹽化，對當地居民的生活造成很大的威脅。焦點 2 廢棄物的污染污染物的種類：種類有機物微生物分解對環境的影響舉例可分解的污染物含量多可分解量多仍可造成危害家庭廢水不可分解的污染物含量少不可分解造成許多垃圾塑膠袋、保麗龍一、廢氣：（工業廢氣、汽機車廢氣）CO空氣污染物中以CO含量最多（占38.62%），主要來自汽機車排放的廢氣CO會與血紅素結合造成人體缺氧、引起昏厥甚至死亡SO2、NO2SO2、NO2在大氣層中會形成硫酸和硝酸形成酸雨(1)德國高海拔針葉樹有50%枯死(2)美國紐約州海拔2000英呎以上的高山湖泊水質酸化使魚類無法生存(3)臺北市雨水pH值下降至4.33（一般雨水的正常pH值約為5.56.0）CO2、CH4、CFCCO2、CH4、CFC導致地表溫室效應加劇（異常增溫）使地球氣候產生變化、海平面上升、改變動植物分佈、嚴重影響生態系臭氧層破壞：（臭氧洞）1.氟氯碳化物（CFC）為一種不自燃、不助燃、低腐蝕性的穩定化合物，被廣泛用作噴霧劑、冰箱和冷氣機的冷煤、各種清洗用溶劑。2.生活或工業用的噴霧劑、冷媒、冷凍劑等，含有氟氯碳化物（CFC），當其逸出至大氣中，會破壞大氣層中的臭氧層使平流層的臭氧濃度降低（形成臭氧層破洞）不能有效阻擋陽光中的紫外線輻射、紫外線穿透率增加過量的紫外線會危害植物的生長、並造成生態系內生物遺傳物質的不穩定（引起生物DNA突變）、免疫力降低、皮膚老化、皮膚癌 蒙特婁議定書： 1987年9月16日25個國家共同簽署蒙特婁破壞臭氧層物質管制議定書強制對破壞臭氧層的氟氯碳化物之使用加以管制溫室效應：（全球異常增溫）1.當太陽輻射能到達地球表面時，地表基於能量平衡的機制，將少部分能量以紅外線的形式釋出，部分紅外線重新回到太空中，然而部分紅外線能量會被大氣中某些人為產生的氣體所吸收，進而影響全球溫度的變化，這些氣體稱為溫室效應氣體。2.燃燒煤、石油、天然氣大氣中CO2濃度大幅升高CO2吸收長波輻射（紅外線）全球氣溫異常升高冰川消退、海平面上升3.地球平均氣溫若上升4海平面將上升60cm4.人口超過250萬的大都市，有65%位於海岸地區，若海平面上升將威脅人類生活京都議定書：1.日本京都於1997年12月於舉行聯合國氣候變化綱要公約第三次締約國大會，通過具有約束力的京都議定書，以規範工業國家未來之溫室效應氣體減量責任。2.管制氣體：(1)CO2、CH4、N2O（氧化亞氮）：以1990年締約國排放量為管制基準。(2)HFC（氫氟碳化物）、PFC（全氟化碳）、SF6（六氟化碳）：以1995年締約國排放量為管制基準。3.各國應於2008年至2012年之間分別達成減少一定比率排放量的目標：(1)美國必須在2012年以前，將CO2排放量減少至1990年排放量的93%（即削減7%的CO2排放量）(2)開發中國家（例如墨西哥、東歐國家等）則需削減5.2%的CO2排放量4.京都議定書已於2005年2月16日生效成為國際法，但是美國於2001年3月宣布退出京都議定書，且預估2010年已開發國家的溫室效應氣體排放總量不但無法降低，反而可能增加2.5%。酸雨：（pH5）1.正常的雨水的酸鹼值（pH值）約在5.6至6.0之間。人類大量使用化石燃料所排出二氧化硫及二氧化氮，造成雨水的pH值降至5.0以下，形成酸雨2.酸雨是全球性的環境污染問題，硝酸化物主要來自石化工業和火力發電廠，而硫酸化物主要來自工廠鍋爐和交通工具使用的化石燃料。3.在1960年代，歐洲和美國東北部陸續發現酸雨的危害：(1)德國高海拔的針葉林在25年內枯死了50%(2)美國紐約州超過二千英呎的高山湖泊的湖水也酸到令魚類無法生存(3)農作物、土壤、暴露於戶外的雕塑品與古蹟等，皆受到酸雨的傷害。4.根據臺灣的環境保護署臺北監測站於1990年至1998年間的數據顯示，酸雨在臺灣地區是一項重要的環境污染問題：(1)臺北地區約85%左右的雨天，雨水pH值在5.0以下，且曾經降到pH值3.8。(2)高雄地區有74%發生酸雨的機率。(3)臺灣全島平均發生酸雨的機率高達52%二、熱污染：冷氣機、核電廠、煉鋼廠、石化業排放熱氣和熱水熱廢水排入水中水溫上升、水中溶氧降低危害水中生物、魚類、珊瑚的生存，影響人類食物來源三、廢水：工業廢水工業廢水含有重金屬及有毒化合物(1)排入河中造成水中生物大量死亡(2)排入海中造成近海生物及近海養殖生物的嚴重污染（例如：綠牡蠣事件）家庭廢水、農牧業廢水家庭、農業、畜牧業所產生的廢水中，具有大量的含氮、含磷的有機化合物促使河流、湖泊中的藻類大量滋生（形成優養化現象）(1)厚重的藻類將水中環境與空氣隔絕使氧不易溶於水中(2)水中微生物和藻類本身行呼吸作用大量消耗水中的氧氣(3)部分藻類會釋放有毒物質使水中的魚類和其他生物無法生存重金屬污染(1)鉛胎兒中樞神經發育不良、成人生育力下降(2)汞引起水俁病(3)銅綠牡蠣(4)氟（製鋁工廠排出氟化物）牙齒和骨骼病變(5)砷（煉製工廠排出砷化物）肺癌、淋巴癌、烏腳病綠牡蠣：1.在1986年1月，首次發現二仁溪河口到頂茄萣的養殖牡蠣有發綠的跡象，不久之後就擴大到整個茄萣鄉的養殖海面。到了3、4月間，綠牡蠣大量死亡。2.經過中央研究院學者進行採樣分析，發現綠牡蠣的含銅量高達2104ppm，遠超過國際標準的400ppm。3.銅是重金屬的一種，在人體或其他生物體內有累積的作用，興達港海域綠牡蠣的銅含量超過食用標準，影響人體健康而必須銷毀，因此造成蚵民損失慘重。4.興達港海域的污染源主要是海域北端的二仁溪和南端的興達發電廠。(1)興達火力發電廠，每天以大量含氯的化學藥劑（可能含有銅的成分），清除海中管線微生物。(2)二仁溪旁到處堆滿的廢五金，常隨著雨水傾入溪裡，加上工業廢水排入河川，造成溪水受銅離子污染很嚴重，已變成臭名昭彰的黑水溝。(3)茄萣地區300甲的養殖草蝦業者，習慣用硫酸銅來除去草蝦身上的綠斑，也是銅污染的來源之一。鎘米：1.臺灣地區農作物遭受重金屬污染的情形非常嚴重，以1994年統計為例，全臺灣共有448.14公頃農地遭到重金屬污染，其中以桃園縣和彰化縣等地區最為嚴重，鎘米事件就是發生在桃園縣觀音鄉及蘆竹鄉。2.高銀和基力兩家化工廠排放大量含有鎘和鉛的廢水，污染了黃墘溪，導致以黃墘溪為水源的83.4公頃稻田受到嚴重的鎘污染，稻田中長出的米含鎘量高於正常值，迫使部分受污染的村落遷離污染區域，近年來又在其他地區陸續發現鎘米事件，目前仍有一百多公頃的農地在休耕狀態中。3.鎘中毒會加速更年期婦女骨骼鈣質流失，骨骼病變之後，患者會感覺全身痠痛，稱為痛痛病。適量的鎘堆積在腎臟，也會造成腎臟功能失常。四、垃圾：一般垃圾(1)每人每日平均垃圾產量激增：1.14kg(2)臺灣每天產生2萬公噸以上的垃圾（垃圾年產量700萬公噸），年成長率5%7% (3)每一家庭每年丟棄300公斤廢紙砍伐6顆樹事業廢棄物工業、農林漁牧業、醫療、土木工程等廢棄物持續大幅增加垃圾污染(1)塑膠製品的廢棄物：生態系中的分解者無法分解對生態環境造成很大的威脅和衝擊(2)垃圾任意堆棄、掩埋、焚燒對水源及環境衛生造成巨大的威脅(3)垃圾掩埋場的設置不當或管理不當會造成悶燒、惡臭、滋生病源、污水外溢五、有毒廢棄物、放射性廢棄物對人體健康造成嚴重危害有毒廢棄物桃園縣觀音鄉及蘆竹鄉的化工廠：將含有重金屬（鎘、鉛）的廢水排入農田中造成稻米含高濃度的鎘鎘米不能食用、農田不能耕作、農民被迫遷村放射性廢棄物核能電廠及醫療院所的放射性廢棄物：釋放出游離的輻射線破壞生物細胞內的DNA、蛋白質、脂肪，危害人體健康、甚至危及生命試題範例1.近年來，酸雨對地球的土壤、河川及海洋都造成明顯負面影響。下列哪些污染源是造成酸雨的主要因素？(A)甲烷 (B)臭氧 (C)氮氧化物 (D)硫氧化物 (E)氟氯碳化物 【93指考】【答案】(C)(D)火力電廠和汽機車所排放的廢氣具有大量的含硫、含氮化合物造成酸雨危害植物、水生動物2.過去100年來，地球平均氣溫愈來愈高，下列何者是一般認為造成地球氣溫升高的主要原因？ (A)因空氣中帶有硫酸及硝酸成分的煙塵顆粒太多所引起 (B)人為二氧化碳的排放量增加及綠色植物減少 (C)火山活動增加，加上聖嬰現象造成氣溫異常 (D)太陽輻射從臭氧層的破洞照到地表 【92學測】【答案】(B)人為二氧化碳的排放量增加及綠色植物減少大氣中CO2濃度升高大氣異常增溫。焦點 3 生物放大作用（生物累積作用）1.生物食用或體表吸收某些環境中的化學物質（例如：殺蟲劑、放射性物質、重金屬離子、有毒化學物質、戴奧辛、多氯聯苯PCB）這些物質不易被生物體內的酵素分解、危害生物體內的代謝作用，也不易排出體外，便累積於生物體內（易累積於肝臟和脂肪中）經由食物鏈中各階層消費者的食性關係而逐層累積在愈高級消費者的體內，該化合物的累積濃度愈高（形成生物放大作用） 多氯聯苯（PCB）2.人造物質造成生物累積，進而影響環境的典型例子，就是DDT的使用。(1)DDT是第一種人工合成的殺蟲劑：jDDT可以消滅危害農作物的昆蟲。k在二次大戰期間，美軍於太平洋戰區，利用DDT撲滅蚊子，以防止士兵因蚊蟲叮咬而罹患瘧疾。同盟國軍隊在歐洲戰區，利用DDT撲滅蝨子，以防止士兵感染立克次體引起的疾病。l臺灣曾經自1946年開始大量使用DDT撲滅蚊子，並且有效控制瘧疾的傳染。(2)DDT可累積於生物體內：jDDT是相當穩定的化合物，幾乎不溶於水，若DDT經由食物進入生物體內，不僅不能排出體外，還會融入脂肪中而累積於生物體內。k生物體內DDT的累積量，會隨著食物鏈中消費者的層級升高而增加，形成生物放大作用（生物累積作用）。l如果環境中DDT的污染情形沒有改善，則生物體內的累積量，也會隨著年齡的增長而增加。(3)DDT的生物累積作用：j生物累積作用使DDT的副作用，在大量使用一段時間後便顯現出來，通常都發生在食物鏈的頂端。k卡森在所著的寂靜的春天書中提出環境污染問題，受到廣泛的重視，致使美國於1971年開始禁用DDT。三十多年後的今天，自然界中仍殘留有DDT。l許多實驗證據顯示，自然界殘留的DDT雖不足以對鳥類和人類造成顯著的負面影響，但自然界殘留的DDT仍會對浮游生物、無脊椎動物、部分魚類等產生毒害。(4)DDT的危害：伍德維爾調查紐約長島的沼澤區和五大湖區之DDT危害DDT危害鳥類的卵殼變薄鳥卵孵化率降低試題範例1.下列有關於人類行為與環境交互作用之敘述，何者較合理？(A)氟氯碳化物之使用造成臭氧層之破壞 (B)國家公園之設立以及自然保護區之設置，是減少生物多樣性之做法 (C)經由生物放大（生物累積）作用，DDT造成鳥類蛋殼變硬以致無法孵化 (D)在正常情況下，核能發電廠排出的廢水因不含輻射線，故不會影響鄰近地區海洋生物之生存，如珊瑚等 【94學測】【答案】(A)【詳解】(B)國家公園之設立以及自然保護區之設置，是維