目前工业上使用的有毒化学物质大约有12000种，其中有1000多种有机杀虫剂，包括250种常用杀虫剂。每年平均有500种以上新的有毒化合物问世，这其中的大多数物质将对生态系统、人类社会产生什么影响尚无法明确估计。只有一些影响面大、与人类关系比较密切的有毒物质和污染物被人们重视，进行了较为深入的研究。这些物质有的造成环境污染，直接影响人类健康；有的破坏生态环境，间接影响人类健康；有的对植物造成危害，对人体不造成影响；有的对渔业产生影响，有的通过食物链富集影响人体健康。无公害农产品生产与农业环境保护有联系，但解决的问题不一致。这一章要讨论的是那些通过农产品（种植业产品）进入人体，并对人类健康造成影响的污染物。
        第一节  人和环境的辨证关系
        人体通过新陈代谢和周围环境进行物质交换。科学研究表明，人体血液中60多种化学元素含量与地壳中元素丰度有明显的相关性，如岩石中某些物质含量高，则该物质在血液中的含量也相应地提高。可见化学物质是把人和环境联系起来的基本因素。自然界是不断变化的，人体总是从内部调节自己的适应性来与不断变化的地壳物质保持平衡关系。
        环境污染使某些化学物质突然增加和出现了环境中本来没有的合成化学物质，就会破坏人与环境的对立统一关系，因而会引起机体疾病甚至死亡。
        在正常的环境中，环境中物质与人体之间保持动态平衡，使人体 得以正常生长、发育，从事生产劳动，并能使人们在积极劳动之后迅速消除疲劳，激发人们的智慧和创造力。相反，环境中废气、废水、废渣、噪声、放射线等常常使人们发生中毒，或者感到烦躁，注意力不集中，容易疲劳和激动，工作效率低，患病率上升。
        人体各种生理机能在某种程度上对环境的变化具有一定的适应性。如解毒功能和代谢功能往往能使人体与环境达到统一。但是，这些功能是有一定限度的。如果大量工业“三废”、农药等有毒物质进入环境，并通过呼吸、饮水、食物等直接或间接地进入人体，当超过了人体所能忍受的限度时，就会引起人体中毒，导致疾病，影响遗传甚至危及生命，某些物质在自然界里含量过高或偏低还会造成一些地方病。
        由此可见，人和环境是不可分割的辨证统一体，人与环境在历史发展进程中形成了一种相互制约、相互作用的统一关系。
       
        第二节、空气污染
        到目前为至，对空气污染物种类仍没有确切的统计数字，对人类及植物已经产生危害而被注意到的污染物已不下100余种，其中，工业废气中排出的有毒气体污染面大，污染严重。工业废气污染大致可分为气体污染和气溶胶污染两类。气体污染包括二氧化硫、氟化物、氯气、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等；气溶胶污染包括粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾、雾气等液体粒子。对农产品威胁较大的污染物有二氧化硫、氟化物、氯气、氮氧化物和煤烟粉尘等十余种。这些污染物有时表现为急性危害，农作物细胞及叶绿素遭到破坏，在叶片上出现大量伤斑，严重时叶片枯死，甚至坏死脱落，造成严重减产；有时表现为慢性危害，在污染物浓度较低时，表现出轻微伤害，也有的伤害是隐性的。这些对植物有害的污染物并不都对人体都产生危害，对人体产生危害的空气污染物主要有：
        1、二氧化硫  二氧化硫是对农业危害最广泛的空气污染物。主要由燃烧合硫的煤、石油和焦油时产生。正常情况下空气中二氧化硫的含量大约是0.035微克／m3，对植物产生危害的二氧化硫浓度在0.5--10微克／m3以上。二氧化硫侵入植物叶片的途径，是通过气孔逐渐扩散到叶肉的海绵组织，再到栅栏组织，破坏叶绿体，使叶肉完全飘白失绿，组织脱水，由黄变褐，最后枯死、脱落低浓度污染仅使细胞质壁分离，而叶片保持绿色，有时会出现部分失绿。一般大气中二氧化硫在0.1～0.2ppm以上就会使植物出现伤害，但危害程度与它的浓度、持续时间有关。二氧化硫进入植物体后，在毒害植物组织的同时，经过植物自身的自然解毒作用，变成毒性较小的硫酸态硫贮存下来。当受害浓度高、时间长时，植物累积过高，超过自身的解毒能力时，就会影响到植物生理代谢活性，出现受害症状。食用合硫量很高的叶片会对人体产生危害。所以在无公害蔬菜产地环境条件中对空气中二氧化硫有要求，但在产品中却没有要求。我市城区近5年来二氧化硫日均值0.002～0.369微克／m3，5年平均值为0.059微克／m3，超标7.8%。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             
        2、氟化物  使用含氟原料的华工厂、冶金厂、磷肥厂和炼铝厂等工厂排出，白银市氟化氢污染属全国较重区域，我市武南华工厂前几年对周围村庄污染也较重。氟化氢是一种无色、具有臭味的气体，其毒性较二氧化硫大20倍，是空气污染物中对植物最有毒性的气体。空气中氟与农作物中的氟含量呈明显的正相关，土壤、灌溉水中的氟对农作物中的氟影响不明显。氟在人体内具有累积的特性，摄入过多的氟，会造成骨质疏松，所以在无公害蔬菜产地环境条件、产品中都有要求。 氟是累积性毒物，人体平均总含氟量为2.57克。据报道，日平均摄取20～80毫克氟化物10～20年可使人中毒致残。氟的急性中毒表现为腹痛、腹泻、呕吐、四肢痛及痉挛。慢性中毒表现为牙齿异常（釉斑），骨质脆，进而造成甲状腺和肾的功能病变。我市氟化物仅局限于个别化工厂周围很小的范围内，如中坝磷肥厂周围农民近几年反映作物有受害现象。
        3、粉尘和飘尘 除气体外，空气污染物还有大量的固体或液体的细微颗粒成分，统称粉尘，它们形成胶体状态悬浮在空气中亦称气溶胶。煤烟粉尘是空气中粉尘的主要成分。粉尘沉降在植物组织上，削弱了植物光合作用，降低产品 价值。另外，工业废气中 许多细小的金属微粒如铅、铬、镉、砷等多数能长时间飘浮在空气中，这些物质的毒性很大。我市粉尘污染相对较重，近年日均浓度范围0.06～4.76mg，／m3，超标率85%，且污染逐年上升。
        第三节、水质污染
        水质污染对农作物的危害表现在两个方面，其一为直接危害，即污水中的酸、碱物质或油、沥青及其它悬浮物及高温水等，均可使植物组织灼伤或腐蚀，引起生长不良，产量下降，或者产品本身带毒，不能食用；其二为间接危害，即污水中很多能溶于水的有毒有害物质被植物根系吸收进入体内，影响到植物指出生长发育，引起减产，或使产品内毒物大量累积，通过食物链转移到人、畜体内，造成危害。水中对农作物危害较大，且分布较广的污染物有以下几种。
        一、无机物 污水中的酸、碱、盐等，对植物直接产生危害作用，不会造成农产品污染。
        二、有机物  污水中的有机外种类很多，有些对植物有营养作用，如碳水化合物、脂肪、蛋白质等，污水灌溉能增加作物营养就是这个原因，但有部分有机物对植物产生毒害作用，部分对人体产生毒害作用，这些物质是：
        1、酚类化合物  酚是石油化工、炼焦、和煤气、冶金、化工、陶瓷、塑料等工业废水中的主要有害物质。酚对稍生物有毒杀作用，可使细胞原生质中蛋白质凝固。用高浓度的含酚废水灌溉作物，能抑制植物对水分的吸收，破坏植物的指出生长发育。更高的酚对人体是有害的，有人认为它是助癌剂，但至今还没有酚的残留 标准。
        2、氰化物  主要来源于炼焦、电镀、选矿、金属冶炼、化肥等 一些工厂生产过程中排放出的含氰工业法书。氰及其化合物对生物的 毒性，主要是由于它能释放出游离氰，形成氢氰酸，这是一种害羞很强有剧毒的污染物。在低剂量的情况下，含氰废水对农作物影响不大，但对动物、人、及水产影响较大。
        3、苯及其化合物  苯及其化合物主要来源于 化工、合成纤维、塑料、橡胶，特别是炼焦和石油工业排放的废水。苯及其化合物是致癌物质，其中致癌性最强的的苯并芘能随水移动污染地下水。含苯废水灌溉作物后，产品器官内含有异味，不能食用。
        三、重金属
        重金属一般指密度大于4.5g/kg的金属，自然界中约有60种重金属，这里要讨论的 是指其中有毒的那部分。砷在化学上主要表现为非金属性，但它们在生物毒性上与重金属类似，因此在环境保护中将其列入重金属。对农产品污染最严重的是以下重金属：
        1、铬  铬及铬的化合物广泛用于电镀、金属 加工、制革、涂料、染料、钢铁和化工等工业。铬对农作物的毒性只有在浓度大时才出现症状，当土壤中铬达到400毫克／千克左右时才有毒害。铬通常以三价和六价形式存在于自然界，在植物体中主要是三价铬，在水中则以六价形态存在，六价铬对植物和人体的毒性很大。铬对人类是致癌物，早在1973年WHO/FAO食品法典委员会即提出，每人每周铬的摄取量暂定为0.0067～0.0083毫克/千克（体重）。
        2、镉  通常自然界中镉的含量很低，污染环境中的镉主要来源于金属冶炼、金属开矿和使用镉为原料的电镀、电机、化工等工厂。镉为人体的非必需元素，是毒性很强的重金属，可以在人体内潜伏累积，生物半衰期可长达16--33年，引起急慢性中毒。20世纪50年代举世闻名的日本公害病“骨痛病”就是镉在人体内的累积而引起的。有的研究还报道认为，镉有致癌和致畸作用，已被列入世界八大公害之一。
        3、铅  铅是当前最为重要的蓄积性污染元素，铅的重要来源是汽车尾气，在运输繁忙的公里两侧土壤中蓄积了大量的铅。铅对人体是一种累积性毒物，铅中毒可由检查血中铅浓度进行诊断，其临床症状在血铅浓度超过每100克80微克可表现出来，造成人体红细胞生命期缩短、肾损伤及中枢神经系统紊乱。在无公害农产品产地环境中规定，无公害农产品生产基地须远离公路主干道100m。
        4、汞 污染环境的汞主要来自工业“三废”和含汞农药的施用。汞是一种累积性毒物，对人体的危害性很大。有机汞比金属汞的毒性更大，在人体中排泄比较缓慢，其生物半衰期为70天左右。汞可侵害神经系统，使手、足麻痹，严重时痉挛致死。日本20世纪50年代的水俣事件即是食品中甲基汞污染引起的，当时受害人数达1200多人。灌溉水中汞含量达到0.74～0.36，对水稻的生长发育产生障碍，致死浓度为3.65 mg/kg，我国农田灌溉水质标准中规定，汞的最高允许含量为0.001 mg/kg；食品卫生标准中规定，粮食中汞的最高允许含量为0.02 mg/kg。
        5、砷  砷的环境污染物主要是造纸、皮革、硫酸、化肥、冶炼和农药等工厂的废水及废气。砷在自然界中分布广泛，是动植物所需微量元素。砷化物的毒性很大，属于高物质。蔬菜能吸收污染大气中的砷，空气中砷主要来源于金属熔炼，煤的燃烧和使用含砷的杀虫剂。砷的急性中毒表现胃肠炎症状；慢性中毒表现为多发性神经炎，砷被认为是肺癌和皮肤癌的致病因素之一。
        重金属污染物在水体中不能降解，只能发生形态在乎或分散和富集。因此，重金属一旦进入环境，就很难从环境中清除。重金属在水体中的迁移主要与沉淀吸附、结合与螯合、氧化还原等作用有关。
        水体中重金属污染物对生物和人体的毒性具有以下特点：（1）重金属在水中含量很低时即可产生生物毒性。一般重金属产生生物毒性的范围为1～10 mg/kg；毒性较强的重金属如汞、镉等产生毒性的浓度范围约为0.01～0.001 mg/kg。（2）某些重金属可以较低毒性的形态在乎为更强毒性的形态。如汞可在微生物的作用下转化为毒性更强的甲基汞；三价铬可以被氧化为高毒性的六价铬。（三）慢性中毒，不易觉察。不少重金属进入人体后难以排泄，而在人体某些器官中逐步积累，引起慢性中毒。平时不易觉察，一旦有症状出现则很难治疗。（4）能通过食物链富集加剧人体慢性中毒。日本六十年代发现的“水俣病”是重金属污染典型事件之一。当地工业含汞废水污染水体一方面无机汞甲基化，一方面被硅藻吸收，通过硅藻→小昆虫→石斑鱼→鳝鱼和→人体的食物链富集，鲶鱼中含汞量一般为10～20 mg/kg，最高达到50～60 mg/kg，比水体含汞量高出1万至10万倍，为正常鱼体含汞量的900倍，人们长期食用这种鱼，汞就在体内大量积累，导致中枢神经系统损害，直至死亡。
        四、有害生物 
        在未处理的食品工业水、医院污水和生活污水及未腐熟的粪便水中，常常携带有大量 的 致病微生物，用这些污水灌溉蔬菜，如果采后处理不当，蔬菜即成了病菌进入人体的载体，所以在无公害蔬菜产地环境和技术规程中对这一 部分都有明确要求。
        第四节、土壤污染
        一、土壤污染概述
        土壤是农业生产的基本环境条件，是一种宝贵的自然资源。土壤是一个复杂的系统，其内部不停地进行着生物、化学、和物理变化，各种物质不断循环。从外界环境进入土壤的物质，在一定限度内能通过这些变化而转化，维持正常的物质循环，这个限度就是土壤容量。以各种途径进入土壤的污染物质的数量和强度超过了这个容量，土壤就不能正常地净化它们，土壤机能遭到破坏，理会、生物性质变劣，这种现象就叫做土壤污染。其结果是农作物生长发育受到影响，导致产量或品质降低，甚至有毒有害物质残留于农产品中，并通过食物链影响人体健康。
        1、土壤污染物及其来源
        污染土壤的物质主要有无机物（重金属，铬、镉、汞、铅、砷 、铜、锌、镍等以及盐碱类）、有机农药、有机废弃物、化肥、污泥、寄生虫、病原菌等。无机物中有些盐类可被逐渐溶解、淋失，在土壤中累积 的问题不大。重金属或类重金属、高残留农药六六六、DDT等性质稳定，在土壤中移动性小，降解缓慢，残留在土体中很难消失，且一般多在耕层积累，它们很易从土壤中转移到作物体内，引起农产品污染。根据污染物来源，土壤污染可分为以下几种类型：
        （1）水体污染型。利用工业废水或城市污水进行灌溉时，污染物质随水进入土壤。我国污水灌区普查发现，许多大城市郊区和污水灌区均已出现重金属污染。我市中坝、羊下坝等灌溉污水的土壤调查，重金属大多已超标。
        （2）大气污染型。大气污染物自然沉降、或随雨水进入土壤造成土壤的污染，如酸雨使土壤逐渐酸化。
        （3）农业污染型。高残留农药和含杂质高的磷肥的大量使用，造成土壤中重金属、农药积累。
        （4）生物污染型。垃圾、污泥、粪便和生活污水等进入农田，如不进行适当的消毒灭菌处理，则土壤易遭受生物污染，成为某些病原菌的疫源地。
        （5）固体废弃物污染型。垃圾、矿渣、粉煤灰等物质进入农田，而使土壤受到污染。
        2、土壤污染特性
        （1）隐蔽性。土壤污染与水和大气污染不同，水和大气污染比较直观，有时通过人的感觉器官也能发现。而土壤污染则比较隐蔽，不可能通过感官观察，往往要通过农作物的污染，再通过吃食物的人或动物的健康状况才能反映出来。从开始污染到导致后果的出现，有一个较长时期的隐蔽过程。
        （2）持久性。污染物进入土壤内，一 方面要生动土壤自净作用的净化，另一方面又不断的进行累积。当累积到一定数量时，便可能引起土壤成分、结构、性质和功能的变化，使土壤污染。土壤污染以后很难恢复，特别是重金属污染是不可逆的，而且是 一个持久的过程。
        （3）间接有害性。土壤污染的后果是严重的。首先，污染物通过食物链危害着动物和人体健康；其次，土壤污染还可通过地下渗漏，造成地下水污染，或通过地表径流污染水域；另外，风蚀还可将土壤污染地区的土粒吹到远方，扩大污染源。所以土壤污染又间接地污染了水和大气，成为二次污染。