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汙染指自然的或人為的向環境中添加某種物質而超過環境的自淨能力而產生危害的行為。主要對環境自然生態系統和人的健康產生危害，即使當時不造成危害，但後續效應有害也算是汙染行為，如氮氧化物，雖然本身並不有害，但在陽光催化下與自由基等物質作用會轉化成光化學煙霧，對生物造成危害，對建築物造成腐蝕。
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汙染有兩種規模，區域性汙染和全球性汙染。過去人們的注意力只放在區域性汙染上面。如燃燒煤會產生煙霧和二氧化硫，有害人的呼吸道健康，降低汙染的注意力主要放在如何去除煙霧和處理二氧化硫方面。但最近幾十年，科學研究發現汙染會造成全球效應，如燃燒煤產生的二氧化碳對人體健康不會造成危害，但二氧化碳的大量排放會引發劇烈的溫室效應，致使全球氣候的異常變化。
是否是汙染取決於行為造成的後果，例如由於工業、農業生產或人類生活排放含有氮、磷的有機營養物質，會造成水體中藻類異常繁殖，因此在淡水水體中產生水華[1]，在海洋中產生赤潮[2]，也是一種汙染。
環境汙染有各種分類：
按環境要素分 ：大氣汙染、水體汙染、土壤汙染。
按人類活動分：工業還境汙染、城市環境汙染、農業環境汙染。
按造成環境汙染的性質、來源分：化學汙染、生物汙染、物理汙染（噪聲汙染、放射性、電磁波）固體廢物汙染、能源汙染。
環境汙染會給生態系統造成直接的破壞和影響，例如沙漠化、森林破壞、也會給生態系統和人類社會造成間接的危害，有時這種間接的環境效應的危害比當時造成的直接危害更大，也更難消除。例如，溫室效應、酸雨、和臭氧層破壞就是由大氣汙染衍生出的環境效應。這 種由環境汙染衍生的環境效應具有滯後性，往往在汙染發生的當時不易被察覺或預料到，然而一旦發生就表示環境汙染已經發展到相當嚴重的地步。當然，環境汙染的最直接、最容易被人所感受的後果是使人類環境的質量下降，影響人類的生活質量、身體健康和生產活動。例如城市的空氣汙染造成空氣汙濁，人們的發病率上升等等；水汙染使水環境質量惡化，飲用水源的質量普遍下降，威脅人的身體健康，引起胎兒早產或畸形等等。嚴重的汙染事件不僅帶來健康問題，也造成社會問題。隨著汙染的加劇和人們環境意識的提高，由於汙染引起 的人群糾紛和衝突逐年增加。
由於人們對工業高度發達的負面影響預料不夠,預防不利，導致了全球性的 三大危機 : 資源短缺、環境汙染、生態破壞 . 人類不斷的向環境排放汙染物質。但由於大氣、水、土壤等的擴散、稀釋、氧化還原、生物降解等的作用。汙染物質的濃度和毒性會自然降低，這種現象叫做 環境自淨 。如果排放的物質超過了環境的自淨能力，環境質量就會發生不良變化，危害人類健康和生存，這就發生了 環境汙染 。
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空氣汙染總是伴隨著所有文明。自史前時代起，汙染物就隨著人類生火開始了。根據1983年《科學》雜誌的報道，「史前洞穴里的菸灰足以證明由於篝火缺乏通風而導致高度汙染。」[3]金屬冶煉在室外也對空氣造成汙染。格林蘭冰川岩石樣本顯示的汙染與希臘、羅馬和中國金屬生產有關，[4]但在當時汙染量相對較小，自然可以承受。
燃燒煤炭和木柴，在聚居區的大量馬匹使得城市成為汙染大糞坑。工業革命後，未經處理的化學物質連同廢物一道流入作為飲用水的溪流中。在煙塵成了禍患後，英格蘭愛德華一世於1272年在倫敦禁止燃燒海煤。[5][6]但是在英格蘭這種燃料十分普遍，以至於它因此得名，拿個獨輪手推車就能從海岸運上來。
空氣汙染持續困擾著英國，特別是工業革命後期，並一直延續到近期的1952年倫敦煙霧事件。1858年，泰晤士河爆發大惡臭，打破倫敦早期水質記錄，然後推動倫敦排水系統建設。當人口增長後，汙染問題已經超過了街坊鄰居所能處理的範圍。改革家們要求建立排汙系統，潔淨水源。[7]
今天的環境汙染誕生於工業革命。大型工廠消耗了更大量的煤炭，使得空氣汙染變得非常嚴重，難以估量的工業化學物質被排放，混合著未經處理的人類廢物。美國芝加哥和辛辛那提兩城市於1881年率先頒布法案，保障空氣潔淨。在美國二十世紀初期，汙染物成了大問題：煤導致了空氣汙染，不衛生導致了水汙染，300萬馬匹造成了街道汙染，拉了成堆的屎、撒了海量的尿——進步改革家對此重拳出擊。正如歷史學家馬丁·梅洛西所述，那一世代的人開始認為汽車能夠代替馬匹，是「潔淨的奇蹟」。[8]然而到了二十世紀四十年代，汽車所造成的霧霾成為洛杉磯的大患。[9]
二十世紀早期，其它城市也接連效法，內政部建立了短命的空氣汙染辦公室。洛杉磯和多諾拉在二十世紀四十年代遭遇了嚴重的霧霾，成為前車之鑑。[10]
1870年，歐洲衛生條件最差的是柏林。奧古斯特·倍倍爾回憶了十九世紀七十年代末排汙系統建立之前的環境：
- 「房子裡流出來的廢水進入水溝，在路邊亂流，散發出可怕的惡臭。街頭和廣場沒有公共廁所。訪客，特別是婦女，在自然要求時感到絕望。在公共建築里，衛生設施可謂無法想像的原始 .... 作為一個大都市，柏林並沒有脫離野蠻人國度，到了1870年後才進入文明世界。」[11]
原始的環境無法滿足一國之都，德意志帝國政府招來科學家、工程師和都市計畫專家，意圖解決柏林城市問題，打造世界模範都市。1906年，一位英國專家總結道柏林是「科學、秩序和公共生活方式最完備的應用，」並補充道「它是公民管理的奇蹟，是最現代化、組織最完美的城市。」[12]
二戰後，人們意識到大氣汙染廣泛散布，深恐核戰爭和核試驗導致放射性物質墜落。[13]隨後，一個非核事件，即1952年倫敦煙霧事件要了至少4000人的命。[14]這促進了第一個的重要現代環境立法，即1956年清潔空氣法出台。
美國公眾在二十世紀五十年代中期到七十年代早期開始注意到汙染物，國會通過了噪聲控制法、清潔空氣法和清潔水源法，以及全美環境政策法。[15]
一些嚴重的汙染事件推動了公眾覺悟。在哈德遜河傾瀉多氯聯苯導致美國環保局在1974年禁止該河捕魚。愛河自1947年起長期受多氯代二苯並二惡英汙染，在1978年成為全美新聞，推動1980年超級基金法頒布。[16]工業土地被汙染，得名棕土，該詞現在為都市計畫常見詞彙。
核科學的發展導致放射性汙染，在百年或千年之內釋放致命的放射線。卡拉恰伊湖被世界觀察研究所定為地球上「汙染之最」，後者在二十世紀五十到六十年代成為蘇聯垃圾場。第二個地點為俄羅斯車里雅賓斯克，為「星球上最受汙染的地區。」[17]
核武器在冷戰期間持續測試，特別是早期發展階段。隨著受害人口不斷增長，放射性對人類健康危害嚴重的理解不斷加深，並伴隨著對核武器的禁止使用。雖然該工業活動謹小慎微，但三哩島核電站和車諾比所造成的災難依然警鐘長鳴，難以取信於民。世界媒體都專注報道這些災難。[18]對全面禁止核試驗條約的廣泛支持幾乎讓所有大氣內核實驗絕跡。[19]
國際災難有1978年布列塔尼半島美國石油公司加的斯油輪失事和1984年博帕爾事件都展示了問題的普遍性，以及影響的程度。自然大氣和海洋無國界的本質必然導致汙染物在全球範圍內產生影響，如全球暖化。最近，詞彙持久性有機汙染物被用來形容一組化學物質，如多溴二苯醚和碳氟化合物等。雖然它們的影響依然沒有得到充分理解，缺乏足夠的實驗數據，但它們已經在各種遠離工業活動的生態棲息地，如北極圈檢查到。這展示了在短期廣泛使用後的擴散和生物體內積累。
最近發現的問題是太平洋垃圾帶，是由北太平洋環流搜集的大量塑料、化學沉澱物和其他殘骸。這一問題較之其它熟知的汙染問題來說相對陌生，但是依然有嚴重的後果，會增加野生動物的死亡率，散布入侵物種和人類攝取有毒化學物質。組織如5號環流正在研究汙染物，它與藝術家如馬麗娜·德布里正在宣傳這些問題。
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汙染的主要形式如下，包括相應的汙染物：
- 空氣汙染：將化學和顆粒物釋放進入大氣。常見的有害氣體有工業和機動車釋放的一氧化碳、二氧化硫、氟利昂和一氧化氮。光化學物質如臭氧和煙霧可以由氮氧化合物和碳氫化合物與陽光反應生成。顆粒物或細微粉塵則由它們的微米大小，即PM10 to PM2.5來決定。
- 光害: 包括光線侵犯、照明過度和天文干擾等。
- 亂丟垃圾: 將人造物亂扔到公共和私人場合下。
- 噪聲汙染: 包括道路噪聲、飛行器噪聲、工業噪聲以及高強度聲納。
- 土壤汙染即化學物質被潑灑進入土地。最顯著的土壤汙染物有碳氫化合物、重金屬、 甲基叔丁基醚、[20]除草劑、殺蟲劑和有機氯化合物物質等。
- 放射性汙染來自二十世紀發現的核物理，如核電站或核武器研究、製造和使用。(見α粒子和錒系。)
- 熱汙染是由於人類活動導致自然水體溫度改變，如將水用於電廠冷卻。
- 視覺汙染包括高架高壓線路、公路廣告牌、地理破壞(如露天開採)，填埋垃圾、城市固體廢棄物或太空垃圾。
- 水汙染將商業和工業廢水(故意或遺漏)排泄如水體表面；將未經處理的居家垃圾、化學物質，如氯排放進入水體。將垃圾和汙染物釋放進入地表徑流後流入水源（包括城市徑流和農業徑流，後者包含化學肥料和殺蟲劑）；垃圾進入地表水；富營養化等。
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汙染物是廢棄的物質，會汙染空氣、水源和土地。汙染程度由三個要素決定：化學性質、濃度和持續時間。
汙染會帶來成本。製造活動會導致空氣汙染，影響健康，讓整個社會為清掃背負成本，若鄰里某一個人選擇自保則能倖免。如果外部成本存在，如汙染，生產商會選擇多生產以支付環保費用。因為自我指導的行為一部分責任或後果在自身之外，即外化存在。如果對外有益，例如公共安全，那麼更少的物資就會被生產，因為生產商會因己利利人、己達達人而得到補償。
空氣汙染來自自然和人為汙染源。然而，全球人為汙染物，即燃燒、建設、採礦、農業和戰爭正在顯著增加。[21]
汽車尾氣是空氣汙染的主要致因之一。[22][23][24]中國、美國、俄羅斯、印度[25]墨西哥和日本是世界主要空氣汙染源。主要固定汙染源包括化學工廠、燃煤發電廠、煉油廠、[26]石化廠、放射性廢料處理活動、焚化爐、大型養殖場(奶牛、豬、家禽等)、聚氯乙烯工廠、金屬冶煉廠、塑料廠和其它重工業。當代農業活動空氣汙染來自伐木和焚燒，以及播撒殺蟲劑和除草劑。[27]
每年約有4億噸有害物質產生。[28]美國一國就產生2.5億噸。[29]美國占世界人口不足5%，但卻產生約世界25%的二氧化碳，[30]，產生約30%的垃圾。[31][32]到了2007年，中國接替美國成為世界上二氧化碳最大製造國，[33]但人均汙染量依然很低——在世界上排名第78位。[34]
政府間氣候變化專門委員會代表了來自超過120個國家的2,500名科學家、經濟學家和政策制定者，2007年2月，委員會稱自1950年人類活動成為全球暖化的主要原因。
一項主要氣候報告總結道人類有多種方式來削減溫室氣體排放，防止全球暖化的惡果。但是，根據聯合國政府間氣候變化專門委員會本年最後報告稱為了改變氣候，從化石燃料，如煤和石油等的改變需要數十年。[35]
一些更為常見的土壤汙染物有有機氯化合物、重金屬（如可充電電池中的鉻、鎘，塗料、航空燃油和一些汽油中的鉛）、甲基叔丁基醚、鋅、砷、苯。《致命收割》（Fateful Harvest）收集了一系列報告，於2001年出版，揭示了回收工業副產品被廣泛用於肥料，導致土地受到各種金屬汙染。普通的堆填使得各種化學物質進入土壤(常常是地下水)，在1970年之前堆填在歐美沒有監管。多氯代二苯並二惡英被釋放，即俗名二惡英，如2,3,7,8-四氯二苯並二惡英。[36]
汙染物也可能源自自然災害。例如，熱帶氣旋常常使得垃圾混入水源，破損的遊艇或汽車會漏油。當沿海石油平台或煉油廠出現事故時，大規模環境破壞就會出現。一些汙染物，如核電廠或油輪出現事故時會製造廣泛散布的嚴重汙染。
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空氣汙染會殺死許多生物，包括人類。臭氧汙染可以導致呼吸系統疾病、心血管疾病、咽炎、胸痛和鼻塞。水汙染每天會導致約14,000人死亡，大多數是開發中國家人口因汙水未經處理，汙染水源後直接飲用致病而死。印度約5億人口沒有合適的廁所，[40][41]2013年，印度約有1千萬人因水患病，有1,535人死亡，大多數是兒童。[42]有近5億中國人缺乏安全的飲用水。[43]2010年的一項分析稱中國每年約有120萬人因空氣汙染過早死去。[44]2007年，世界衛生組織估算印度每年有近50萬人死於空氣汙染。[45]研究也估算美國每年死亡的人數為50,000人。[46]
漏油會刺激皮膚生疹。噪聲汙染會導致耳聾、高血壓、壓力、睡眠障礙。汞中毒與兒童發展障礙和神經疾病有關。老年人則會因空氣汙染致病。有心臟或肺部疾病的風險更大。兒童和嬰兒則為高危人群。鉛中毒和其它重金屬則與神經疾病有關。化學和放射性物質可以致癌或刺激先天缺陷突變原等。
今天，汙染物廣泛存在於環境當中。一些系列影響包括：
為了保護自然免受汙染的負面侵害，世界上許多國家制定了相關法律來對各種汙染物進行監管，以便緩和汙染物的負面效用。
汙染控制是環境資源管理的專用詞彙。意味著控制排放物和廢水進入空氣、水源或土地。缺乏汙染控制，消費、供暖、農業、採礦、製造、交通和其他人類活動所產生的廢物，無論是積蓄的或是散布的，會腐蝕生態環境。在控制層級上，汙染預防和節能減排都比汙染物控制要理想。在土地管理領域中，低影響發展與預防城市徑流技術類似。
汙染最早的先祖是生物的自然排泄。結果的可行性和物種群落水平都在自然選擇之內。這包括當地種群的死亡或終極滅絕。過程若不能維持，就會由改變和適應導致新的平衡。在極端問題上，對於任何生命形式，對汙染的考慮都在求生之下。
對於人類來說，技術因素是有區別的，是需要特別關注的。兩者都能製造汙染，生成附加的副產品。除了求生以外，人類還會考慮生活質量和對健康的危害。科學家認為實驗結果是終極宣判，對於有毒物質和環境破壞可以定義到一定可觀察的水平。常見的領域中，關鍵實用測量包括汽車尾氣控制、工業暴露、毒理學和醫學。
「汙染的解決方案是稀釋」（"The solution to pollution is dilution"）是汙染管理傳統辦法中的格言，即將汙染物稀釋到無害水平上。.[48][49]對於其它現代、本地方式來說也是可行的，如實驗室安全步奏和有害物質排放緊急管理。然而，該辦法假設稀釋劑是無限供應的，稀釋結果是萬能的。
這種對環境汙染大尺度簡易處理方式在早期優勢頗多，此時物理求生依然是第一顧慮，人口數量和密度都不高，技術相對簡單，副產品相對溫和。不過，時過變遷。不但如此，技術進步使得之前所無法從事的濃度探測變得可行。當確定性模型難以實踐或不可行，而測評有效時，可用統計手段來測量結果，對案例中有害概率進行評估。另外，人類對環境的直接影響也被日益重視了。
不過，在缺乏可替代原理之前，老的辦法依然在全球起主導作用。這是合法排汙濃度的基本標準，可以免於處罰或是在評估或限制應用中使用。一個替代性原則是已開發國家現代有害物質排放法，其中將有害物質稀釋到無害水平常常是被監管的步驟。[50]從汙染物稀釋到根除在許多情況下遭到經濟和技術門檻的挑戰。
來源：美國能源信息部。[51][52]
二氧化碳是光合作用的關鍵，有時被認為是汙染物，因為它在大氣中含量過高，影響地球氣候。對環境的影響也可以進行普通分類，像水和空氣一樣。近期的研究顯示大氣中長期高濃度二氧化碳可能會導致海水稍微變酸，但是導致的後果嚴重，並可能影響海洋生態系統。
布萊克史密斯研究所是國際非營利組織，致力於消除開發中國家威脅生命的汙染物，每年公布世界上最為汙染的地區。2007年發布的前十大汙染地包括已經工業化的國家，有亞塞拜然、中國、印度、秘魯、烏克蘭和尚比亞。[53]
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