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人类文明历史发展至今，依次经历了四个阶段：第一阶段为旧石器时代（约260万年前至约1万年前）；第二阶段为新石器时代（约1万年前至6000年前）；第三阶段为工业文明时期，包括蒸汽时代（18世纪60年代至19世纪50年代）、电气时代（19世纪60年代至20世纪初）、原子时代（20世纪40年代至20世纪70年代）、信息时代（20世纪70年代至今）；第四阶段是已在推进的生态气候文明时代。本章重点聚焦第三阶段，即工业文明（或工业革命）时期。
大约在170万年前，以人类开始利用火这一体外能源为转折点，人类结束了作为自然奴隶的历史，由被动适应环境向主动改造环境转变，开始了征服自然、驾驭自然的艰难而漫长的历程。
在原始社会时期，人口很少，人类活动的范围仅占地球表面的极小部分，人类对自然的影响力很低，完全依赖自然环境赐予，对自然的开发和支配能力极其有限，以采集和猎取天然动植物为主。伴随着火的利用和工具的制造，人类征服自然的能力有所提高，人类对环境的破坏也开始显现。一些学者认为，旧石器时代晚期许多大型哺乳动物的灭绝可能与人类的过度狩猎有关，如美洲野牛绝迹，猛犸象和披毛犀的消失等。虽然此时已经出现了环境问题，但是并不突出，地球生态系统还有足够的能力进行自我修复。总体上讲，原始社会时期，环境基本上按照自然规律运动变化，人类在很大程度上依附于自然环境。
农业革命以后，人类让植物、动物在不同程度上受制于人，竞争性物种（寄生者和捕食者）衰减或被消灭，资源和人口以越来越大的密度集中起来，人口出现第一次爆发性增长，人类与环境的关系发生了重大变化。农业文明时期人类通过创造适当的条件，使自己所需要的物种得到生长和繁衍，很大程度上不再依赖自然界提供的现成食物，出现了系列科技成果：青铜器、铁器、陶器、文字、造纸、印刷术等，主要的生产活动是农耕和畜牧，人类对自然的利用已经扩大到若干可再生能源（畜力、水力等）。随着耕种作业的发展，人类利用和改造环境的力量越来越大，铁器农具使人类劳动的产品由“赐予接受”变成“主动索取”。
与此同时也产生了相应的环境问题。由于生产力水平低，人类运用刀耕火种等生产方式，大面积砍伐森林、开垦草原以扩大耕种面积，增加粮食收成，但因此导致水土流失，大片肥沃的土地逐渐变成了不毛之地，土壤向盐渍化和沼泽化发展。生态环境的不断恶化，不仅直接影响到人们的生活，也在很大程度上影响到人类文明的进程。历史上，由于农业文明发展不当带来生态环境的恶化，从而使文明衰落的例子屡见不鲜。在农业革命时期，生态破坏已经达到了相当的规模，并产生了严重的社会后果。
恩格斯在考察古代文明的衰落之后，针对人类破坏环境的恶果，指出：“美索不达米亚、希腊、小亚细亚以及其他各地的居民，为了得到耕地，把森林都砍完了，但是他们想不到，今天这些地方竟因此成为荒芜的不毛之地，因为他们使这些地方失去了森林，也失去了积聚和贮存水分的中心。阿尔卑斯山的意大利人，砍光了松林，同时也把他们区域里的高山牧畜业的基础给摧毁了，使山泉在一年中的大部分时间内枯竭了，使雨季时更加凶猛的洪水倾泻到平原上。”因此，恩格斯告诫人类：“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利，对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。每一次胜利，在第一步都确实取得了我们预期的结果，但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎预料的影响，常常把第一个结果又取消了”，这说的就是低层次的“人定胜天”。因此我们必须时时记住：“我们统治自然界，决不像征服者统治异民族一样，决不像站在自然界以外的人一样，——相反地，我们连同我们的肉、血和头脑都是属于自然界，存在于自然界的；我们对自然界的整个统治，是在于我们比其他一切动物强，能够认识和正确运用自然规律”，这是高层次的“人定胜天”。
18世纪兴起的第一次工业革命给人类带来希望和欣喜，使人类的生活水平大大提高，人口的死亡率不断下降，平均预期寿命不断提高，更多的人享受到城市生活的便利，更多的儿童能够进入学校接受更好的教育，等等。诚然，人类发展摆脱了“黑暗中世纪”的阴影，人类文明进入前所未有的高度。然而，工业革命以来给人类带来的不仅仅是欣喜，还有诸多意想不到的后果，甚至为人类生存和发展埋下了潜在威胁。北美洲、欧洲等国家经过200多年高能耗、高污染的工业化发展，全球贸易自由化不仅导致了国际间财富分配的南北失衡，更加速了南方世界的环境恶化。由于缺乏有效的管理和控制，从20世纪30年代开始，西方发达国家相继发生了震惊世界的“八大公害事件”，引起了国际社会对环境污染问题的关注。20世纪60年代，人类对日益严重的环境问题开始反思。到了20世纪70年代，情况更加严重，危险废弃物的越境转移、全球木材贸易与发展中国家的森林滥伐、野生动物贸易与生物多样性的丧失、有毒化学品的国际扩散以及污染密集型产业向南方转移等环境污染问题集中爆发。后发资本主义国家一样难逃厄运，例如日本资本主义初期的工业化带来了惨重的社会与环境代价，空气污染曾引起近1000万人口的健康问题，水污染也非常严重。
从18世纪下半叶起，经过整个19世纪到20世纪初，英国以及欧洲其他国家、美国、日本相继经历和实现了工业革命，最终建立了以改良的蒸汽机及其广泛应用为基本动力，以煤炭、冶金、化工等为基础的工业生产体系。
随着工业革命的推进，地底蕴藏的煤炭资源被“挖地三尺”，引入到人类的生产、生活中，体现了其空前的价值，煤炭产量大幅度上升。据统计，截至1900年，英、美、德、法、日五大当时世界先进国家的煤炭产量总和已达6.641亿吨。煤炭的大规模开采与使用，在提供动力以推动工厂运转的同时，也带来了大量的烟尘、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳和其他有害污染物质释放这一伴生现象。与此同时，伴随着一些工业先进国家的矿冶工业、化学工业、水泥工业以及造纸工业的发展，环境污染的来源逐渐多样化，相应产生的二氧化硫、重金属（如铅、锌、镉、铜、砷等）、粉尘、造纸废液等污染物质，对大气、土壤和水体环境造成污染。这一时期的环境污染尚处于初发阶段，污染源相对较少，污染范围不广，污染事件只是局部性的，或是某些国家的事情。
随着工业化发展和科学技术进步，内燃机的燃料由煤气过渡到了石油制品（汽油和柴油），石油在人类所用能源构成的占比大幅上升，刺激了石油炼制工业的发展。“建立在汽车轮子上”的美国后来居上，成为头号资本主义工业强国，其原油产量在世界遥遥领先。
在人类仍陶醉在工业革命的伟大胜利时，生态破坏和环境污染问题已经加速发展，特别是污染问题。石油工业、有机化工与汽车工业的发展给环境带来了新的污染。煤和石油燃烧所排放的二氧化硫、煤烟、汽车尾气等污染物的污染程度进一步加剧，污染范围逐渐扩大，产生了多起严重的燃煤大气污染公害事件，如被列为八大公害事件的比利时马斯河谷事件、美国多诺拉事件、英国伦敦烟雾事件、美国洛杉矶光化学烟雾事件等。
随着西方国家的工业发展，污染源增加，更为复杂的环境污染形式逐渐出现，环境公害事故增多，污染范围扩大，危害程度加重，环境进入了“公害发展期”。
20世纪50年代起，世界经济由战后恢复转入发展时期。大国竞相发展经济，工业化和城市化进程加快，经济高速持续增长。在这种增长的背后，却隐藏着破坏和污染环境的巨大危机。因为工业化与城市化的推进，一方面带来了资源和原料的大量需求和消耗，另一方面使得工业生产和城市生活的大量废弃物排向土壤、河流和大气中，最终造成环境污染的大爆发，使世界环境污染危机进一步加重。
首先，发达国家的环境污染公害事件层出不穷。其次，在沿岸海域发生的海洋污染和海洋生态破坏，成为海洋环境面临的最大问题。靠近工业发达地区的海域，尤其是波罗的海、地中海北部、美国东北部沿岸海域和日本的濑户内海等，污染最为严重。再次，两种新污染源——放射性污染和有机氯化物污染的出现，不仅加重了已有的环境污染危机的程度，而且使环境污染危机向着更加复杂而多样化的方向转化。
总之，环境污染已成为发达国家的重大社会问题，公害事故频繁发生，公害病患者和死亡人数大幅度上升，被称为“公害泛滥期”。此外，海洋污染越来越严重，污染源也愈发呈现多样化。这一切足以表明，在20世纪60年代至70年代，当发达国家经济和物质文化空前繁荣时，对大自然的污染和破坏却在不断加重。
世界八大公害事件是20世纪30年代至60年代因现代化学、冶炼、汽车等工业的兴起和发展，工业“三废”（废渣、废水、废气）排放量不断增加，而频频发生的环境污染和破坏事件。
（1）比利时马斯河谷事件： 1930年12月1日至5日，由于气候反常，比利时的重工业区马斯河（Meuse River）谷的工厂排出的二氧化硫等有害气体凝聚在靠近地表的浓雾中，经久不散，酿成大祸，大批家禽死亡，数千人中毒，60多人丧命。
（2）美国多诺拉事件： 1948年10月27日清晨，因逆温层的封锁，污染物久久无法扩散，美国宾夕法尼亚州西部山区工业小镇多诺拉（Donora）的上空，烟雾凝聚，犹如一条肮脏的被单，整个城镇被烟雾笼罩，直到第6天，一场降雨才将烟雾驱散。这次事件造成20人死亡，6000人患病，患病者差不多占全镇居民（14000人）的43%。
（3）伦敦烟雾事件： 1952年12月，伦敦上空受反气旋影响，大量工厂生产和居民燃煤取暖排出的废气难以扩散，积聚在城市上空，浓厚的烟雾笼罩下，交通瘫痪，行人小心翼翼地摸索前进。市民不仅生活被打乱，健康也受到严重侵害。许多市民出现胸闷、窒息等不适感，短短5天内，“烟雾杀手”造成4000多人死亡，之后的两个月内，又因此得病而死亡的多达8000余人。
（4）美国洛杉矶光化学烟雾事件： 1943年，洛杉矶首次发生光化学烟雾事件，造成人眼痛、头疼、呼吸困难甚至死亡，家畜患病、植物枯萎坏死、橡胶制品老化龟裂以及建筑物被腐蚀损坏等。这一事件第一次显示了汽车内燃机排放的气体造成的污染与危害的严重性。
（5）日本水俣病事件： 1952-1972年，由于富含甲基汞的工业废水排放，污染水产品，日本水俣湾附近的居民食用被污染的水产品后，出现口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、手足麻痹、感觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形等轻度症状，重者神经紊乱，或酣睡，或兴奋，身体弯曲高叫，直至死亡。此次事件共计死亡50余人，283人因严重受害而致残。
（6）日本富山骨痛病事件： 1955-1977年，因神冈矿山的含镉工业废水、废渣排入水体、土壤而造成了镉在稻米中的富集。居民食用含镉稻米及饮用含镉水后，逐渐引起镉中毒，患上“痛痛病”，致34人死亡，280余人患病。
（7）日本四日市气喘病事件： 1961-1970年，因石油化工厂终日排放含二氧化硫的气体和含重金属的粉尘，日本东部海湾四日市昔日晴朗的天空变得污浊，重金属微粒与二氧化硫形成的烟雾被居民吸入肺中，导致居民患上支气管炎、支气管哮喘以及肺气肿等许多呼吸道疾病，受害者达2000余人，死亡和不堪病痛而自杀者达数十人。
（8）日本米糠油事件： 1968年3-8月，因日本北九州一家食用油加工厂的多氯联苯渗入米糠油中，致数十万只鸡死亡、5000余人患病、16人死亡。
随后，不少发展中国家也出现了与发达国家类似的情况。一方面有许多人连基本的衣食需要也难以满足，每年因为疾病、饥饿而死亡的人数多得难以计数，面临巨大的经济发展压力；另一方面却又面临着严峻的生态和环境压力。
污染问题之所以在工业社会迅速发展，甚至形成公害，与工业社会的生产方式、生活方式等有着直接的关系。首先，工业社会是建立在大量消耗能源，尤其是化石燃料的基础上的。在工业革命初期，工业能源主要是煤，直到19世纪70年代以后，石油作为能源才开始进入工业生产体系中，使工业能源结构发生了变化。到最近几十年，新能源如水能、核能等才不断得到开发利用。但是，一直到今天，工业社会的能源依然以不可再生能源为主，特别是煤和石油。随着工业的发展，能源消耗量急剧增加，并很快带来一系列人类始料不及的问题。例如，英国在19世纪30年代完成了产业革命，建立了包括钢铁、化工、冶金、纺织等在内的工业体系，使煤的生产量、消耗量突飞猛增，从500万～600万吨上升到3000万吨，由此带来的污染问题也随之突出出来。在19世纪末，英国伦敦就曾发生过3次由于燃煤造成的毒雾事件，据称死亡人数共计达到1800多人。
其次，工业产品的原料构成主要是自然资源，特别是矿产资源。工业规模的扩大，伴随着采矿量的直线上升，例如，日本足尾铜矿采掘量在1877年只有不足39吨，10年后，猛增到2515吨，翻了60多倍，如此大规模的开发与生产，引起了一系列环境问题。19世纪末期，足尾引入欧美的冶炼法，以黄铜矿为原料冶炼纯铜，但黄铜矿含硫，而且含有剧毒的砷化物和有色金属粉尘，致使附近整片的山林和庄稼被毁坏，矿山周围24平方千米的地区成为不毛之地，受害中心的一个村庄被迫全部转移。另外，1890年洪水泛滥，由于铜矿排出的废水、废屑中含有毒性物质，排入河流，污染的河水四处漫溢，使附近四个县数万公顷土地受害，造成田园荒芜，鱼虾死亡，沿岸数10万人流离失所。
再者，环境污染还与工业社会的生活方式，尤其是消费方式有直接关系。在工业社会，人们不再仅仅满足于生理上的基本需要——温饱，更高层次的享受成为工业社会发展的动力。于是，汽车等高档消费品进入了社会和家庭，由此引起的环境污染问题日益显著。例如前面提到的洛杉矶光化学事件。
最后，环境污染的产生与发展还与人类对自然的认识水平和技术能力直接相关。在工业社会，特别是工业化社会初期，人们对环境问题缺乏认识，在生产、生活过程中常常忽视环境问题的产生和存在，结果导致环境问题越来越严重，当环境污染发展相当严重并引起人们的重视时，也常常由于技术能力不足而无法解决。