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工业革命以来，伴随着人类社会的飞速发展，地球系统的物质循环也在不断加速，与此同时，大量的工业污染物和有害废弃物累积于大气、水体、土壤和生物圈中，如氟里昂积存于大气中，有机化合物富集于水生生物体内，化石燃料燃烧释放的污染物和温室气体进入大气、水体、土壤和生物体等。所有这些变化正逐渐接近并有可能超出地球系统的正常承载阈值。