环境生物学南开大学第二章污染物在生态系统中的行为

环境生物学第二章 污染物在生态系统中的行为 一、环境污染 1、定义：人类活动 质量下降 有害于人和生物 2、类型与特点：据目的、角度划分 3、环境效应：分为环境生物效应、环境化学效应和环境物理效应 4、公害与公害病：public nuisance (disease)严重污染，可引起生态和人健康损害。公害病特点：疾患，长期，新病种，法律意义 第一节 概述 第一节 概述 二、污染源 1、特点：污染源和环境资源相互依存、相互 转化、是利用环境资源的主要场所 2、类型：点源 面源(非点源) 第一节 概述三、优先(控制)污染物：潜在危害大（生态风险大） 1、环境中存在量较大2、高毒性污染物（非急性毒性） 难降解、具有生物积累性 三致效应(致癌、致畸、致突变) 3、环境激素 微量，效应复杂 效应时间长，影响种群 “非优先”新型污染物 第二节 污染物的迁移与转化 一、污染物的迁移 空间位置的相对移动及其引起的富集、分散和消失过程。也称转运（移）-一般指近距离 1、 迁移方式 a、机械迁移 b、物-化迁移 c、生物迁移：个体内（生物转运） 沿食物链? 生物携带 第二节 污染物的迁移与转化 2、 影响因素 a、内部：污染物自身的性质 b、外部：环境条件、颗粒物、有机质、气候等 二、形态与分布 1、 形态：外部形态、化学组成及内部结构；form：外观（形式）；species：内在 2、 分布：在环境空间的浓度分布和不同形态、不 同相态之间的分布。动态平衡扩散：离开某系统 第二节 污染物的迁移与转化 三、 转化 transformation通过物理、化学、生物作用改变形态或转变成另一种物质的过程。 1、 大气中转化：主要是化学作用 2、 水体中转化：主要是生化作用 3、 土壤中转化：生物降解起重要作用 第三节 体内的转运和转化 一、生物转运 环境污染物经各种途径和方式同生物体接 触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。 1、穿膜过程 a、被动转运：物理作用 ，简单扩散，滤过 b、特殊转运：生物作用，异化扩散，主动转运 c、内吞作用（endocytosis）：生物膜变形，胞饮，吞噬 第三节 体内的转运和转化 第三节 体内的转运和转化 第三节 体内的转运和转化 2、 吸收 污染物透过生物膜进入血液循环的过程，或指污染物透过细胞膜进入细胞的过程（相对于吸附）。生物可利用性(Bioavailability): 环境化学/环境生物学 化学物被生物体吸收和可能产生毒性的机会（Alexander, 2000)生物有效性（Bioeffectivity): 环境生物学 3、 分布 环境污染物随血液或其它液体的流动，分散到全身个组织细胞的过程。屏障：细胞多层、密致 4、 排泄：肾脏排泄为主，还有胆汁排泄（乳化作用）。 第三节 体内的转运和转化 二、转化 1、概念：外源化合物进入生物体后在有关 酶系统的催化作用下的代谢变化过程。 2、过程 相反应 相反应 （相反应） 生物转化过程示意图 3. 钝化与活化解毒：一般规律增毒：普遍存在4. 转化的生物学差异：酶体系不同个体，性别，年龄，健康；物种 第四节 污染物在生物体内的浓缩、 积累与放大 一、生物浓缩(BC) 1、概念：体内/环境中 2、特点 是物化过程 直接吸收，基本属于简单扩散 与体内亲和力、外界条件有关3. BCF：达到平衡时的比值？生物浓缩简单扩散 第四节 污染物在生物体内的浓缩、 积累与放大二、生物放大(BM) 1、概念：体内/食物内 2、特点 间接吸收 生物学过程 达到平衡时间长，有波动。与年龄、脂肪量有关 第四节 污染物在生物体内的浓缩、 积累与放大 三、生物积累(BA)1. 概念：体内后期/体内前期（浓缩 + 放大）2. 特点：不同动物，比例不同 四、外来物动力学 0级动力学过程：物质的转运速率与浓度无关，是恒定值。 一级动力学过程：物质的转运速率与所在部位的量（或浓度）的一次方成正比。 二级动力学过程：两种物质参与反应，非线形。速率：mg/min.速率常数：K=总量（浓度）/速率= mg/（mg/min.）=min .-1 一室模型： 第五节 生物对污染物环境行为的影响 一、生物污染1. 病原微生物：病毒、细菌2. 水体富营养化：原因、现象、后果3. 花粉：过敏反应4. 生物产物：代谢（转化）物、毒素 二、金属的生物转化 1. 氧化、还原：不同微生物（生态位）2. 有机化：生物的自身保护机制甲（乙）基化、金属硫（巯）蛋白（metallothionein)