環(huán)境生物學(xué)-緒論

環(huán)境生物學(xué)環(huán)境生物學(xué)環(huán)境生物學(xué)-緒論選用教材：《環(huán)境生物學(xué)》孔繁翔主編高教出版社2000參考書(shū)目：《環(huán)境生物學(xué)》朱半民主編黃河水利出版社2003《環(huán)境生物學(xué)》蔣志學(xué)、鄧士謹(jǐn)主編中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社1989《環(huán)境生物學(xué)》林昌善中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社1986《環(huán)境微生物工程》馬文漪、楊柳燕南京大學(xué)出版社1998教學(xué)時(shí)數(shù)：45；學(xué)分：3考試形式：閉卷環(huán)境生物學(xué)-緒論緒論

本章主要討論以下三方面的內(nèi)容：環(huán)境與環(huán)境問(wèn)題環(huán)境科學(xué)概述環(huán)境生物學(xué)概述環(huán)境生物學(xué)-緒論1環(huán)境與環(huán)境問(wèn)題環(huán)境（Environment）的概念：請(qǐng)思考以下三個(gè)問(wèn)題：

“這里環(huán)境真優(yōu)美！”中的“環(huán)境”指的是什么？作為環(huán)境科學(xué)術(shù)語(yǔ)的“環(huán)境”指的是什么？生態(tài)學(xué)中“環(huán)境”的概念又是什么？環(huán)境生物學(xué)-緒論1一般工具書(shū)中定義的“環(huán)境”概念是指人以外的客觀事物，將環(huán)境作為一種人以外的客觀存在來(lái)加以定義，如新華字典中定義為：周?chē)囊磺惺挛铩?作為環(huán)境科學(xué)術(shù)語(yǔ)的“環(huán)境”概念環(huán)境科學(xué)所研究的中心事物是“人”，則環(huán)境是以人類(lèi)為主體的外部世界，是“人類(lèi)生存的環(huán)境”，在此基礎(chǔ)上定義： 影響人類(lèi)生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過(guò)人工改造的自然因素的總和。3生態(tài)學(xué)中“環(huán)境”的概念生態(tài)學(xué)研究的中心事物是“生物”，環(huán)境是以整個(gè)生物界的生命為主體，是“生物生存的環(huán)境”，可定義：直接或間接影響生物生存和發(fā)展的各種因素的總和。環(huán)境生物學(xué)-緒論小結(jié)：“環(huán)境”具有相對(duì)性，在不同的學(xué)科中含義不同，主體的改變往往導(dǎo)致環(huán)境概念含義的不同。人類(lèi)是環(huán)境發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，環(huán)境是人類(lèi)生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，環(huán)境在影響人類(lèi)生產(chǎn)、生活的同時(shí)，人類(lèi)也在不斷地利用和改造自然環(huán)境。故人類(lèi)和環(huán)境密切聯(lián)系，相互作用。

環(huán)境生物學(xué)-緒論環(huán)境問(wèn)題環(huán)境問(wèn)題的概念指由于人類(lèi)活動(dòng)作用于人們周?chē)沫h(huán)境所引起的環(huán)境質(zhì)量變化，以及這種變化反過(guò)來(lái)對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)、生活和健康的影響問(wèn)題。其產(chǎn)生是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展到一定階段人類(lèi)與環(huán)境矛盾激化的產(chǎn)物。其實(shí)質(zhì)是由于人類(lèi)活動(dòng)超出了環(huán)境的承受能力，對(duì)其所賴(lài)以生存的自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生了破壞作用，導(dǎo)致人與其生存環(huán)境的不協(xié)調(diào)。環(huán)境生物學(xué)-緒論環(huán)境問(wèn)題的分類(lèi)環(huán)境污染生態(tài)破壞重大的環(huán)境問(wèn)題溫室效應(yīng)和氣候變暖臭氧層的破壞酸雨有毒物質(zhì)污染環(huán)境生物學(xué)-緒論------環(huán)境污染實(shí)例例1：北美大氣中60%的硫?yàn)槿藶榕欧拧?/p>

美、挪威、瑞典、丹麥、蘇格蘭、加拿大等國(guó)湖泊酸化，其中，加拿大有4500個(gè)湖→

死湖

例2：地中海沿岸的歷史名城雅典的埃雷赫修廟前的6座大理石女神像→失去了秀麗的面容

例3:北京故宮、天壇的大理石欄桿、蘆溝橋的石獅

以及印度的泰姬陵等均遭嚴(yán)重腐蝕

環(huán)境生物學(xué)-緒論20世紀(jì)著名的八大公害事件公害事件名稱(chēng)地點(diǎn)時(shí)間危害情況1.馬斯河谷煙霧事件比利時(shí)1930.12幾千人發(fā)病，60人死亡2.多諾拉煙霧事件美國(guó)1948.10 6000人患病，17人死亡3.倫敦?zé)熿F事件英國(guó)1952.125天內(nèi)4000人死亡4.洛杉磯光化學(xué)煙霧美國(guó)40年代引起眼病，喉頭炎,頭痛5.水俁事件日本1953始癡呆，神經(jīng)失常，死亡6.富山事件日本1931始關(guān)節(jié)痛,骨骼軟化萎縮,痛死7.四日事件日本1970年哮喘，肺氣腫，10多人死亡8.米糠油事件 日本1968年患者5千多人，死亡16人環(huán)境生物學(xué)-緒論------生態(tài)破壞例1濫伐樹(shù)木→森林面積的銳減→水土流失→風(fēng)塵暴、沙漠化例2生物多樣性受破壞例3臭氧層破壞（3）與環(huán)境有關(guān)的紀(jì)念日3月22日世界水日6月5日世界環(huán)境日3月23日世界氣象日6月17日世界防治荒漠化和干旱日4月22日世界地球日6月25日中國(guó)土地日5月31日世界無(wú)煙日6月26國(guó)際禁毒日 7月11日世界人口日9月16國(guó)際保護(hù)臭氧層日10月16日

世界糧食日

12月29日國(guó)際生物多樣性日

環(huán)境生物學(xué)-緒論溫室效應(yīng)與全球變暖溫室效應(yīng)大氣對(duì)地表熱輻射能遮擋保溫的屬性類(lèi)似溫室中玻璃具有的作用，故被稱(chēng)為溫室效應(yīng)。溫室氣體大氣中能強(qiáng)烈吸收地面輻射產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體。包括：二氧化碳、水汽、甲烷、氧化亞氮、臭氧等。全球變暖問(wèn)題主要指人為活動(dòng)造成的溫室氣體增加，溫室效應(yīng)增強(qiáng)帶來(lái)的氣候變化。人類(lèi)活動(dòng)對(duì)氣候變暖的影響主要表現(xiàn)為由于工業(yè)生產(chǎn)需要的化石燃料使用量大增，人口激增城市化發(fā)展等引起人為排放的二氧化碳等溫室氣體不斷增加；熱帶森林和溫帶植被破壞嚴(yán)重，光合作用吸收二氧化碳的能力減弱。環(huán)境生物學(xué)-緒論資料表明1860年以來(lái)，全球地表年平均氣溫升高了0.3-0.6℃；根據(jù)跨政府氣候變化委員會(huì)預(yù)測(cè)，從1990到2100年，全球陸面氣溫將增加2℃；氣候變暖的直接結(jié)果是世界各地冰川的溶化（后退），引起海平面的上升。海平面升高的后果是嚴(yán)重的，將直接威脅世界沿海城市及30多個(gè)島嶼的生存和發(fā)展。美國(guó)環(huán)保專(zhuān)家預(yù)測(cè)，再過(guò)50－70年，東京、大阪、曼谷、威尼斯、圣彼得堡、阿姆斯特丹以及中國(guó)等一些沿海城市會(huì)被完全和局部淹沒(méi)。氣候變暖的間接結(jié)果是災(zāi)害性氣候：厄爾尼諾現(xiàn)象。厄爾尼諾可以引起全球大范圍的干旱，也可使某些地區(qū)暴雨成災(zāi)。例如，1997年3月開(kāi)始的第14次厄爾尼諾：中國(guó)：長(zhǎng)江、松花江、嫩江全流域大洪水，直接損失幾千億元。98年1月10日張北地區(qū)6．2級(jí)地震。11月19日云南寧蒗又生生6．2級(jí)地震。環(huán)境生物學(xué)-緒論臭氧層破壞臭氧——O3臭氧大部分集中在10~30km的平流層。平流層中臭氧的存在對(duì)于地球生命物質(zhì)至關(guān)重要，通過(guò)吸收太陽(yáng)輻射維護(hù)地球的能量平衡和生態(tài)平衡。因?yàn)?，它阻擋了UV-B段紫外輻射到達(dá)地面。研究表明UV—B能破壞生物蛋白質(zhì)和基因物質(zhì)，造成細(xì)胞死亡；使八類(lèi)皮膚癌發(fā)病率增高；傷害眼睛導(dǎo)致白內(nèi)障而使眼睛失明；抑制植物如大豆、瓜類(lèi)、蔬菜等的生長(zhǎng)；并穿透10m深的水層，殺死浮游植物和微生物，從而危及水中生物的食物鏈和自由氧的來(lái)源，影響生態(tài)平衡和水體的自?xún)裟芰?。因此，臭氧層?shí)際上已成為地球生命系統(tǒng)的保護(hù)層。南極臭氧層空洞——OzoneHole80年代觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，自每年9月份下旬開(kāi)始，南極洲上空的臭氧總量迅速減少一半左右，極地上空臭氧層的中心地帶，近90％臭氧被破壞，若從地面向上觀測(cè)，高空臭氧層已極其稀薄，與周?chē)啾认笫切纬闪艘粋€(gè)直徑上千公里的洞，稱(chēng)為“臭氧洞”。環(huán)境生物學(xué)-緒論酸雨一般將pH小于5.6的降雨稱(chēng)為酸雨。酸雨的成因？酸雨的危害？環(huán)境生物學(xué)-緒論被嚴(yán)重腐蝕的建筑物環(huán)境生物學(xué)-緒論有毒物質(zhì)污染有毒物質(zhì)污染是指對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)健康有毒害作用的物質(zhì)排放到環(huán)境中而引起的危害。這些物質(zhì)都是生產(chǎn)和生活過(guò)程中的產(chǎn)物，如廢水、廢氣和固體廢棄物、農(nóng)藥、化肥和放射性物質(zhì)等。環(huán)境生物學(xué)-緒論生態(tài)環(huán)境破壞生態(tài)環(huán)境破壞是由于對(duì)自然資源的不合理開(kāi)發(fā)和利用而引起的。例如：中國(guó)科學(xué)院發(fā)布的一份國(guó)情報(bào)告： 中國(guó)在90年代的沙漠化速度是每年2100km2，相當(dāng)于兩個(gè)半香港，或30個(gè)北京城。而2000年已達(dá)2460km2，2003年已超過(guò)3000km2。遙感普查數(shù)字表明： 中國(guó)水土流失面積已達(dá)367萬(wàn)km2，約占國(guó)土面積的38％，總量達(dá)每年50億噸，相當(dāng)于全國(guó)的耕地每年被剝?nèi)?cm的肥土層，損失N.P.K肥4000多萬(wàn)噸，相當(dāng)于全國(guó)1年生產(chǎn)化肥的總和。地球土層的平均厚度18cm，在溫帶地區(qū)的自然條件下,每形成1cm的表土需100－400年，即使管理極好，也需20年。此外，黃河斷流，塔里木河斷流，羅布泊消失，長(zhǎng)江危機(jī)，長(zhǎng)江每年表土流失24億噸，5億噸流入東海。還有，濫用化肥和農(nóng)藥，造成土壤退化，我國(guó)中低產(chǎn)田已由原來(lái)的60％上升到80％。環(huán)境生物學(xué)-緒論

小結(jié)解決環(huán)境問(wèn)題的根本途徑是調(diào)節(jié)人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)與環(huán)境的關(guān)系。要真正實(shí)現(xiàn)這種調(diào)節(jié)必須具備下列條件：掌握自然生態(tài)規(guī)律。通曉環(huán)境變化過(guò)程，能預(yù)測(cè)人類(lèi)活動(dòng)引起的環(huán)境影響，運(yùn)用規(guī)律去利用自然資源、改造自然。環(huán)境生物學(xué)-緒論2環(huán)境科學(xué)概述

2.1環(huán)境科學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)環(huán)境科學(xué)的研究對(duì)象環(huán)境科學(xué)是是以“人類(lèi)－環(huán)境”系統(tǒng)為其特定的研究對(duì)象，它是研究“人類(lèi)－環(huán)境”系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展、調(diào)節(jié)和控制以及改造和利用的科學(xué)。環(huán)境生物學(xué)-緒論環(huán)境科學(xué)的任務(wù)環(huán)境科學(xué)的任務(wù)是揭示人類(lèi)－環(huán)境矛盾的實(shí)質(zhì)，研究?jī)烧咧g的辨證關(guān)系，掌握其發(fā)展規(guī)律，調(diào)控人類(lèi)－環(huán)境之間的物質(zhì)和能量交換過(guò)程，尋求解決矛盾的途徑和方法，以改善環(huán)境，促進(jìn)人類(lèi)社會(huì)的向前發(fā)展。環(huán)境生物學(xué)-緒論2.2環(huán)境科學(xué)的發(fā)展史相關(guān)學(xué)科的探索：19世紀(jì)末期，地學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、醫(yī)學(xué)和一些工程技術(shù)學(xué)科的學(xué)者分別從本學(xué)科的角度開(kāi)始對(duì)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行探索和研究。環(huán)境科學(xué)的孕育：20世紀(jì)50年代，在地學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、醫(yī)學(xué)和一些工程技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ)上，逐漸形成了一些新的邊緣學(xué)科，如環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境物理學(xué)、環(huán)境醫(yī)學(xué)、環(huán)境工程學(xué)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境管理學(xué)等等，在這些分支學(xué)科的基礎(chǔ)上，孕育著環(huán)境科學(xué)。環(huán)境生物學(xué)-緒論環(huán)境科學(xué)的形成：1972年，英國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家B.沃德、美國(guó)微生物學(xué)家R.杜德斯主編出版了《只有一個(gè)地球》一書(shū)，該書(shū)被認(rèn)為是環(huán)境科學(xué)的一部緒論性質(zhì)的著作，從此形成了環(huán)境科學(xué)相對(duì)獨(dú)立的研究體系。環(huán)境科學(xué)的新境界：1992年，在里約熱內(nèi)盧會(huì)議上提出了“可持續(xù)發(fā)展”的新概念。在這一新發(fā)展觀的指導(dǎo)下，環(huán)境科學(xué)又進(jìn)入了一個(gè)更高的境界，將從此發(fā)展成為一門(mén)嶄新的、獨(dú)立的科學(xué)。2.3環(huán)境科學(xué)的內(nèi)容（略）環(huán)境生物學(xué)-緒論3環(huán)境生物學(xué)概述

3.1環(huán)境生物學(xué)的定義、研究對(duì)象和目的什么是環(huán)境生物學(xué)？環(huán)境生物學(xué)是研究生物與受人類(lèi)干擾的環(huán)境之間相互作用規(guī)律及其機(jī)理的科學(xué)。環(huán)境生物學(xué)的研究對(duì)象環(huán)境生物學(xué)的研究對(duì)象是生物與受人類(lèi)干擾的環(huán)境之間相互關(guān)系環(huán)境生物學(xué)-緒論環(huán)境生物學(xué)的研究目的環(huán)境生物學(xué)的研究目的：在于為人類(lèi)維護(hù)生態(tài)健康，保護(hù)和改善環(huán)境，為合理利用自然和自然資源提供科學(xué)基礎(chǔ)，促進(jìn)環(huán)境和生物的相互關(guān)系以有利于人類(lèi)的生存和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

環(huán)境生物學(xué)的形成和發(fā)展環(huán)境生物學(xué)-緒論3.2環(huán)境生物學(xué)的任務(wù)與研究?jī)?nèi)容任務(wù)闡明環(huán)境污染的生物學(xué)或生態(tài)學(xué)效應(yīng)探索生物對(duì)環(huán)境污染的凈化原理探討自然保護(hù)生物學(xué)和恢復(fù)生態(tài)學(xué)、保護(hù)生態(tài)學(xué)的原理與方法研究?jī)?nèi)容環(huán)境污染的生物效應(yīng)環(huán)境污染的生物凈化保護(hù)生態(tài)學(xué)環(huán)境生物學(xué)-緒論3.4環(huán)境生物學(xué)的研究方法野外調(diào)查和試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)?zāi)M研究環(huán)境生物學(xué)-緒論3.5環(huán)境生物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)目前發(fā)展的趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：生態(tài)毒理學(xué)研究生態(tài)毒理學(xué)（Ecotoxicology）是研究環(huán)境壓力對(duì)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的種群和群落的生態(tài)學(xué)和毒理學(xué)效應(yīng)，以及物質(zhì)或因素的遷移途徑和與環(huán)境相互主要規(guī)律。環(huán)境生物學(xué)-緒論環(huán)境生物學(xué)正向宏觀和微觀兩極方向深入發(fā)展：宏觀領(lǐng)域內(nèi)，研究對(duì)象已由個(gè)體、種群、群落轉(zhuǎn)移到生態(tài)系統(tǒng)和景觀生態(tài)，向在生態(tài)系統(tǒng)水平上評(píng)價(jià)生態(tài)效應(yīng)的方法和模型發(fā)展；在微觀領(lǐng)域，采用分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等生物學(xué)方法和技術(shù)，研究污染物及其代謝物與生物大分子及細(xì)胞的相互作用等。環(huán)境生物學(xué)-緒論環(huán)境污染的生物凈化研究開(kāi)發(fā)對(duì)高濃度有機(jī)廢水、生物難降解物質(zhì)、氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等能有效去除的新工藝和新方法。環(huán)境生物技術(shù)環(huán)境質(zhì)量的生物監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)的發(fā)展污染凈化和受損環(huán)境修復(fù)的生物技術(shù)保護(hù)生態(tài)學(xué)自然保護(hù)生態(tài)學(xué)恢復(fù)生態(tài)學(xué)環(huán)境生物學(xué)-緒論3.6環(huán)境生物學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系與生態(tài)學(xué)學(xué)科的關(guān)系生態(tài)學(xué)的研究重點(diǎn)在生態(tài)系統(tǒng)和生物圈各組成成分之間的相互關(guān)系。環(huán)境生物學(xué)是以生態(tài)學(xué)的基本原理作為其理論基礎(chǔ)的，但其研究的環(huán)境是以人類(lèi)為主體的環(huán)境，從研究的切入點(diǎn)和研究層次上兩者是不同的。環(huán)境生物學(xué)-緒論與毒理學(xué)學(xué)科的關(guān)系毒理學(xué)是研究外來(lái)化合物對(duì)生物體毒性作用的一門(mén)學(xué)科。環(huán)境生物學(xué)在毒理學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步應(yīng)用生態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)及生物物理學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科對(duì)環(huán)境污染物的毒作用機(jī)理、影響其毒性作用的各種因素和控制規(guī)律等眾多內(nèi)容進(jìn)行深入研究。環(huán)境生物學(xué)-緒論本課程的重點(diǎn)內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求環(huán)境污染的生物效應(yīng)要求：理解污染物在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和積累的生物學(xué)規(guī)律以及在各個(gè)水平上對(duì)生物的影響和危害，在此基礎(chǔ)上，掌握環(huán)境污染的生物監(jiān)測(cè)與生物評(píng)價(jià)的基本理論和方法。環(huán)境污染的生物凈化：要求：理解環(huán)境污染生物凈化的基本原理和方法，理解生物降解的規(guī)律、原理和途徑，了解現(xiàn)代生物技術(shù)在污染物生物凈化中的應(yīng)用。環(huán)境生物學(xué)-緒論思考題：環(huán)境生物學(xué)在環(huán)境科學(xué)研究中有哪些作用？應(yīng)如何開(kāi)展環(huán)境生物學(xué)的研究？環(huán)境生物學(xué)-緒論環(huán)境生物學(xué)環(huán)境生物學(xué)主講：南旭陽(yáng)電話(huà)：；0577—88379930E—mail:nxy@.cn環(huán)境生物學(xué)-緒論第一篇環(huán)境污染的生物效應(yīng)

環(huán)境生物學(xué)-緒論第一章環(huán)境污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為本章將討論以下內(nèi)容：環(huán)境污染概述污染物在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化污染物在生物體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化污染物在生物體內(nèi)的濃縮、積累和放大生物對(duì)污染物在環(huán)境中行為的影響環(huán)境生物學(xué)-緒論

1環(huán)境污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為

1.1環(huán)境污染概述什么是環(huán)境污染（EnvironmentalPollution）？通常，環(huán)境污染主要指人類(lèi)活動(dòng)所引起的環(huán)境質(zhì)量下降而有害于人類(lèi)及其它生物的正常生存和發(fā)展的現(xiàn)象。而自然過(guò)程引起的同類(lèi)現(xiàn)象稱(chēng)為自然突變或異常。環(huán)境污染的分類(lèi)生物污染化學(xué)污染物理污染按污染物性質(zhì)廢氣污染廢水污染固體廢棄物污染噪聲污染輻射污染按污染物形態(tài)環(huán)境生物學(xué)-緒論環(huán)境效應(yīng)——環(huán)境污染所導(dǎo)致的環(huán)境變化環(huán)境生物效應(yīng)：指各種環(huán)境因素變化而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變異的結(jié)果。環(huán)境化學(xué)效應(yīng)：在多種環(huán)境條件的影響下，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)所引起的環(huán)境效果。如：酸雨、光化學(xué)煙霧等。環(huán)境物理效應(yīng)：物理作用引起的環(huán)境效果。如熱污染、噪聲污染等。環(huán)境生物學(xué)-緒論污染源（PollutionSource）工業(yè)污染源農(nóng)業(yè)污染源交通運(yùn)輸污染源生活污染源環(huán)境生物學(xué)-緒論污染物的自然來(lái)源（NaturalSource）:自然界向環(huán)境排放，如：活動(dòng)的火山或礦床；交通工業(yè)農(nóng)業(yè)污染物的人為來(lái)源（ArtificialSource）:來(lái)自人類(lèi)活動(dòng)，影響范圍廣、危害大，如工業(yè)三廢圖1-1污染源示意圖環(huán)境生物學(xué)-緒論污染物（Pollutant）污染物指進(jìn)入環(huán)境后使環(huán)境的正常組成結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和性質(zhì)發(fā)生變化，直接或間接有害于人類(lèi)的生存和發(fā)展的物質(zhì)。生產(chǎn)性污染物和生活污染物一次污染物和二次污染物：二次污染物是指進(jìn)人大氣的一次污染物之間相互作用或一次污染物與正常大氣組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以及在太陽(yáng)輻射線(xiàn)的參與下引起光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的新的污染物，它常比一次污染物對(duì)環(huán)境和人體的危害更為嚴(yán)重。環(huán)境生物學(xué)-緒論優(yōu)先污染物（PriorityPollutant）：指在眾多的污染物中篩選出的潛在危險(xiǎn)大的作為優(yōu)先研究和控制對(duì)象的污染物，亦稱(chēng)優(yōu)先控制污染物。主要針對(duì)下列污染物：有毒有機(jī)化學(xué)污染物、生物難降解性物質(zhì)、具有生物積累性、三致性的污染物環(huán)境生物學(xué)-緒論小結(jié)環(huán)境污染的特點(diǎn)：影響范圍大作用時(shí)間長(zhǎng)污染物濃度低、情況復(fù)雜污染容易、治理難環(huán)境生物學(xué)-緒論1.2污染物在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化

1.2.1污染物在環(huán)境中的遷移遷移的定義：遷移是指污染物在環(huán)境中發(fā)生的空間位置的移動(dòng)及其引起的富集、分散和消失的過(guò)程。污染物進(jìn)入環(huán)境的途徑包括：（1）人類(lèi)活動(dòng)過(guò)程中無(wú)意排放（2）工業(yè)三廢（3）人類(lèi)活動(dòng)過(guò)程中故意應(yīng)用環(huán)境生物學(xué)-緒論注：進(jìn)入環(huán)境的污染物可以在各個(gè)環(huán)境要素（水、氣、土）中發(fā)生遷移并輸送到很遠(yuǎn)的距離。污染物的長(zhǎng)距離傳送，往往由局部性污染引發(fā)區(qū)域性污染甚至全球性污染，這也是環(huán)境污染成為當(dāng)代主要環(huán)境問(wèn)題的原因之一。環(huán)境生物學(xué)-緒論污染物在環(huán)境中的遷移方式機(jī)械遷移（1）水的機(jī)械遷移作用（2）氣的機(jī)械遷移作用（3）重力的機(jī)械遷移作用生物遷移例：生物通過(guò)食物鏈對(duì)重金屬的放大積累作用環(huán)境生物學(xué)-緒論物理－化學(xué)遷移★污染物在環(huán)境中遷移的最重要的形式。（1）溶解－沉淀作用、絡(luò)合－螯合作用、吸附－解吸作用、氧化－還原作用、水解作用（2）化學(xué)分解、光化學(xué)分解、生物化學(xué)分解環(huán)境生物學(xué)-緒論影響遷移的因素：內(nèi)部因素污染物自身的物理化學(xué)性質(zhì)：組成該物質(zhì)的元素所具有的組成化合物的能力、形成不同的電價(jià)離子能力、水解能力、形成絡(luò)合物的能力、被膠體吸附的能力原子的電負(fù)性、離子半徑、電價(jià)、離子電位和化合物的鍵性、溶解度等都是影響遷移的主要理化參數(shù)。環(huán)境生物學(xué)-緒論外部因素酸堿條件氧化－還原條件膠體的種類(lèi)、數(shù)量絡(luò)合配位體的數(shù)量、性質(zhì)環(huán)境生物學(xué)-緒論1.2.2污染物的形態(tài)和分布（FormandDistributionofPollutant）污染物的形態(tài)定義：指環(huán)境中污染物的外部形狀、化學(xué)組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)形式。污染物的存在形態(tài)包括：價(jià)態(tài)，如Cr（VI）、Cr（III）化合態(tài)，如有機(jī)汞和無(wú)機(jī)汞結(jié)構(gòu)態(tài)，如同分異構(gòu)體絡(luò)合態(tài)環(huán)境生物學(xué)-緒論幾種重要的形態(tài)分類(lèi)離子態(tài)代換態(tài)膠體有機(jī)結(jié)合態(tài)難溶態(tài)環(huán)境生物學(xué)-緒論污染物的分布污染物的分布定義：指污染物在環(huán)境多組分間分布，不僅指在環(huán)境空間的濃度分布，而且還指污染物不同形態(tài)、不同相態(tài)之間的分配。例：汞形態(tài)的分布環(huán)境生物學(xué)-緒論1.2.3污染物在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化（TransformationofPollutant）轉(zhuǎn)化的定義指污染物在環(huán)境中通過(guò)物理、化學(xué)或生物的作用改變形態(tài)或轉(zhuǎn)變成另一種物質(zhì)的過(guò)程。轉(zhuǎn)化的結(jié)果：兩種可能：污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)或易降解結(jié)構(gòu)污染物的毒性增強(qiáng)或轉(zhuǎn)化為難降解結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化的形式物理轉(zhuǎn)化化學(xué)轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化環(huán)境生物學(xué)-緒論大氣中的轉(zhuǎn)化：以光化學(xué)氧化、催化氧化反應(yīng)為主大氣中的轉(zhuǎn)化例一：光化學(xué)煙霧（PhotochemicalSmog）光化學(xué)煙霧是大氣中氮氧化物和碳?xì)浠衔镌谧贤饩€(xiàn)照射下反應(yīng)生成的多種污染物的混合物。光化學(xué)煙霧最具危害的兩種物質(zhì)是臭氧(O3)和過(guò)氧乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates,PAN)。例二：酸雨（AcidRain）環(huán)境生物學(xué)-緒論圖1－2光化學(xué)煙霧實(shí)例環(huán)境生物學(xué)-緒論**圖1-3光化學(xué)煙霧形成過(guò)程環(huán)境生物學(xué)-緒論自然源、電廠以及內(nèi)燃機(jī)等排放出的污染物在大氣中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生導(dǎo)致酸沉降的化學(xué)物質(zhì)。圖1－4酸沉降形成示意圖環(huán)境生物學(xué)-緒論氧化－還原作用天然水體本身是一個(gè)氧化－還原體系，含有多種無(wú)機(jī)、有機(jī)氧化劑和還原劑，如DO、Fe3+、Mn4+、S2－、有機(jī)化合物等，對(duì)污染物的轉(zhuǎn)化起重要作用。水體中的氧化還原類(lèi)型、速率和平衡，在很大程度上決定了水中重要污染物的性質(zhì)。如：厭氧性湖泊水體中的許多氧化還原反應(yīng)均為微生物催化反應(yīng)。水體中的轉(zhuǎn)化環(huán)境生物學(xué)-緒論配合作用無(wú)機(jī)配位體：OH－、Cl－、CO32-、HCO3－等有機(jī)配位體：土壤中的轉(zhuǎn)化土壤是環(huán)境中微生物最活躍的場(chǎng)所，故生物降解起重要作用。生物降解作用環(huán)境生物學(xué)-緒論氧垂曲線(xiàn)（OxygenSagCurve）氧垂曲線(xiàn)的定義在河流受到有機(jī)物污染時(shí)，由于有機(jī)物的氧化分解作用，水體的DO發(fā)生變化。從污染源到河流下游一定距離內(nèi)，可繪制一條DO逐漸變化的曲線(xiàn)，稱(chēng)之為氧垂曲線(xiàn)。環(huán)境生物學(xué)-緒論根據(jù)有機(jī)物在水體中分解變化和DO的變化，可把受污河流分成幾段:

清潔區(qū)分解區(qū)腐敗區(qū)恢復(fù)區(qū)清潔區(qū)環(huán)境生物學(xué)-緒論1.2.4污染物的生物地球化學(xué)循環(huán)生物地球化學(xué)循環(huán)的概念指生物的合成作用和礦化作用所引起的污染物周而復(fù)始的循環(huán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。注：合成作用指生物（主要是綠色植物）將吸收的環(huán)境化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樯矬w本身的有機(jī)物質(zhì)的過(guò)程。

礦化作用指生物通過(guò)代謝作用（包括微生物的分解作用）將生物體的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物質(zhì)或簡(jiǎn)單的有機(jī)物。循環(huán)過(guò)程循環(huán)機(jī)理環(huán)境生物學(xué)-緒論1.3污染物在生物體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)運(yùn)（Bio－transportorBiotransport）的概念生物轉(zhuǎn)運(yùn)：是指環(huán)境污染物經(jīng)各種途徑和方式同生物機(jī)體接觸而被吸收、分布和排泄等過(guò)程的總稱(chēng)。這些過(guò)程都需要通過(guò)細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)。1.3.1生物轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)境生物學(xué)-緒論細(xì)胞膜（生物膜）有多種：細(xì)胞質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、線(xiàn)粒體膜、核膜等；它們基本的化學(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)、功能有共同的特征。一般細(xì)胞膜由蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子（主要是磷脂類(lèi)）組成環(huán)境生物學(xué)-緒論細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)圖環(huán)境生物學(xué)-緒論紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)環(huán)境生物學(xué)-緒論污染物透過(guò)細(xì)胞膜（生物膜）的方式1被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(PassiveTransport)（1）簡(jiǎn)單擴(kuò)散：環(huán)境污染物由生物膜的高濃度一側(cè)，透過(guò)生物膜向低濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)，這是脂溶性有機(jī)化合物的主要轉(zhuǎn)運(yùn)方式。

2易化擴(kuò)散：環(huán)境污染物與生物膜的載體結(jié)合，由生物膜高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)。（2）濾過(guò)：是環(huán)境污染物通過(guò)生物膜上的親水性孔道的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程環(huán)境生物學(xué)-緒論4胞飲作用(Pinocytosis)和吞噬作用細(xì)胞可通過(guò)細(xì)胞膜的變形移動(dòng)和收縮（生物膜具有可塑性和流動(dòng)性）把顆粒狀物質(zhì)和液粒包圍起來(lái)最后攝入細(xì)胞內(nèi)。3主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(ActiveTransport)

環(huán)境污染物由生物膜低濃度一側(cè)逆濃度梯度向高濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)。這種轉(zhuǎn)運(yùn)需要消耗細(xì)胞代謝能量，是水溶性大分子化合物的主要轉(zhuǎn)運(yùn)形式。

如白細(xì)胞吞噬作用(Phagocytosis)及肝、脾網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)清除血液中的毒物，都具有重要意義。

污染物以何種方式通過(guò)細(xì)胞膜，主要取決于污染物本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)及各種組織細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特征。環(huán)境生物學(xué)-緒論污染物透過(guò)細(xì)胞膜的方式

特點(diǎn)方式濃度梯度有無(wú)載體是否耗能其它特點(diǎn)簡(jiǎn)單擴(kuò)散高濃度低濃度（順）無(wú)否脂溶性有機(jī)化合物的主要轉(zhuǎn)運(yùn)方式濾過(guò)過(guò)程通過(guò)膜上的親水性孔道主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)低濃度高濃度（逆）有耗能水溶性大分子化合物的主要方式易化擴(kuò)散高濃度低濃度（順）有否胞飲作用內(nèi)吞物質(zhì)為液體吞噬作用內(nèi)吞物質(zhì)為固體物質(zhì)環(huán)境生物學(xué)-緒論污染物的吸收（AbsorptionofPollutant）：指污染物在多種因素影響下，自接觸部位透過(guò)體內(nèi)細(xì)胞膜進(jìn)入血液循環(huán)的過(guò)程。動(dòng)物吸收的主要途徑有：呼吸系統(tǒng)、消化管和皮膚（1）呼吸系統(tǒng)吸收特點(diǎn):吸收對(duì)象主要針對(duì)氣體、蒸汽、氣溶膠等形式的污染物。吸收方式多以被動(dòng)擴(kuò)散的方式，通過(guò)呼吸膜吸收入血。主要部位例如：肺，肺泡數(shù)量多，表面積大，遍布毛細(xì)血管，便于污染物經(jīng)肺迅速吸收進(jìn)入血管。環(huán)境生物學(xué)-緒論（2）消化管吸收特點(diǎn)：吸收對(duì)象主要為飲水和由大氣、水、土壤進(jìn)入食物鏈中的污染物。吸收方式多以簡(jiǎn)單擴(kuò)散方式通過(guò)細(xì)胞膜而被吸收。主要部位如胃和小腸。（3）皮膚吸收：如有機(jī)磷農(nóng)藥可透過(guò)完整皮膚引起中毒。環(huán)境生物學(xué)-緒論植物吸收的主要途徑：（1）根部吸收以及隨后隨蒸騰流而輸送到植物各部分；（2）通過(guò)植物葉片上的氣孔從周?chē)諝庵形瘴廴疚铮侵参飳?duì)大氣污染物吸收的主要方式；（3）有機(jī)化合物的蒸汽經(jīng)過(guò)植物地上部分表皮滲透而攝入體內(nèi)環(huán)境生物學(xué)-緒論污染物的體內(nèi)分布指污染物質(zhì)被吸收后或其代謝轉(zhuǎn)化物質(zhì)形成后，由血液轉(zhuǎn)送至機(jī)體各組織；與組織成分結(jié)合；從組織返回血液；以及再反復(fù)等過(guò)程。1、脂溶性污染物質(zhì)易于通過(guò)生物膜；2、污染物質(zhì)常與血液中的血漿蛋白結(jié)合；3、有些污染物質(zhì)可與血液的紅細(xì)胞或血管外組織蛋白向結(jié)合；環(huán)境生物學(xué)-緒論污染物的排泄指進(jìn)入機(jī)體的環(huán)境污染物及其代謝產(chǎn)物被機(jī)體清除的過(guò)程。排泄的主要途徑是通過(guò)腎臟進(jìn)入尿液和通過(guò)肝臟的膽汁進(jìn)入糞便，有的環(huán)境污染物還可隨同呼出的氣體、汁液等排出體外。1、腎排泄2、肝膽系統(tǒng)的膽汁排泄3、腸道排泄環(huán)境生物學(xué)-緒論1.3.2污染物在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化（Biotransformation）的概念生物轉(zhuǎn)化指外源化合物進(jìn)入生物機(jī)體后在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化作用下的代謝變化過(guò)程。注1：外源化合物（Xenobioticcompounds）：指除了營(yíng)養(yǎng)元素及維持正常生理功能和生命所必需的物質(zhì)以外，存在于環(huán)境之中，可與機(jī)體接觸并進(jìn)入機(jī)體引起機(jī)體發(fā)生生物學(xué)變化的物質(zhì)。又叫外來(lái)化合物或外源性生物活性物質(zhì)。例如：藥物、日用化學(xué)品、食品添加劑、環(huán)境污染物等。環(huán)境生物學(xué)-緒論注2：內(nèi)源性化合物指生物機(jī)體正常的生理活動(dòng)產(chǎn)生的物質(zhì)。注3：酶（Enzyme）是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，能在體內(nèi)和體外起同樣催化作用的一類(lèi)具有活性中心和特殊構(gòu)象的生物大分子，包括蛋白質(zhì)和核酸。注4：生物轉(zhuǎn)化的主要場(chǎng)所是肝臟，其它有肺、胃、腸、皮膚等。生物外源性物質(zhì)是指那些人工合成的，具有不被現(xiàn)有降解酶系所識(shí)別和作用的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵序列的化合物，簡(jiǎn)而言之，就是不能被生物降解的化合物。如DDT、六六六、多氯聯(lián)苯、染料、塑料、合成橡膠等。環(huán)境生物學(xué)-緒論生物轉(zhuǎn)化的過(guò)程相I過(guò)程（反應(yīng)）外源性化合物在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化下經(jīng)由氧化、還原或水解反應(yīng)改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，形成某些活性基團(tuán)（－OH、－SH、－COOH、－NH2）或進(jìn)一步使這些活性基團(tuán)暴露。相II過(guò)程（反應(yīng)）相I過(guò)程產(chǎn)生的一級(jí)代謝物在另外的酶系統(tǒng)催化下通過(guò)上述活性基團(tuán)與細(xì)胞內(nèi)的某些化合物結(jié)合，生成結(jié)合產(chǎn)物（二級(jí)代謝物）或帶有某些基團(tuán)的外源性化合物與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)結(jié)合反應(yīng)。環(huán)境生物學(xué)-緒論排出體外外源性化合物一級(jí)代謝物

結(jié)合產(chǎn)物（二級(jí)代謝物）毒害作用過(guò)程I（相I反應(yīng)）圖1－5生物轉(zhuǎn)化過(guò)程示意圖過(guò)程II（相II反應(yīng)）環(huán)境生物學(xué)-緒論相I反應(yīng)的主要類(lèi)型：氧化反應(yīng)：微粒體混合功能氧化酶參與的反應(yīng)，例如脂肪族羥化非微粒體反應(yīng)還原反應(yīng)：微粒體還原非微粒體還原水解反應(yīng)相II反應(yīng)的主要類(lèi)型：（P49--51）環(huán)境生物學(xué)-緒論一、生物轉(zhuǎn)化中的酶酶是一類(lèi)由細(xì)胞制造和分泌的、以蛋白質(zhì)為主要成分的、具有催化活性的生物催化劑。酶催化作用的特點(diǎn)：

1、催化專(zhuān)一性高

2、酶催化效率高

3、酶催化需要溫和的外界條件環(huán)境生物學(xué)-緒論二、若干重要輔酶的功能1、FMN和FAD2、NAD+和NADP+3、輔酶Q4、細(xì)胞色素酶系的輔酶5、輔酶A環(huán)境生物學(xué)-緒論環(huán)境生物學(xué)-緒論環(huán)境生物學(xué)-緒論環(huán)境生物學(xué)-緒論其作用是在酶促反應(yīng)中擔(dān)任遞氫任務(wù),其作用見(jiàn)下圖環(huán)境生物學(xué)-緒論細(xì)胞色素酶系的輔酶主要有細(xì)胞色素b、c1、c、a和a3等幾種在反應(yīng)中擔(dān)當(dāng)傳遞電子作用，見(jiàn)下圖環(huán)境生物學(xué)-緒論輔酶A是一種轉(zhuǎn)移酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中起著傳遞酰基的作用環(huán)境生物學(xué)-緒論三、生物氧化中的氫傳遞過(guò)程生物氧化是指有機(jī)物質(zhì)在機(jī)體細(xì)胞內(nèi)的氧化，并伴隨有能量的釋放。放出的能量主要通過(guò)二磷酸腺苷與正磷酸合成三磷酸腺苷而被暫時(shí)存放。反應(yīng)見(jiàn)下圖環(huán)境生物學(xué)-緒論腺苷部分的結(jié)構(gòu)間下圖環(huán)境生物學(xué)-緒論氫傳遞過(guò)程的幾種分類(lèi)1、有氧氧化中以分子氧為直接受氫體的遞氫過(guò)程；2、有氧氧化中以分子氧為間接受氫體的遞氫過(guò)程；3、無(wú)氧氧化中有機(jī)底物轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)物作受氫體的遞氫過(guò)程；4、無(wú)氧氧化中某些無(wú)機(jī)含氧化合物作受氫體的遞氫過(guò)程環(huán)境生物學(xué)-緒論1、有氧氧化中以分子氧為直接受氫體的遞氫過(guò)程環(huán)境生物學(xué)-緒論2、有氧氧化中以分子氧為間接受氫體的遞氫過(guò)程環(huán)境生物學(xué)-緒論3、無(wú)氧氧化中有機(jī)底物轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)物作受氫體的遞氫過(guò)程環(huán)境生物學(xué)-緒論4、無(wú)氧氧化中某些無(wú)機(jī)含氧化合物作受氫體的遞氫過(guò)程環(huán)境生物學(xué)-緒論四、耗氧有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解耗氧有機(jī)污染物質(zhì)是生物殘?bào)w、排放廢水和廢棄物中的糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)等較易生物降解的有機(jī)物質(zhì)。1、糖類(lèi)的微生物降解降解途徑：

1）多糖水解成單糖

2）單糖酵解成丙酮酸

3）丙酮酸的轉(zhuǎn)化環(huán)境生物學(xué)-緒論2、脂肪的微生物降解降解途徑：

1）脂肪水解成脂肪酸和甘油；

2）甘油的轉(zhuǎn)化；

3）脂肪酸的轉(zhuǎn)化；環(huán)境生物學(xué)-緒論1）脂肪水解成脂肪酸和甘油環(huán)境生物學(xué)-緒論2）甘油的轉(zhuǎn)化環(huán)境生物學(xué)-緒論3）脂肪酸的轉(zhuǎn)化環(huán)境生物學(xué)-緒論3、蛋白質(zhì)的微生物降解基本途徑

1）蛋白質(zhì)水解成氨基酸

2）氨基酸脫氨成脂肪酸4、甲烷發(fā)酵

環(huán)境生物學(xué)-緒論五、有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類(lèi)型有毒有機(jī)物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化的主要反映類(lèi)型如下：1、耗氧反應(yīng)類(lèi)型

1）混合功能氧化酶加氧氧化

2）脫氫酶脫氫氧化

3）氧化酶氧化環(huán)境生物學(xué)-緒論1）混合功能氧化酶加氧氧化環(huán)境生物學(xué)-緒論2）脫氫酶脫氫氧化醇氧化成醛醇氧化成酮醛氧化成羧基環(huán)境生物學(xué)-緒論3）氧化酶氧化氧化酶是伴隨有氫原子或電子轉(zhuǎn)移，以分子氧為直接受氫體的酶類(lèi)。例如：環(huán)境生物學(xué)-緒論2、還原反應(yīng)類(lèi)型

1）可逆脫氫酶加氫還原；

2）消極還原酶還原；

3）偶氮還原酶還原；

環(huán)境生物學(xué)-緒論4）還原脫氯酶還原環(huán)境生物學(xué)-緒論3、水解反應(yīng)類(lèi)型

1）羧酸酯酶使脂肪簇脂水解

2）芳香酯酶使芳香簇脂水解

3）磷脂酶使磷酸酯水解環(huán)境生物學(xué)-緒論4）酰胺酶使酰胺水解環(huán)境生物學(xué)-緒論4、若干重要結(jié)合反應(yīng)類(lèi)型

1）葡萄糖醛酸結(jié)合

2）硫酸結(jié)合

3）谷胱甘肽結(jié)合環(huán)境生物學(xué)-緒論六、有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解下面介紹幾種有機(jī)毒物微生物降解的途徑1、烴類(lèi)

1）正烷烴的講解

2）烯烴的微生物降解途徑主要是烯的飽和末端氧化，再經(jīng)與正烷烴相同的途徑成為不飽和脂肪酸

3）苯的微生物降解途徑

4）苯系化合物的講解環(huán)境生物學(xué)-緒論2、農(nóng)藥的降解

1）苯氧乙酸的降解

2）有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑對(duì)硫磷的可能降解途徑

3）DDT降解環(huán)境生物學(xué)-緒論1）苯氧乙酸的降解環(huán)境生物學(xué)-緒論2）有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑對(duì)硫磷的可能降解途徑環(huán)境生物學(xué)-緒論3）DDT降解環(huán)境生物學(xué)-緒論DDT的主要降解途徑是：在微生物還原脫氯酶作用下，脫氯和脫氯化氫環(huán)境生物學(xué)-緒論七、氨及硫的微生物轉(zhuǎn)化

1、氮的微生物轉(zhuǎn)化1）氮的主要形態(tài)：（1）分子氮（2）生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸等有機(jī)氮化物，以及生物殘?bào)w變成的各種有機(jī)氮化合物（3）氮形態(tài)的生物轉(zhuǎn)化：同化、氨化、消化、反硝化和固氮。2）反硝化（1）硝酸鹽還原成亞硝酸（2）硝酸鹽還原成氮?dú)猓?）硝酸鹽還原成亞硝酸鹽和氨環(huán)境生物學(xué)-緒論2、硫的微生物轉(zhuǎn)化1）硫化氫、單質(zhì)硫等在微生物作用下氧化生成硫酸（硫化）2）硫酸鹽、亞硫酸鹽在微生物作用下還原生成硫化氫（反硫化）3）海水中硫酸鹽還原生成硫化氫環(huán)境生物學(xué)-緒論八、重金屬元素的微生物轉(zhuǎn)化1、汞汞的生物甲基化生物作用還原轉(zhuǎn)化汞2、砷砷的微生物甲基化微生物使砷去甲基化環(huán)境生物學(xué)-緒論九、污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化速率1、酶促反應(yīng)的速率

1）米氏方程：

2）影響酶促反應(yīng)速率的因數(shù)（1）pH的影響（2）溫度的影響（3）抑制劑的影響環(huán)境生物學(xué)-緒論2、微生物反應(yīng)的速率

1）微生物反應(yīng)速率方程：L=L0e-kt2）影響微生物反應(yīng)速率的因素

鏈長(zhǎng)規(guī)律鏈分子規(guī)律取代規(guī)律

環(huán)境條件：pH、溫度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溶解氧、共存物質(zhì)環(huán)境生物學(xué)-緒論影響生物轉(zhuǎn)化的因素物種差異和個(gè)體差異由各自的遺傳因素決定，主要表現(xiàn)在體內(nèi)酶的種類(lèi)和活力不同上。飲食營(yíng)養(yǎng)狀況蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、維生素等營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)會(huì)不同方式地影響生物轉(zhuǎn)化作用。生理因素年齡因素性別因素激素和晝夜規(guī)律：機(jī)體在每日不同時(shí)間的生物轉(zhuǎn)化能力有高低差異，與內(nèi)分泌功能的晝夜規(guī)律有關(guān)。代謝酶的抑制和誘導(dǎo)環(huán)境生物學(xué)-緒論小結(jié)任何一種外源性化合物的生物轉(zhuǎn)化方式不是簡(jiǎn)單的，它們可同時(shí)進(jìn)行不同的氧化還原或水解反應(yīng)，此后又可繼續(xù)進(jìn)行不同類(lèi)型的結(jié)合反應(yīng)。生物轉(zhuǎn)化的結(jié)果有兩方面：解毒作用（失活）：使外源性化合物毒性降低，易于排出，或使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诒黄渌⑸锼到獾幕衔?。增毒作用（活化）：使其毒性增加環(huán)境生物學(xué)-緒論1.4環(huán)境污染物在生物體內(nèi)的濃縮、積累和放大基本概念：生物濃縮（Bioconcentration）指生物機(jī)體或處于同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的許多生物種群，從周?chē)h(huán)境中蓄積某種元素或難分解化合物，使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過(guò)環(huán)境中的濃度的現(xiàn)象，又稱(chēng)生物學(xué)濃縮、生物學(xué)富集。生物濃縮系數(shù)KBCF

（BioconcentrationFactor）KBCF＝物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度/物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的濃度環(huán)境生物學(xué)-緒論生物積累（Bioaccumulation）指生物在其整個(gè)代謝活躍期間通過(guò)吸收、吸附、吞食等各種過(guò)程，從周?chē)h(huán)境中蓄積某些元素或難分解化合物，以致隨著生長(zhǎng)發(fā)育，濃縮系數(shù)不斷增大的現(xiàn)象，又稱(chēng)生物學(xué)積累。生物放大（Biomagnification）指在生態(tài)系統(tǒng)中，由于高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物以低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為食物，某元素或難分解化合物在生物機(jī)體中濃度隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)的提高而逐步增大的現(xiàn)象，又稱(chēng)生物學(xué)放大。環(huán)境生物學(xué)-緒論思考：許多生物外源性物質(zhì)在環(huán)境中的含量很低，通常在ppb級(jí)，為什么這么低的濃度還會(huì)引起嚴(yán)重的問(wèn)題？思考：三個(gè)概念的有何區(qū)別？有何意義？生物濃縮：C體內(nèi)>C環(huán)境生物積累：t（生長(zhǎng)期），KBCF生物放大：營(yíng)養(yǎng)級(jí)，KBCF------這正是由于生物放大作用造成的，這樣的生物外源性物質(zhì)必須滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：一、難以生物降解；二、具有親脂性。環(huán)境生物學(xué)-緒論生物濃縮系數(shù)的測(cè)定平衡濃縮系數(shù)：物質(zhì)交換達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的濃縮系數(shù)。測(cè)定方法：優(yōu)缺點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)法：條件易于控制，但數(shù)值不夠準(zhǔn)確野外調(diào)查法：數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)，但技術(shù)難度大，可能時(shí)間周期長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方法：節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間，更適合大個(gè)體生物影響因素生理因素：如生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、大小、年齡環(huán)境因素：如污染物的濃度、化學(xué)形態(tài)、環(huán)境溫度、pH值、光照條件及季節(jié)環(huán)境生物學(xué)-緒論表1－2汞在水生物中的富集生物類(lèi)型汞濃度（ppm）濃縮系數(shù)食肉娃魚(yú)1-210000-20000小魚(yú)0.1-0.31000-3000低等動(dòng)物0.02-0.05200-500植物0.01-0.02100-200海水0.0001環(huán)境生物學(xué)-緒論生物濃縮機(jī)理和濃縮模型環(huán)境生物學(xué)-緒論qvCBiVBCBVTCTK2CTqvCBo血液組織圖1－6生物體某一組織生物濃縮的機(jī)理模型由此可知：生物組織中化合物的濃度不僅與該化合物在該組織中的代謝速率有關(guān)，還與進(jìn)出組織的血液中的化合物濃度差成正比。環(huán)境生物學(xué)-緒論影響生物濃縮的因素生物種的生物學(xué)特征不同組織器官的影響不同生育期與性別的關(guān)系污染物的性質(zhì)污染物濃度和作用時(shí)間環(huán)境條件環(huán)境生物學(xué)-緒論1.5生物對(duì)污染物在環(huán)境中行為的影響

1.5.1生物污染（BiologicalPollution）

環(huán)境中的病原微生物（PathogenicMicroorganism）例如：沙門(mén)氏菌、霍亂弧菌、腸道病毒等水體的富營(yíng)養(yǎng)化（Eutrophication）概念：指大量的氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素物質(zhì)進(jìn)入水體，使水中藻類(lèi)等浮游生物旺盛增殖，從而破壞水體的生態(tài)平衡的現(xiàn)象。不良后果：微生物代謝產(chǎn)物產(chǎn)生的污染硫化氫酸性礦水硝酸和亞硝酸微生物毒素指微生物在其生長(zhǎng)、代謝過(guò)程中所產(chǎn)生的毒素，可污染食品和環(huán)境，危害人類(lèi)健康。如黃曲霉毒素、葡萄球菌腸毒素、藻類(lèi)毒素等。環(huán)境生物學(xué)-緒論成因由黃鐵礦（FeS2）氧化所產(chǎn)生的硫酸引起，微生物與形成酸性礦水的整個(gè)過(guò)程密切相關(guān)。當(dāng)pH<3.5時(shí)，鐵細(xì)菌即氧化亞鐵硫桿菌可催化鐵的氧化，其它如氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵鐵桿菌都與酸性礦水的形成密切相關(guān)。危害酸性礦水中最有破壞性的組分是硫酸，有直接的毒性及其他不良影響。防治利用碳酸鈣礦石中和過(guò)量酸性礦水，但Fe(III)往往同時(shí)存在，反應(yīng)后，pH上升，F(xiàn)e(OH)3立即覆蓋在碳酸鈣礦石的表面成為不透水層，這種保護(hù)效應(yīng)阻止了碳酸鈣對(duì)酸的進(jìn)一步中和。酸性礦水環(huán)境生物學(xué)-緒論1.5.2金屬的生物轉(zhuǎn)化金屬的毒性影響因素：金屬的濃度、金屬的存在狀態(tài)例如，六價(jià)鉻比三價(jià)鉻毒得多；甲基汞的毒性比其他的汞化合物毒性大得多；有機(jī)錫比無(wú)機(jī)錫毒，有機(jī)錫中的烷基錫比芳香基錫毒，烷基錫中三烷基又比其他烷基錫毒。金屬的微生物轉(zhuǎn)化微生物對(duì)金屬的毒性轉(zhuǎn)化，主要是氧化還原和甲基化作用。環(huán)境生物學(xué)-緒論汞的轉(zhuǎn)化汞的存在形式無(wú)機(jī)汞：零價(jià)的金屬汞與一價(jià)汞鹽幾乎不溶;二價(jià)汞鹽除了硫化汞、碘化汞外幾乎均可溶解有機(jī)汞：汞易和有機(jī)基團(tuán)形成化合物，通常是以共價(jià)鍵連接在碳原子上形成有機(jī)汞。汞化合物的毒性難溶的汞——生物吸收困難，毒性很小易溶的汞——容易吸收，毒性很強(qiáng)（其中甲基汞的毒性最強(qiáng)）毒性體現(xiàn)：生物的神經(jīng)系統(tǒng)受到傷害，神經(jīng)麻痹以致引起死亡。環(huán)境生物學(xué)-緒論實(shí)例：日本的水俁灣甲基汞中毒事件就是典型的汞污染事件。這類(lèi)汞中毒一般都不是通過(guò)直接飲用水被汞污染造成，而是由于甲基汞在食物鏈積累并由水中的魚(yú)類(lèi)向上傳遞給人而引起的。環(huán)境生物學(xué)-緒論汞的甲基化汞的甲基化是由微生物形成的。魚(yú)類(lèi)體表粘液中有許多含有甲基化輔酶的微生物，他們將無(wú)機(jī)汞轉(zhuǎn)化為甲基汞，動(dòng)物和人體腸道腸道中的細(xì)菌大部分也具有這種功能，因此甲基汞中毒是由微生物造成的。汞甲基化微生物：細(xì)菌——甲烷菌、匙形梭菌、熒光假單胞菌、大腸埃希氏菌、產(chǎn)氣腸桿菌、巨大芽孢桿菌真菌——粗糙鏈孢霉、黑曲霉、釀酒酵母等。過(guò)程如下：

Hg2+

Hg+-CH3Hg(CH3)2

甲基化輔酶甲基化輔酶

-CH3

-CH3環(huán)境生物學(xué)-緒論甲基汞的降解事實(shí)上通常情況甲基汞在天然水體中的濃度十分低，這是由于不僅存在汞的甲基化，同時(shí)還存在甲基汞的降解，甲基汞可被生物還原為金屬汞。甲基汞降解微生物：檸檬酸桿菌、假單胞菌、節(jié)桿菌、隱球菌等。環(huán)境生物學(xué)-緒論小結(jié)生物意義：汞的甲基化與脫甲基化通常保持著一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡，從而使環(huán)境中的甲基汞濃度維持在低水平。但是，在有機(jī)污染嚴(yán)重、pH較低的環(huán)境中，容易形成和釋放甲基汞，對(duì)生物的危害較大。一方面甲基汞溶于水被魚(yú)、貝吸收濃縮，另一方面甲基汞還會(huì)逸出水體，進(jìn)入大氣，使污染擴(kuò)大。環(huán)境生物學(xué)-緒論其它重金屬的轉(zhuǎn)化與汞相似，重金屬普遍可被微生物甲基化;甲基化的重金屬普遍毒性提高，這些金屬包括砷、硒、鉛、錫、鎘、銻等。重金屬生物轉(zhuǎn)化的環(huán)境效應(yīng):微生物通過(guò)分泌作用或呼吸作用排出形成的有機(jī)金屬化合物，是微生物具有的一種對(duì)有毒金屬解毒方式；但被排出的金屬化合物，可能比其原形態(tài)對(duì)高等生物具更大的危害性。另一方面，微生物可將化合態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)化還原為單質(zhì)形式，這種轉(zhuǎn)移方式可暫時(shí)或永久地將金屬?gòu)纳锝佑|的環(huán)境中清除出去。環(huán)境生物學(xué)-緒論思考題污染物在環(huán)境中的遷移方式和轉(zhuǎn)化途徑有哪些？什么是生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化？污染物透過(guò)細(xì)胞膜的方式有哪些？有何特點(diǎn)？什么是生物濃縮、生物積累、生物放大和濃縮系數(shù)？環(huán)境生物學(xué)-緒論第二章污染物對(duì)生物的影響

環(huán)境生物學(xué)-緒論第一節(jié)污染物在生物化學(xué)和分子水平上的影響環(huán)境生物學(xué)-緒論一、生物機(jī)體酶的影響（一）

酶活性的誘導(dǎo)

1.

混合功能氧化酶（MFO）

混合功能氧化酶是污染物在體內(nèi)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化相Ⅰ過(guò)程中的關(guān)鍵酶系．是電子傳遞系統(tǒng)，存在于大多數(shù)組織的細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，肝臟中的活性較其他組織中活性要高．組成包括：細(xì)胞色素P450，NADPH細(xì)胞色素P450還原酶和磷脂．活性誘導(dǎo)劑：藥物誘導(dǎo)劑苯巴比妥型，致癌物誘導(dǎo)劑３－甲基膽蒽型，甾族誘導(dǎo)劑

環(huán)境生物學(xué)-緒論2.

抗氧化防御系統(tǒng)酶（1）超氧化歧化酶（SOD）許多化學(xué)污染物能誘導(dǎo)SOD活性：大氣污染物，直接作用氧化物，氧化還原循環(huán)化合物（2）谷胱甘肽過(guò)氧化酶（GPX）（3）過(guò)氧化氫酶（Ct）3.

谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶是污染物在體內(nèi)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化相Ⅱ過(guò)程中的重要酶．環(huán)境生物學(xué)-緒論（二）酶的抑制作用酶活性的抑制可分為不可逆性抑制，非競(jìng)爭(zhēng)性抑制和競(jìng)爭(zhēng)性抑制．不可逆性抑制是由于污染物與酶蛋白的活性中心功能基因不可逆性結(jié)合引起的．非競(jìng)爭(zhēng)性抑制是一種可逆性抑制，污染物與酶分子的結(jié)合位置不是底物的結(jié)合位置，因此增加底物濃度，不能使抑制作用逆轉(zhuǎn)．競(jìng)爭(zhēng)性抑制的特點(diǎn)是，當(dāng)?shù)孜餄舛仍黾訒r(shí)，抑制作用減弱．強(qiáng)弱取決于抑制劑的濃度與底物濃度的相對(duì)比例．除上述抑制外，有些污染物是通過(guò)生成中間代謝物抑制酶活性，造成化學(xué)損害．

環(huán)境生物學(xué)-緒論1.

腺三磷酶（ATPase）2.

乙酰膽堿酯酶（AchE）3.δ-氨基乙酰丙酸脫氫酶（ALAD）4.

蛋白磷酸酶環(huán)境生物學(xué)-緒論二、對(duì)生物大分子的影響

1.

對(duì)蛋白質(zhì)影響

蛋白質(zhì)化學(xué)損傷后的生物學(xué)效應(yīng)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)及通透性改變；引起各亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能損害；影響酶的催化功能，進(jìn)而引起代謝異常及能量供應(yīng)障礙；導(dǎo)致遺傳毒害；引起機(jī)體特殊的免疫反應(yīng)；引起機(jī)體繁殖功能障礙．

環(huán)境生物學(xué)-緒論

2.

對(duì)脫氧核糖核酸（DNA）影響（1）

光復(fù)活修復(fù)（2）

切除修復(fù)（3）

復(fù)制后修復(fù)

3.

脂質(zhì)的過(guò)氧化環(huán)境生物學(xué)-緒論第二節(jié)污染物在細(xì)胞和器官水平上的影響環(huán)境生物學(xué)-緒論

一、對(duì)細(xì)胞的影響（一）對(duì)細(xì)胞膜的影響首先，污染物引起的膜脂過(guò)氧化作用導(dǎo)致細(xì)胞膜的損傷．其次，污染物可影響細(xì)胞膜的離子通透性（二）對(duì)細(xì)胞器的影響

1.

線(xiàn)粒體

污染物不僅可以引起細(xì)胞線(xiàn)粒體膜和嵴的形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變，而且可以影響線(xiàn)粒體的氧化磷酸化和電子傳遞功能．

2.

光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

環(huán)境生物學(xué)-緒論二、對(duì)組織器官的影響（一）

靶器官（二）

對(duì)組織器官的影響環(huán)境生物學(xué)-緒論第三節(jié)污染物在個(gè)體水平上的影響

環(huán)境生物學(xué)-緒論一、死亡在一定的劑量或濃度作用下，污染物能引起動(dòng)物死亡，這樣的劑量或濃度被稱(chēng)為致死濃度劑量或致死濃度．二、對(duì)行為的影響（一）對(duì)水生生物行為的影響

1.

回避行為

2.

捕食行為

3.

警惕行為（二）

對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)行為的影響環(huán)境生物學(xué)-緒論三、對(duì)繁殖的影響環(huán)境激素的分類(lèi)：1.

天然雌激素和合成雌激素2.

植物雌激素3.

具有雌激素活性的環(huán)境化學(xué)物質(zhì)四、對(duì)生長(zhǎng)和發(fā)育的影響環(huán)境生物學(xué)-緒論第四節(jié)污染物在種群和群落水平的影響環(huán)境生物學(xué)-緒論一、對(duì)生物種群的影響種群是在一定時(shí)空中同種個(gè)體的組合，具有三個(gè)基本特征：空間特征、數(shù)量特征和遺傳特征污染物對(duì)種群的影響表現(xiàn)為種群數(shù)量的密度改變、結(jié)構(gòu)和性別比例的變化、遺傳結(jié)構(gòu)的改變和競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的改變等.環(huán)境生物學(xué)-緒論二、對(duì)生物群落的影響

污染物可導(dǎo)致群落組成和結(jié)構(gòu)的改變，包括優(yōu)勢(shì)種變化、生物量、豐度、種的多樣性等.（一）

優(yōu)勢(shì)種（二）

耐污種（三）

敏感種（四）

對(duì)群落組成和結(jié)構(gòu)改變（五）

對(duì)物種多樣性的影響環(huán)境生物學(xué)-緒論第五節(jié)化學(xué)污染物對(duì)生物的聯(lián)合作用環(huán)境生物學(xué)-緒論一、協(xié)同作用

協(xié)同作用是指兩種或兩種以上化學(xué)污染物同時(shí)或數(shù)分鐘內(nèi)先后與機(jī)體接觸,其對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的生物學(xué)作用強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)它們分別單獨(dú)與機(jī)體接觸所產(chǎn)生的生物學(xué)作用的總和.二、相加作用相加作用是指多種化學(xué)污染物混合所產(chǎn)生的生物學(xué)作用強(qiáng)度等于各化學(xué)污染分別產(chǎn)生的作用強(qiáng)度的總和.環(huán)境生物學(xué)-緒論三、獨(dú)立作用

獨(dú)立作用是指多種化學(xué)污染物各自對(duì)機(jī)體產(chǎn)生毒副作用的機(jī)理不同,互不影響.四、拮抗作用拮抗作用是兩種或兩種以上的化學(xué)污染物同時(shí)或數(shù)分鐘內(nèi)先后輸入機(jī)體,其中一種化學(xué)污染物可干擾另一化學(xué)污染物原有的生物學(xué)作用,使其減弱,或兩種化學(xué)物相互干擾,使混合物的生物作用或毒性作用的強(qiáng)度低于兩種化學(xué)污染物任何一種單獨(dú)輸入機(jī)體的強(qiáng)度.環(huán)境生物學(xué)-緒論五、聯(lián)合作用的研究方法

常用的方法:

過(guò)篩試驗(yàn)等效應(yīng)用圖法計(jì)算法統(tǒng)計(jì)學(xué)方法直接描述,綜合分析,做出判斷環(huán)境生物學(xué)-緒論第三章污染物的生物效應(yīng)檢測(cè)第一節(jié)生物測(cè)試及方式第二節(jié)一般毒性試驗(yàn)第三節(jié)生物的分子和細(xì)胞水平檢測(cè)第四節(jié)生物致突變、致畸和致癌效應(yīng)檢測(cè)第五節(jié)微宇宙法環(huán)境生物學(xué)-緒論

要求:掌握污染物的生物測(cè)試和測(cè)試方法的基本概念，污染物毒性的基本參數(shù)。了解三致效應(yīng)檢測(cè)（自學(xué)），分子和細(xì)胞水平檢測(cè)，微宇宙法。環(huán)境生物學(xué)-緒論一、生物測(cè)試（Bioassay）指系統(tǒng)地利用生物的反應(yīng)測(cè)定一種或多種污染物或環(huán)境因素單獨(dú)或聯(lián)合存在時(shí)，所導(dǎo)致影響或危害。

生物反應(yīng)：分子、細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體、種群、群落一生態(tài)系統(tǒng)。水污染：毒性試驗(yàn)（ToxicityTest）大氣污染：植物人工熏氣（ArtificialFumigationforPlant）。第一節(jié)生物測(cè)試及方式環(huán)境生物學(xué)-緒論如，與理化檢測(cè)相比，水污染生物測(cè)試可獲？①環(huán)境狀況對(duì)水中生命的適合度。②各種環(huán)境因素如DO、pH、T、鹽度、混濁度等對(duì)水中生命的有利及不利濃度或強(qiáng)度。③環(huán)境因素對(duì)于廢物毒性影響。④廢物對(duì)某一被測(cè)試生物種毒性。⑤水生生物對(duì)污染物相對(duì)敏感性。

⑥廢水所應(yīng)處理的程度，及廢水處理方法的有效程度。

⑦允許廢水排放量和污染物排放濃度。

⑧水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、對(duì)廢水的要求和排放許可之間的一致性。環(huán)境生物學(xué)-緒論生物測(cè)試意義：監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量變化確定單一污染物安全濃度研究多種污染物的聯(lián)合作用的生物效應(yīng)制定污染物或工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)污染物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)（EcologicalRiskAssessment）。環(huán)境生物學(xué)-緒論

二、生物測(cè)試的方式（一）生物測(cè)試的分類(lèi)根據(jù)經(jīng)歷時(shí)間：短期、中期和長(zhǎng)期測(cè)試方式。

根據(jù)所測(cè)試生物效應(yīng)性質(zhì)：毒性試驗(yàn)、積累試驗(yàn)、行為試驗(yàn)、“三致”（致癌、致畸、致突變）試驗(yàn)、DNA損傷試驗(yàn)等。

環(huán)境生物學(xué)-緒論1．短期生物測(cè)試短期的生物測(cè)試（ShortTermBioassay）被測(cè)試生物在短時(shí)間內(nèi)暴露于高濃度污染物下，測(cè)定污染物對(duì)生物機(jī)體影響。測(cè)定：半數(shù)致死濃度

（LC50）或半數(shù)抑制濃度（

IC50）或半數(shù)效應(yīng)濃度（

EC50）。意義：指示中期或長(zhǎng)期試驗(yàn)時(shí)所應(yīng)使用毒物濃度；快速估計(jì)污染物毒性、評(píng)定不同毒物或廢物對(duì)某種生物的相對(duì)毒性或評(píng)定不同生物對(duì)不同的條件如溫度、pH的相對(duì)敏感性等實(shí)用。藻類(lèi)＜72h，水蚤類(lèi)＜

48h、魚(yú)類(lèi)＜

96h，其最長(zhǎng)不超過(guò)8d。環(huán)境生物學(xué)-緒論特點(diǎn)：(1)快速估計(jì)污染物的毒性；(2)評(píng)定幾種不同的毒物或廢物對(duì)某種生物的相對(duì)毒性或評(píng)定不同生物對(duì)不同的條件如溫度、pH的相對(duì)敏感性等。(3)短期生物測(cè)試一般采用靜止式。(4)對(duì)于易揮發(fā)、不穩(wěn)定污染物或代謝速率快的受試生物，應(yīng)采用流動(dòng)式。(5)對(duì)于BOD較高的工業(yè)廢水和生活污水，也應(yīng)采用流動(dòng)式環(huán)境生物學(xué)-緒論2．中期生物測(cè)試中期生物測(cè)試（IntermediateTermBioassay）是介于短期和長(zhǎng)期之間的一類(lèi)生物測(cè)試。8d-90d中期。分靜止式和流動(dòng)式，多數(shù)采用流動(dòng)式。

環(huán)境生物學(xué)-緒論3．長(zhǎng)期生物測(cè)試長(zhǎng)期生物測(cè)試（LongTermBioassays）低濃度污染物下，暴露時(shí)間要盡可能長(zhǎng)達(dá)受試生物整個(gè)生活史，又稱(chēng)全部生活史生物測(cè)試。目的：持續(xù)情況下不造成有害效應(yīng)的毒物最大濃度或最大允許毒物濃度（MATC）。其間包括毒物對(duì)生長(zhǎng)、生殖、有性生殖產(chǎn)物的發(fā)育、成熟、產(chǎn)卵、孵卵的成功性、幼體的成活（Survival）、不同生命階段的生長(zhǎng)與存活、以及對(duì)畸形、行為和生物積累等的影響。只采用流動(dòng)式。

環(huán)境生物學(xué)-緒論通過(guò)生物測(cè)試可以獲得以下多種數(shù)據(jù)：②允許的廢水排放量和允許的污染物排放濃度。④環(huán)境狀況對(duì)水中生命的適合度。③環(huán)境因素對(duì)于廢物毒性的影響。⑤各種水生生物對(duì)某種排放廢水或污染物的相對(duì)敏感性。①各種環(huán)境因素如溶解氧(DO)、酸堿度(pH)、溫度、鹽度、混濁度等對(duì)水中生命的有利及不利的濃度或強(qiáng)度。環(huán)境生物學(xué)-緒論⑧有關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、對(duì)廢水的要求和排放許可之間的一致性。

不僅能彌補(bǔ)物理和化學(xué)檢測(cè)的不足，還可以提供物理和化學(xué)檢測(cè)無(wú)法得到的數(shù)據(jù)。⑦廢物對(duì)某一被測(cè)試生物種的毒性。⑥為滿(mǎn)足水污染控制的要求，廢水所應(yīng)處理的程度，以及廢水處理方法的有效程度。環(huán)境生物學(xué)-緒論（二）受試生物的選擇①敏感性。②廣泛地理分布和足夠數(shù)量。③生態(tài)系統(tǒng)的重要組成，有生態(tài)學(xué)價(jià)值。④實(shí)驗(yàn)室內(nèi)易于培養(yǎng)和繁殖。⑤具豐富生物學(xué)背景資料。

⑥對(duì)試驗(yàn)毒物或因子的反應(yīng)能夠被測(cè)定，并具有一套標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定方法或技術(shù)。

⑦具重要經(jīng)濟(jì)、旅游價(jià)值，應(yīng)考慮與人類(lèi)食物鏈的聯(lián)系。

環(huán)境生物學(xué)-緒論

三、生物測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)化

美國(guó)試驗(yàn)和材料學(xué)會(huì)（ASTM），經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織（OECD），美國(guó)國(guó)家環(huán)保局（USEPA）。1991.9.14頒布、1992.8.1實(shí)施《水質(zhì)物質(zhì)對(duì)蚤類(lèi)（大型蚤）急性毒性測(cè)定方法（GB／T13266一91）》《水質(zhì)物質(zhì)對(duì)淡水魚(yú)（斑馬魚(yú)）急性毒性測(cè)定方法（GB/Tl3267—91）》。

環(huán)境生物學(xué)-緒論------生物測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)勢(shì)①在同一類(lèi)型的不同實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行許多有用的測(cè)試并把結(jié)果一致的測(cè)試選擇出來(lái)。②增加數(shù)據(jù)的精確度。③測(cè)試可以被其他實(shí)驗(yàn)室重復(fù)。④各種人員容易進(jìn)行該試驗(yàn)。⑤可方便地將數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。⑥可為環(huán)境管理、環(huán)境立法(環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)建立)提供可靠的數(shù)據(jù)或結(jié)果。

環(huán)境生物學(xué)-緒論

在一定條件下，以較小劑量給予機(jī)體時(shí)，能與生物相互作用，引起生物體功能或器質(zhì)性損傷的化學(xué)物質(zhì)；或劑量雖微，但累積到一定的量，就能干擾或破壞機(jī)體的正常生理功能，引起暫時(shí)或持久性的病理變化，甚至危及生命的化合物稱(chēng)毒物。

Paracelsus：毒物本身并非毒物，主要是劑量才使一個(gè)物質(zhì)變成毒物。

2．中毒(Intoxication)

生物體受到毒物作用引起功能或器質(zhì)性改變后出現(xiàn)的疾病狀態(tài)稱(chēng)中毒，各種毒性作用的綜合表現(xiàn)(包括局部的和全身的)?？煞譃榧毙灾卸?、亞急性中毒和慢性中毒。一、生物毒性的基本概念(一)毒物與中毒

1．毒物(Toxicant)的定義第二節(jié)一般毒性試驗(yàn)環(huán)境生物學(xué)-緒論3．毒性(Toxicity)的定義

指有毒物質(zhì)接觸或進(jìn)入機(jī)體后，引起生物體的易感部位產(chǎn)生有害作用的能力。(1)毒性作用或毒效應(yīng)：化學(xué)物引起生物體損害的總稱(chēng)為毒性作用(ToxicEffect)。毒性作用可通過(guò)觀測(cè)的方法來(lái)判斷。A不引起機(jī)體形態(tài)、生長(zhǎng)發(fā)育和壽命的改變；

B不引起機(jī)體功能容量(FunctionalCapacity)的降低和對(duì)額外應(yīng)激狀態(tài)代償能力的損害；

C所引起的生物學(xué)變化一般是可逆的，當(dāng)停止接觸化學(xué)物后，不能檢出機(jī)體維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)(Homeostasis)能力的降低；也不能使機(jī)體對(duì)其他環(huán)境因素不利影響的易感性增強(qiáng)。(2)無(wú)損害作用(Non—adverseEffect)：環(huán)境生物學(xué)-緒論（5）損害作用(AdverseEffect)：生物體接觸外來(lái)化學(xué)物期間或停止接觸后，機(jī)體維持體內(nèi)的穩(wěn)態(tài)能力下降是不可逆的，對(duì)某些環(huán)境因素不利影響的易感性增高，代謝速度降低和酶系的相對(duì)活力發(fā)生異常改變。

（4）效應(yīng)(Effect)與反應(yīng)(Response)圖效應(yīng)：表示接觸一定劑量化學(xué)物質(zhì)引起機(jī)體個(gè)體發(fā)生的生物學(xué)變化。反應(yīng)：是接觸一定劑量化學(xué)物質(zhì)后，表現(xiàn)一定程度某種效應(yīng)的個(gè)體在一個(gè)群體中所占的比例。

（3）危險(xiǎn)性：某化學(xué)物質(zhì)在正常生產(chǎn)使用條件下，能引起機(jī)體發(fā)生中毒的可能性稱(chēng)為該物質(zhì)的危險(xiǎn)性。環(huán)境生物學(xué)-緒論

（7）劑量------效應(yīng)關(guān)系(Dose—effectRelationship)：表示不同劑量在個(gè)體或群體中表現(xiàn)出來(lái)的量效應(yīng)大小之間的關(guān)系。

（6）危害性(Hazard)：有毒物質(zhì)在與機(jī)體接觸或使用過(guò)程中，有引起中毒的可能性。其危害性大小取決于動(dòng)物是否與它接觸過(guò)以及該物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體的能力和數(shù)量。

（8）劑量------反應(yīng)關(guān)系(Dose—responseRelationship)：表示不同劑量與質(zhì)效應(yīng)發(fā)生率之間的關(guān)系。

環(huán)境生物學(xué)-緒論劑量－效應(yīng)關(guān)系和劑量－反應(yīng)關(guān)系曲線(xiàn)圖劑量10050反應(yīng)強(qiáng)度（％）圖3－1劑量－反應(yīng)曲線(xiàn)（直線(xiàn)型）劑量10050死亡率（％）圖3－2劑量－反應(yīng)曲線(xiàn)（拋物線(xiàn)型）對(duì)數(shù)劑量10050死亡率（％）圖3－3劑量－反應(yīng)曲線(xiàn)（S形線(xiàn)型）死亡率（概率單位）對(duì)數(shù)劑量10050圖3－4劑量－反應(yīng)曲線(xiàn)環(huán)境生物學(xué)-緒論（一）毒性試驗(yàn)常用參數(shù)1、致死劑量或致死濃度（LethalDese，LD或LethalConcentration，LC）；表示一次染毒后引起受試動(dòng)物死亡的劑量或濃度。①絕對(duì)致死劑量或濃度（LD100、LC100）：表示一群動(dòng)物全部死亡的最低劑量或濃度。②半數(shù)致死劑量或濃度（LD50、LC50。）：能引起一群動(dòng)物的50％死亡的最低劑量或濃度。③最小致死劑量或濃度（MLD，MLC），能使一群動(dòng)物中僅有個(gè)別死亡的最高劑量或濃度。④最大耐受劑量或濃度（LDO，LCD）：能使一群動(dòng)物雖然發(fā)生嚴(yán)重中毒，但全部存活無(wú)一死亡的最高劑量或濃度。環(huán)境生物學(xué)-緒論2、最大無(wú)作用劑量（MaximumNo－EffectLeveD：化學(xué)物在一定時(shí)間內(nèi)，按一定方式與機(jī)體接觸，按一定的檢測(cè)方法或觀察指標(biāo)，不能觀察到任何損害作用的最高劑量。評(píng)定外來(lái)化合物毒性作用，制訂：人體每日容許攝入量（AccePtableDailyIntake，ADI）：人類(lèi)終生每日攝入該外來(lái)化學(xué)物對(duì)人體不致引起任何損害作用的劑量最高容許濃度（MaximumAllowableConcentration，MA）：某一環(huán)境污染物可以在環(huán)境中存在而不致對(duì)人體造成任何損害作用的濃度環(huán)境生物學(xué)-緒論3、最小有作用劑量（MinirnalEffectlevel）：能使機(jī)體發(fā)生某種異常變化所需的最小劑量。一般略高于最大無(wú)作用劑量，亦稱(chēng)中毒閾劑量（ThreshodDevel）。環(huán)境生物學(xué)-緒論4、毒作用帶(ToxicEffectZone)：綜合評(píng)價(jià)外來(lái)化合物危險(xiǎn)性指標(biāo)。急性毒性作用帶和慢性毒性作用帶。

①急性毒性作用帶=半數(shù)致死量/急性毒性最小有作用劑量此比值愈大，此種外來(lái)化合物引起死亡的危險(xiǎn)性就愈小。②慢性毒作用帶=急性毒性最小有作用劑量/慢性毒性最小有作用劑量這一比值愈大，表明引起慢性毒性中毒的可能性愈大；

環(huán)境生物學(xué)-緒論5、半數(shù)效應(yīng)濃度（EC50）：是指能引起50％受試生物的某種效應(yīng)變化的濃度。通常指非死亡效應(yīng)。6、半數(shù)抑制濃度（IC50）：引起受試生物的某種效應(yīng)50％抑制的濃度。環(huán)境生物學(xué)-緒論

毒性分級(jí):P102，表環(huán)境生物學(xué)-緒論二、急性毒性實(shí)驗(yàn)急性毒性實(shí)驗(yàn)（AcuteToxicityTest）：研究物質(zhì)大劑量一次染毒或24小時(shí)多次染毒動(dòng)物所引起的毒性實(shí)驗(yàn)。目的：短期了解該物質(zhì)毒性大小。哺乳、水生（魚(yú)、水蚤、藻類(lèi)）、蚯蚓參照美國(guó)公共衛(wèi)生協(xié)會(huì)編著《水和廢水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)法》（中譯本，15版，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1985）參照中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站等編《環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（第四冊(cè)，生物監(jiān)測(cè)（水環(huán)境部分），國(guó)家環(huán)保局出版，1986）環(huán)境生物學(xué)-緒論（一）哺乳動(dòng)物急性毒性試驗(yàn)方法如下：按試驗(yàn)要求選擇受試生物常用成年大鼠或小鼠，雌雄動(dòng)物同時(shí)試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物預(yù)先觀察幾天后標(biāo)記編號(hào)并隨機(jī)分組。預(yù)備試驗(yàn)和確定劑量組選用少量動(dòng)物進(jìn)行預(yù)備試驗(yàn)，找出引起動(dòng)物90％（或全部）死亡的劑量（即最高劑量組劑量）和引起動(dòng)物10％死亡（或不死亡）的劑量（即最低劑量組劑量）。在最高劑量組劑量和最低劑量組劑量的范圍內(nèi)，按等比級(jí)數(shù)插入若干個(gè)中間劑量（一般4～6組），從而確定正式試驗(yàn)的劑量組。染毒方式和受試物的配制一般用灌胃法和人工熏氣法。受試物的配制：配制試驗(yàn)所需的最高劑量濃度溶液，然后依次稀釋到所需濃度。環(huán)境生物學(xué)-緒論觀察指標(biāo)中毒癥狀：一般觀察24～48小時(shí)，最好觀察到絕大多數(shù)動(dòng)物出現(xiàn)典型中毒癥狀。動(dòng)物死亡數(shù)目和死亡時(shí)間病理檢查：對(duì)于試驗(yàn)時(shí)立即死亡的動(dòng)物，可解剖，分析死亡原因，看是技術(shù)事故還是中毒引起的死亡。確定半數(shù)致死量（LD50）試驗(yàn)結(jié)果LD50值越小，毒性越大。急性毒性試驗(yàn)結(jié)果只能粗略地表示某化學(xué)物質(zhì)的毒性，而不能全面反映其毒性。由于動(dòng)物種屬、性別、染毒方式的不同，所表現(xiàn)的毒性也不一致，故表示LD50應(yīng)注釋明動(dòng)物種類(lèi)和染毒方式。環(huán)境生物學(xué)-緒論------查閱類(lèi)似物的LD50(LC50)文獻(xiàn)→以3倍之差的三個(gè)劑量組進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)→求出動(dòng)物全活、全死劑量→在全活全死劑量之間設(shè)5～6個(gè)劑量組→染毒→觀察兩周內(nèi)→剖檢死亡和瀕死動(dòng)物及部分存活動(dòng)物，做大體病理解剖檢查→計(jì)算LD50或LC50→根據(jù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)定其毒性大小。

環(huán)境生物學(xué)-緒論(二)水生生物急性毒性試驗(yàn)

1．魚(yú)類(lèi)毒性試驗(yàn)

(1)實(shí)驗(yàn)用魚(yú)的選擇常選健康完整具代表性、易飼養(yǎng)、敏感的四大家魚(yú)等魚(yú)。

(2)實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)容器、水（2～3L/尾）、適宜pH值、DO和水溫。

(3)半數(shù)致死濃度(LC50)的測(cè)定（直線(xiàn)內(nèi)插法）環(huán)境生物學(xué)-緒論2．水蚤類(lèi)急性毒性試驗(yàn)

3．藻類(lèi)急性毒性試驗(yàn)環(huán)境生物學(xué)-緒論三、亞慢性和慢性毒性試驗(yàn)

亞慢性毒性試驗(yàn)（SubchronicToxicityTest）是在相當(dāng)于動(dòng)物生命周期的1/30或1/20時(shí)間內(nèi)使動(dòng)物每日或反復(fù)多次接觸受試物的毒性實(shí)驗(yàn)。目的：對(duì)主要毒作用、靶器官、最大無(wú)作用劑量或中毒閾劑量作出估計(jì)。

環(huán)境生物學(xué)-緒論1．實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組（哺乳動(dòng)物為例）2．染毒劑量及實(shí)驗(yàn)期限高劑