第七章 污染生态学
污染物的迁移和转化
都可以作为配位
体与金属离子络 合
2.2.2.5吸附作用
吸附是发生在固体 或液体表面对其它 物质的一种吸着现 象。污染物在土壤 中的吸附常常受到 土壤中有机质含量， 土壤颗粒大小，粘 土矿物成分，pH， 阳离子交换能等土 壤理化性质的影响。
=SurfOH指铁，铝和锰氧化物表面
2.2.2.6 氧化还原作用
Zn2+ + NH3
ZnNH32+
Hg2+ + 2OH Hg(OH)2 +Cl Hg2+ + ClHg2+ + 2ClHg2+ + 3ClHg2+ + 4Cl-
Hg(OH)2 Hg(OH)Cl HgCl+ HgCl2 HgCl3HgCl42-
吸附力强 吸附力弱
环境中的 OH-， Cl-，HCO3-， CO32-及含NH2，-OH，COOH，-SH等
生物累积的程度可用生物累积系数 bioaccumulation factor, BAF 表示。
BAF=某一生物个体生长发育较后阶段体内蓄积污染物的 浓度/同一生物生长发育较前阶段体内蓄积该污染物的浓 度
生物累积某种污染物的浓度水平取决于该生物摄取和消 除该污染物的速率之比，如果摄入量大于消除量，就会 发生生物积累。
地下水污染或是 造成癌症村现象 的首因
2.2.1.3 重力的机械迁移作用
指污染物及其搬运在体在重力作用下的迁移运动。
➢吸附了污染物的气溶胶，颗粒物，悬浮物等主要以 重力沉降的方式在环境中的迁移。
➢污水设施中污染物逐渐沉积在污泥中，随污泥的处 理而迁移。
➢机械搬运污染物的行为是污染物迁移的重要方式。 如污染物以原材料，成品或包装材料的形式被远距 离运输。
环境生态学盛连喜第七章
暴露似与肺癌死亡无关。SO2是否具有促癌或辅癌作用，文献资料互相矛盾，尚待
进一步研究。B. SO2的致突变作用。 SO2对机体的其他作用 A. 对大脑皮质机能的影响。B. 对体内维生素代谢的影响。
C 对酶的抑制。D. 对呼吸防御系统的作用。E对细胞生长的抑制作用。
SO2与颗粒物的联合作用
农药的环境毒理学作用
(2)致癌作用 金属致癌潜力受其晶体结构、粒子大小、表面负电荷的影响，也与其 氧化状态(如Cr3+不致癌，而Cr6+则致癌)、跨膜能力和对DNA的作用有关。长期吸 人镍特别是碳基镍能引起鼻癌和肺癌；铬酸盐烟雾可引起肺癌；长期饮用高砷水 可引起皮肤癌、肺癌和肝癌。过量的铁可使铁在细胞内的隔室封闭大量破坏，诱 发肿瘤。虽然研究证明，许多重金属金属有致癌作用，但在致癌过程中金属是作 为启动剂或是促进剂，仍未阐明。
有机氯农药可以通过呼吸道、皮肤和消化道进入人体。皮肤是最常见和最危险的
进入途径。此类农药被吸收后，主要分布和蓄积于脂肪组织、神经组织及肝、肾
等中性脂肪内。 代谢方式主要为脱硫化氢、脱氯和氧化反应。
蔡德勒
DDT化学结构式
DDT分子的平面结构图
DDT的球棍结构图
1847年，德国著名化学家蔡德勒合成了—种有机氯化合物，化合物中 含有两个氯苯和一个三氯甲基，化学名称为2,2-双-(对氯苯基)， 1,1,1-三氯乙烷简称为DDT(我国又称滴滴涕或二二三)。 1932年，瑞士科学家缪勒 开始研究有机氯化合物与 杀虫活性之间的关系，发 现DDT具有以下几个特征： (1)对害虫毒性很高：(2)对温血动物 和植物相对无害；(3)无刺激性，气 味很小；(4)能广泛施用；(5)化学性 质稳定且残效期长；(6)价廉且容易 大量生产。
污染生态学
1、污染生态学是以生态系统理论为基础，用生物学、化学、数学分析等方法研究在污染条件下生物与环境之间的相互关系规律。
2、1962年《寂静的春天》蕾切尔·卡逊3、污染物：进入环境后使环境的正常组成发生直接或间接有害于生物生长、发育和繁殖的变化的物质。
4、污染物的分类：①按污染物的来源分，自然来源和人为来源地污染物。
②按受污染影响的环境要素分，大气、水体和土壤污染物。
③按污染物地形态分，气体、液体和固体污染物。
④按污染物的性质分，化学、物理、生物污染物。
⑤按污染物在环境中物理、化学性状的变化分，一次和二次污染物。
5、污染物的性质：①一种物质成为污染物，必须在特定的环境中达到一定的数量或浓度，并持续一定的时间。
②污染物会在环境中发生转化，即具有易变性。
6、安全浓度：生物与某种污染物长期接触，仍未发生受害症状，这种不会产生受害症状的浓度称为安全浓度。
7、最高允许浓度：生物在整个生长发育周期内，或者是对污染物最敏感的时期内，该污染物对生物的生命活动能力和生产力没有发生明显影响的浓度，称为最高允许浓度。
8、效应浓度：超过最高允许浓度，使生物开始出现受害症状的浓度称为效应浓度。
9、致死浓度：当污染物浓度继续上升到某一定浓度，生物开始死亡，这时的浓度称为致死浓度。
10、植物对气态污染物的粘附和吸收：SO2、NO X、光化学烟雾、飘尘及降尘等，主要通过叶片气孔和茎部皮孔进入植物体。
植物对水溶态污染物的吸收：主要通过根。
途径①有质体流途径，即污染物随蒸腾拉力，在植物吸收水分时与水一起到达植物根部。
②扩散途径。
11、污染物在植物体内的迁移：穿过根表面的无机离子到达内皮层的通道：非共质体通道和共质体通道。
镉主要以共质体方式，在导管中较多而在木质部薄壁组织中较少：铅主要以非共质体方式，在木质部薄壁组织中积累的较多，而导管中较少。
12、动物机体对污染物的吸收一般通过呼吸道、消化管、皮肤等途径。
13、污染物在动物体内的排出：粪、尿、乳汁、呼气、毛发等。
污染生态学课后习题
《污染生态学》复习题第一章污染物在生物体内的迁移规律1.何谓污染物它具有什么性质如何分类污染物：进入环境后使环境的正常组成发生直接或间接有害于生物生长、发育和繁殖的变化的物质。
污染物的性质：a.一种物质称为污染物，必须在特定的环境中达到一定的数量或浓度，并且持续一定的时间。
b.污染物会在环境中发生转化，即具有易变性。
污染物的分类：按污染物的来源可分为自然来源和人为来源的污染物；按受污染物影响的环境要素可分为大气、水体和土壤污染物等；按污染物的形态可分为气体、液体和固体污染物；按污染物的性质可分为化学、物理和生物污染物；按污染物在环境中物理、化学性状的变化可分为一次和二次污染物。
2.简述植物对水溶态污染物的吸收过程。
植物吸收污染物的主要器官是根，叶片也能吸收污染物。
水溶态的污染物到达根表面，主要由两个途径：一条是质体流途径，即污染物随蒸腾拉力，在植物吸收水分时与水一起到达植物根部；另一条是扩散途径，即通过扩散而到达根表面。
植物的细胞壁是污染物进入植物细胞的第一道屏障，在细胞壁中的果胶质成分为结合污染物提供了大量的交换位点。
细胞膜调节物质进出细胞的过程，并与细胞壁一起构成了细胞的防卫体系。
污染物通过植物细胞膜进入细胞的过程，目前认为有两种方式：一种是被动的扩散，物质顺着本身的浓度梯度或细胞膜的电化学势流动；一种是物质的主动传递过程，这种过程需要能量。
3.简述污染物在植物体内的迁移方式。
从根表面吸收的污染物能横穿根的中柱，被送入导管。
进入导管后随蒸腾拉力向地上部移动。
一般认为穿过根表面的无机离子到达内皮层可能有两种道路：第一条为非共质体通道，即无机离子和水在根内横向迁移，到达内皮层是通过细胞壁和细胞间隙等质外空间；第二条是共质体通道，即通过细胞内原生质流动和通过细胞之间向连接的细胞质通道。
污染物可以从根部向地上部运输，通过叶片吸收的污染物也可从地上部向根部运输。
4.简述动物体对污染物质的主要吸收途径。
电子教案与课件：生态学课件 第七章污染生态学
火山爆发 产生SO2
与O2 产生硫酸
煤燃烧
SO2 水作用 形成酸雨
数万年地质作用
煤矿与化石
植物吸收
破坏建筑 土壤酸化 湖泊酸化
影响人类 生产生活
▪ 物理—化学的迁移：大气中的二氧化硫在强光的照射下，
进行光化学氧化作用，产生硫酸雾。硫酸雾在空气中凝聚增 大，遇到水汽就以酸雨（亚硫酸）的形式降落。
▪ 机械迁移：二氧化硫和硫酸雾被气流携带，危害到远离污
联合国环境规划署 ( United Nations Environment Programme, UNEP）国际公约中 首批控制的三类12种POPs是艾氏剂、狄氏剂、 异狄氏剂、DDT、氯丹、六氯苯、灭蚁灵、毒 杀芬、七氯、多氯联苯、二恶英和苯并呋喃。
其中前9种属于有机氯农药。多氯联苯是 精细化工产品，后2种是化学产品的衍生物杂 质和含氯废物焚烧所产生的次生污染物。
1998年6月在丹麦奥尔胡斯召开的泛欧环境 部长会议上，美国、加拿大和欧洲32个国家正 式签署了关于长距离越境空气污染物公约，提 出了16种（类）加以控制的POPs，包括六溴联 苯、林丹(99.5%的六六六丙体制剂）、多环芳 烃和五氯酚。
4、POPs在环境中的转归
POPs
空气
土壤
水体
生物富集(食物链)
对植物而言：主要是叶片吸附、叶孔吸收、根部吸收三个途径
▪ 叶片吸附
➢可吸附一些颗粒态污染物，植物叶片越粗糙，比表面积越大，越能吸附大 量污染物。
➢一些植物叶片分泌一些油脂性物质，增加了对气态污染物的吸附作用。例 如云杉、油松、马尾松能分泌油脂性物质，杨梅、草莓等叶片粗糙，比表面 积大。
▪ 叶孔吸收
❖植物呼吸主要通过叶片气孔进行，大量污染物由此进入植物体内， 例如二氧化硫通过通过气孔进入叶片，被叶肉组织吸收，高浓度的 二氧化硫能导致气孔的开闭功能瘫痪；
污染生态学
污染生态学1、生态学的概念：生态学是研究生物有机体与周围环境相互关系的科学，强调的是相互关系，即有机体与其非生物环境之间的联系。
2、污染生态学的定义和内涵。
污染生态学的基本原理：污染生态学是研究生物系统与被污染的环境系统之间的相互作用的机理和规律，及采用生态学原理和方法对污染环境进行控制和修复的科学。
基本内涵：污染生态过程、污染控制与污染修复生态工程。
基本原理：整体优化原理、循环再生原理、区域分异原理。
3、污染生态学与环境生物学的关系：环境生物学的一个分支学科；污染生态学是研究生物系统（包括人类）与被污染的环境系统之间相互作用规律的科学；环境生物学是研究生物与受人类干扰的环境之间的相互关系的学科，主要研究异常环境条件与生物系统之间的相互关系，受人类干扰的环境系统包括：环境污染和人类对自然资源的不可理利用。
研究领域包括：污染生态学和自然保护生态学。
4、污染物的概念及性质：概念：污染物是指进入环境后，使环境的正常组成发生直接或间接有害于生物生长、发育和繁殖的变化的物质。
性质：一种物质成为污染物，必须在特定的环境中达到一定的数量和浓度，并且持续一段时间；污染物在环境中发生转化，即具有易变性。
5、影响植物吸收迁移的因素有哪些：1.物质的形态和结合方式在植物体内运输和储存；2.吸收部分的发育阶段；3.周围环境污染物的浓度高低。
简单扩散：生物膜两侧化学物质分子从浓度高一侧向低一侧扩散，特点顺浓度梯度、无载体；滤过过程：化学物质透过生物膜上的亲水性孔道的过程；主动转运：化学物质随能量的消耗由低浓度向高浓度转运以透过生物膜的过程，特点需要载体参加、逆浓度梯度消耗能量、对化学物质有一定选择性、载体具有一定容量、相似物质之间抑制；易化扩散：非脂溶性物质或亲水性物质，借助膜蛋白帮助顺浓度梯度或顺电化学浓度梯度，不消耗ATP进入膜内的一种运输方式，又称帮助扩散，特点由高浓度向低浓度转运，不消耗能量、比自由扩散转运速率高、存在最大转运速率，一定限度内运输速率同物质浓度成正比、载体蛋白结合位点饱和、具有特异性。
污染生态学
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七、污染生态化学和污染生态毒理学 (一) 污染生态化学 一 污染生态化学产生生态效应的主体是生物体； 污染生态化学产生生态效应的主体是生物体； 污染生态化学是污染生态学的学科生长点； 污染生态化学是污染生态学的学科生长点； 采用各种系数、常数， 采用各种系数、常数，来表征生态系统中化学污 染物的行为、迁移转化与归宿。 染物的行为、迁移转化与归宿。 国际上污染生态化学的研究非常重视复合生态因 子对污染物的化学行为、 子对污染物的化学行为、迁移转化与归宿的影响和生 态介质组分对化学污染物交互作用机制的影响， 态介质组分对化学污染物交互作用机制的影响，特别 重视对生态系统复合污染化学机制的研究。 重视对生态系统复合污染化学机制的研究。
7பைடு நூலகம்
四、污染生态学的研究方法及存在问题 (一)研究方法 把生态系统作为一个整体进行性研究， 1、把生态系统作为一个整体进行性研究，从而进 行综合分析； 行综合分析； 进行生态模拟； 2、进行生态模拟； 建立生态系统模型； 3、建立生态系统模型； 污染的生物防治。 4、污染的生物防治。 (二)存在问题 实验室的实验结果与野外调查结果存在差距； 1、实验室的实验结果与野外调查结果存在差距； 2、污染物在生态系统内的运转规律和机理还有大 量问题尚未阐明。 量问题尚未阐明。
污染生态学
1
一、污染生态学概念 污染生态学是研究生物与受污染环境之间相互 作用机理和规律及采用生态学原理和方法对污染环 境进行控制和修复的科学，是生态学 或称环境生物 境进行控制和修复的科学，是生态学(或称环境生物 的一个分支。 学、环境生态学)的一个分支。 环境生态学 的一个分支
2
二、污染生态学发展历程 (一) 污染生态学的形成 一
5
3、90年代后 、 年代后 (1) 复合污染生态研究独具特色； 复合污染生态研究独具特色； (2) 于不同空间和不同时间尺度上开展污染生态过 程研究，成为污染生态学研究的核心； 程研究，成为污染生态学研究的核心； (3) 生态风险与生态毒理研究受到普遍关注； 生态风险与生态毒理研究受到普遍关注； (4) 污染生态系统的生物修复与污染生态工程，开 污染生态系统的生物修复与污染生态工程， 始在实验室小试及中试水平上得到试验应用。 始在实验室小试及中试水平上得到试验应用。
污染生态学 ppt课件
（8）近岸上升流区
• 理化环境特征：低温、低溶氧、高营养盐含量、 高盐度、高浓度；
• 生态学特征： 1.高的浮游植物生物量和初级生产力，单细胞浮游
植物的粒径相对较大； 2.浮游动物中冷水性种类和数量比例增加； 3.群落多样性较低； 4.食物链环节较低； 5.游泳生物（主要是鱼类）生命周期较短，偏向于r-
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（7）珊瑚礁
• 所有生物群落中最富有生物生产力的、分 类上种类最多的、美学上驰名于世的群落 之一；
• 种间食物和空间竞争很激烈，结果使各个 种占据的生态位都很狭窄，每个微生境都 被适应于该特定场所的生物所占据；
• 研究结果显示：珊瑚礁初级生产力范围为 1500~5000 gC/（m2·a）,表明它是自然生态系 统的最高初级生产力水平
一、生态系统的概念
• 1、生态系统的概念：
生态系统是指生物群落与它的无机环境相互作用
而形成的统一整体。（就是在一定的空间和时间 内，在各种生物之间以及生物与无机环境之间， 通过能量流动、物质循环和信息传递而相互作用 的一个自然系统。）
个体
不同 种群
无机环境 作用 系统
1
海洋生态系统
海洋占地球表面积的70%，海洋是地球上 综合生产力最大的一个生态系统。对于海洋 生态系统来说，生物群落如相互联系的动物 植物、微生物等是其中的生物成分，而非生 物成分即是海洋环境：阳光、空气、海水、 无机盐等。
。
•
（3）低潮区（下区）：上界为小潮低潮线，下界是
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
大潮低潮线。大部分时间浸在水里，只有在大潮落潮的短
时间内露出水面。
18
海岸带
• 海洋和陆地相互作用的地带。即由海洋向陆地的过渡地带
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（二）气态污染物
（1）硫氧化物 （3）碳氧化物 （5）二噁英 （6）硫酸烟雾
（2）氮氧化物 （4）碳氢化物
（7）光化学烟雾
项目
伦敦烟雾
概况 发生较早，多次出现
污染物 颗粒物，二氧化硫，硫酸雾等
燃料
煤
季节
冬
气温
低温
湿度
高
日光
弱
臭氧浓度 低
出现时间 白天晚上连续
毒性
对呼吸道有刺激作用
洛杉矶烟雾
发生较晚，不经常
水
质
检
测
江
水
污 染
出 现
死
鱼
一、水体污染的概念
❖ 水体不仅包括天然水，还包括水体的悬浮物、溶
解物质、底泥及水生生物等完整的生态系统。
❖ 人类不合理的向水体中排放污染物，并超过了水体 的自净能力，从而破坏了水体的性能与功能的过程。
严重的水污染
水质的变迁
50年代淘米洗菜， 60年代引水灌溉， 70年代鱼虾绝代， 80年代不洗马桶盖。
碳氢化合物，氮氧化物，臭氧等 汽油， 煤气，石油 夏， 秋 高温 低 强 高 白天
眼睛和呼吸道有刺激作用
三、大气污染物对生物的影响 １、大气污染物进入
生物体的途径 植物 动物
污染物通过植物气孔进入植物
2、大气污染物对植物的影响
3、大气中污染物质的临界浓度和临界时间
❖ 临界浓度：植物受害的最低浓度； ❖ 临界时间：受害的最短接触时间； ❖ 两者关系
4、污染气体对植物的生理和生长发育的影响
❖ 对光合作用的影响； ❖ 对呼吸作用的影响； ❖ 对蒸腾作用的影响； ❖ 对某些生理指标影响：膜透性、叶绿素含量、
蛋白质、生长发育
5、大气污染物对人体的影响
❖ 大气污染物容易导致呼吸道疾病； ❖ 致癌作用； ❖ 对心血管有影响； ❖ 对消化系统影响； ❖ 对神经系统的影响； ❖ 对骨骼系统影响； ❖ 对泌尿系统的影响
•11月13日下午，中石油吉化公司双苯 厂发生爆炸，造成松花江水体污染。
• 11月24日，污染带进入哈尔滨市区， 300万人口的哈尔滨全城停水。
•自11月17日以后，松花江中下游沿岸 城市陆续开始停水。
•中国政府就松花江污染可能给俄罗斯 带来的影响表示抱歉。
专家估计大约有100吨左右 苯类污染物进入松花江水体。
物，也可吸收汞、铅、镉、砷等重金属污染物。
能吸收二氧化硫与粉尘的夹竹桃 能吸收氯气的美人蕉
能分泌杀菌物质的肉桂 具有净化作用的柠檬
Plant
第四节、水体污染及其生态治理
松花江水污染事件
起因
2005年11月13日下午1时45分 吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故
硝基苯超标40倍
污染水全长约80千米，按当 时水流速度，大约需要40个 小时经过哈尔滨市。迫使哈 尔滨市不得不停止供水，造 成严重水荒。
１、污染物在生态系统中的迁移方式：
⑴、机械迁移 ⑵、物理化学迁移 ⑶、生物迁移
２、影响污染物在生态系统中迁移转化的因素
❖ 生物种的生物学、生态学特性 ❖ 污染物的种类与形态 ❖ pH值 ❖ 氧化还原电位 ❖ 土壤阳离子交换量（CEC） ❖ 污染物之间的相互影响 ❖ 土壤性质的影响
三、污染物在生态系统中迁移转化的途径 酸雨与SO2
四、大气污染的生态治理
1、植物对大气污染的净化作用
⑴、维持大气中氧气与二氧化碳的平衡； ⑵、吸滞灰尘的作用； ⑶、降低污染气体的浓度； ⑷、减弱噪声； ⑸、减少空气中细菌； ⑹、吸滞放射物质； ⑺、调节气候，促进污染物扩散
❖ 地衣、山楂、夹竹桃、丁香等吸收二氧化硫能力较强； ❖ 垂柳、油茶有较强的吸收氟化物的能力； ❖ 美人蕉、大叶黄等可吸收一定量的氯气； ❖ 水生植物中的金鱼藻、黑藻等既能吸收水中的酚和氰化
酸雨的形成过程
火山爆发 产生SO2
煤燃烧
SO2
与O2 水作用
产生硫酸 形成酸雨
煤矿与化石
数万年地质作用
植物吸收
破坏建筑 土壤酸化 湖泊酸化
影响人类 生产生活
酸雨对森林的破坏
酸雨区的分布
第三节 大气污染及其生态治理
一、大气污染
１、定义：由于人类活动或自然过程引起某些物质进入 大气，当浓度超过大气的自净能力时，使大气的性质 发生变化，影响了人类正常的生产生活，这种现象称 为大气污染。
SO2、CO、
汽车尾气
颗粒物 （碳氢化合物、
NOX、CO）
二、大气污染物的类型
（一）气溶胶状态污染物 1.大气气溶胶中各种粒子按其粒径大小分类
（1）总悬浮颗粒物（TSP） 粒径<100微米 （2）飘尘 粒径≤10微米 （3）降尘 粒径>10微米
2. 按照气溶胶的来源和物理性质分类
粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾
ISO定义：
❖ 指由于人类活动和自然过程引起某种物质 进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够 的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和 福利或危害环境的现象。
２、大气污染的来源
大气污染
自然来源
人为来源
森林火灾 尸体腐烂 火山爆发输
粉尘、烟、 沙尘、废气 （SO２、 CO、NO２）
第七章 污染生态学
内容提要： ❖ １.污染物在生态系统中的迁移转化规律 ❖ ２.生物富集（自学） ❖ ３.污染及其治理
第一节 污染物在生态系统中的迁移规律
一、污染物的概念、性质和分类
１、概念：进入环境后使环境的正常组成发生直接 或间接有害于生物生长、发育和繁殖的物质。 2.污染物的性质： ❖ 在特定的环境中达到一定的数量或浓度，并且持 续一定的时间。 ❖ 具有易变性。
生活垃圾随意排放
江上垃圾排放队
黑水河的诞生
破坏生态平衡 威胁人类健康
二、水体污染物
1、酸、碱、盐等无机盐； 2、重金属及非重金属无机有毒物质；
3、有机污染物
无毒有机物 有毒有机物
4、其他污染物
生物污染物质 放射性物质： 热污染 固体废物
污水处理方法
❖ 按作用原理划分： 物理法、化学法、物理化学法、生物法
3、污染物的分类：
❖ 按来源分：自然来源和人为来源 ❖ 按污染物影响的环境要素：可分为大气、水体、土
壤污染物。 ❖ 按污染物的形态：气态、液态、固态污染物 ❖ 按污染物性质：化学、物理、生物污染物 ❖ 按污染物在环境中物理、化学性状的变化，可分为：
一次和二次污染物。
二、污染物在生态系统中的迁移转化及其影响因素
❖ 按处理程度划分： 一级处理、二级处理、三级处理。
三、水体污染的生态治理
（一）微型动物在废水净化中的作用
1、分解有机物质； 2、有助于絮凝过程的发生：纤毛虫、轮虫 3、对细菌的吞食作用