八章水环境毒理学
水环境毒理学
▪ 一、分子水平毒性效应
▪ 因为分子生物学技术快速发展，使大家能够尽快 确定环境污染物毒性效应进行早期预测。
▪ 检测指标包含：DNA损伤、混合功效氧化酶和胆碱 酯酶等。
▪ 鱼脑中乙酰胆碱酯酶活性下降能够反应出水中有机磷和氨 基甲酸酯污染程度。
▪ 鱼血清中谷氨酸草酰乙酸转氨酶升高，指示水体中有机氯
杀虫剂和汞污染严重、鱼体内肝脏受损。
积累了大量死亡有机物质。
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▪ 伴随全球经济和社会发展，近50年来，生产和生 活过程中产生大量废水，不能循环利用，造成水 体污染，严重影响水生生态系统结构、功效和水 资源利用，还直接危害人类身体健康。
▪ 20世纪60年代美国把水中污染物大致分为8类： ▪ 1、耗氧污染物； 2、致病污染物； ▪ 3、合成有机物； 4、植物营养物； ▪ 5、无机及矿物质； ▪ 6、土壤、岩石等冲刷下来沉积物； ▪ 7、放射性物质； 8、热污染。
▪ 水稻各器官铅富集量差异很大。各器官含铅量大小 次序为：根＞叶＞茎＞谷壳＞米。
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▪ 水生维管束植物各器官富集污染物普通规律与陆 生植物相同，但器官之间差异没有陆生植物显著。 它全部器官都能吸收水中污染物，都可称为吸收 器官。
▪ 生物在不一样生育期接触污染物，体内富集量有 显著差异。
▪ 5.生物原因：年纪、体重、不一样发育阶段和性 别等生物原因对污染物吸收和代谢有一定影响。
▪ 6.食物链和食物网：比较稳定、能够被生物吸收、以及
不易被生物体代谢分解污染物质轻易经过食物链或食物网 进行迁移和转化或者发生富集。
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水环境毒理学ห้องสมุดไป่ตู้
水体中DDT浓度约为0.00005ppm
环境毒理学13
一些放射性物质污染水体之后，可以被浮 游生物吸收和蓄积，并通过食物链的放大作用 对环境中的高等生物产生危害。
污染水体最危险的放射性物质有90Sr、 137Cs等，这些物质半衰期长，化学性能与生命 必需元素Ca、K相似，进人生物和人体后，能 在一定部位积累而增加对人体的放射性辐照， 进而引起变异或癌症。
3）环境因子 环境物理因素如温度、盐度和光照等能明显 地影响海洋生物对污染物质的吸收和蓄积作用。 如较高的温度能促进巨蛎对Cd的吸收，也能 显著地促进墨角藻对Cd的累积。 又如海带吸收碘的试验说明，光照能够显著 促进藻叶对碘的吸收。
6.2.3 污染物在水环境中的生物转化与降解 污染物进入水生生态系统后，直接和 间接地接触各类水生生物，并发生生物转 化和降解作用。 一般认为，与微生物的降解作用相比， 其他水生生物的降解作用是很微弱的。
水生动物对水体中污染物的吸收主要有体表吸 收、鳃吸收和肠道吸收等三种途径。 无脊椎动物： 能够直接从水中吸收溶解性的有机物，如氨基酸 等。 瓣鳃类软体动物： 通过鳃大量吸收海水中的溶解态烃，鱼从海水 中吸收无机汞、甲基汞和卤代烃主要也是通过鳃来 吸收。 处于食物链高营养级的动物： 主要通过取食摄取被污染的食物、悬浮物和沉 积淤泥中的污染物。
介水传染病
水环境是病原微生物生存和传播的媒
介。 进入水体中的病原微生物大多来自人 或动物的排泄物，或死于传染病的人或动物， 如伤寒杆菌、霍乱弧菌、痢疾杆菌、钩端螺 旋体、肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒等。
6.4 石油污染海洋水体
①石油在水面上扩散，1L石油可扩散至100～ 2000m2，油膜覆盖海面会造成生物窒息作用，使 海洋生物因缺氧而死亡； ②在海浪等因素的作用下，乳化油比水面的油膜有 更大的危害性，大量的水生生物因接触中毒而死； ③石油的特殊气味影响海洋生物的回游路线和浅海 繁殖区，对于水生生物幼体的作用更为敏感；
环境毒理学
1、环境毒理学：是研究环境污染物特别是化学污染物对生物有机体尤其是对人体的损害作用极其机理的学科研究对象：各种生物特别是对人体产生危害的各种环境污染物包括物理性化学性及生物性污染物，其中以环境化学物为主要研究对象。
最终任务：保护人类在内的各种生物的生存和持续健康的发展主要内容：1、环境毒理学的概念、理论和方法2、环境化学物在人体内的吸收分部转化规律3、环境化学物极其转化产物对人类和哺乳动物的三致毒性作用与机理4、环境污染物的毒性评判方法5各种环境污染物对人体损害作用的早发现，早防治的理论和方法和措施6、环境化学物在其他生物中的吸收转运代谢转化机器毒性作用的规律和预防措施2、简单扩散：生物膜两侧的化学分子从高浓度的一侧向低浓度一侧扩散。
影响因素1、生物膜两侧化学物的浓度梯变2脂/水分赔系数3化学物质的解离度和液体的PH3、吸收的主要途径1经消化道吸收饮水和食物中的污染物质主要是通过消化道被吸收入体内。
消化道的任何部位均有吸收作用，但其主要作用的是小肠2经呼吸道吸收，空气中的化学污染物主要经呼吸道进入机体。
经呼吸道吸收的化学物质不经过静脉血液进入肝脏，故未经肝脏的生物转化过程而直接进入体内循环并分部到全身。
3经皮肤吸收。
环境仅化学物经皮肤吸收主要通过两条途径一是表皮，二是毛囊汗腺级皮脂腺。
化学物质通过皮肤吸收需要通过三层屏障表皮角质层、连接角质层、基膜。
4、生物转化：环境化学物在生物体内经过一系列生物化学变化并形成其衍生物的过程。
外源化学物的生物转化过程：氧化、还原、水解和结合。
5、代谢饱和：集体吸收毒物后，随毒物在体内的浓度升高，单位时间内代谢酶对毒物催化代谢所形成的产物量也增加；但当毒物浓度达到一定值时，其代谢过程中所需的基质可能被耗尽，或者参与代谢的酶的催化能力不能满足其需要，这样单位时间内的代谢产物量就不再随毒物浓度升高而增大，这种代谢过程达到饱和的现象称之为~6、中毒：是指机体受到某种化学物质的作用而产生功能性或器质性的病变。
环境毒理学
环境毒理学1.环境毒理学的概念1.1环境毒理学简介1.1.1环境毒理学的定义环境毒理学是研究环境污染物，特别是化学污染物，对生物有机体，尤其是对人体的损害作用及其机理的科学，近年来有较快的发展。
1.1.2环境毒理学的研究对象环境毒理学的研究对象是：环境污染物，是人类生活活动和生产中所产生的化学性污染物，其种类非常繁多，有物理的、化学的、生物的等多种污染物。
1.1.3环境毒理学的主要任务（1）判明环境污染物及其他有害因素对人体的危害及其作用机理（2）探索环境污染物对人体健康损害的早期检测指标，急用灵敏的检测手段，找出环境污染物作用于机体后最初表现出来的生物学变化，以便于及早的发现并设法排除（3）定量评定环境污染物对集体的影响，确定剂量——反应（效应）关系。
1.1.4环境毒理学的研究内容（1）环境污染物及其在环境中的降解和转化产物对机体相互作用的一般规律（2）环境污染物毒性评定方法（3）各种重要的环境污染物及有害物理因素对机体的损害及其作用机理1.1.5环境毒理学的研究方法动物的一般毒性试验（急性、亚急性、慢性）繁殖试验代谢试验蓄积试验致突变试验致畸试验致癌试验1.2环境污染物的转运与转化1.2.1生物转运污染物进入人体后，经生物膜进入人体，其方式有：被动转运——简单扩散、滤过；特殊转运——易化扩散、主动转运、吞噬、胞饮。
进入人体后经消化道、呼吸道、皮肤吸收。
然后分布与贮存在人体的各器官和组织中，不同的物质有不同的位置进行积聚，主要的化学贮存库有：血浆蛋白、肝和肾、脂肪组织、骨骼组织。
环境污染物及其代谢物可经肾随尿排出和经肝随胆汁通过肠道随粪排出，以及其他的排泄途径。
1.2.2生物转化环境化学污染物在生物体内经过一系列的生物化学变化并形成其衍生物的过程称为生物转化，又称生物解毒、生物失活。
环境化学物的生物转化过程是酶促反应，需特定的酶类催化才能进行，其反应类型包括：氧化、还原、水解、结合反应。
影响生物转化的因素有：物种差异和个体差异、饮食营养状况、年龄性别等生理因素、代谢饱和状态、代谢酶的抑制和诱导。
水域环境中的生态毒理学研究
水域环境中的生态毒理学研究水域环境是地球上最重要的生态系统之一，它承载着无数的生物种群和提供着人类所需的许多资源。
然而，随着人类活动的不断增加，水域环境也面临着日益严重的污染问题。
生态毒理学研究就是为了解决这一问题而产生的一门学科，它研究的是污染物对水域生态系统中的生物体产生的毒性效应。
生态毒理学研究的一个重要方向是探索水域污染物对水生生物的影响。
水生生物包括了各种鱼类、浮游生物、底栖动物等，它们是水域生态系统的重要组成部分。
通过研究污染物对这些生物的毒性效应，我们可以了解到污染物对整个生态系统的影响程度。
例如，一些有机污染物如农药和工业废水中的有机物，可以对鱼类的生殖能力和行为产生不良影响，从而导致鱼类数量的减少和种群结构的改变。
这些研究结果可以为制定水域环境保护政策提供科学依据。
另一个重要的研究方向是探索污染物在水域生态系统中的迁移和转化规律。
污染物的迁移和转化过程决定了它们在水体中的分布和浓度，进而影响到生物体的暴露和毒性效应。
通过研究污染物的迁移和转化规律，我们可以了解到它们在水体中的寿命和生物体的累积情况。
例如，一些重金属污染物如铅和汞，可以在水体中长期存在，并通过食物链逐级富集，最终对鱼类等高级消费者产生毒性效应。
这些研究结果可以为预测和评估水域污染物的风险提供依据。
此外，生态毒理学研究还关注污染物对水域生态系统的整体稳定性和功能的影响。
水域生态系统是一个复杂的生物社会系统，其中各种生物体之间存在着复杂的相互关系和相互作用。
污染物的存在和毒性效应可能会破坏这些相互关系和相互作用，从而导致生态系统的不稳定和功能退化。
通过研究污染物对水域生态系统的影响，我们可以了解到生态系统的抗干扰能力和恢复能力，从而为保护和修复受损的水域生态系统提供科学依据。
为了开展生态毒理学研究，科学家们采用了各种各样的实验和调查方法。
实验方法包括了室内实验和野外实验，通过控制和观察不同条件下的生物体对污染物的反应，来研究其毒性效应。
《水环境毒理学》课件
基本概念和原理
1
生态毒理学
研究环境中污染物对生态系统的影响。
2
生物监测
通过检测生物体内污染物水平来评估环境质量。
3
物种敏感性
不同生物物种对污染物的毒性反应程度。
水环境毒理学的应用领域
1 环境保护
2 水资源管理
评估水体污染对生物多样性的影响，为环 境管理提供科水资源 的可持续利用。
水环境毒理学的重要性
水环境毒理学的研究对于保护水环境、维护生态平衡以及人类健康具有重要 意义。
水环境毒理学的研究内容
生物毒性评估
评估水体中污染物对生物的毒性效应。
环境风险评估
评估污染物对水环境生态系统的潜在风险。
毒性机制研究
探究污染物对生物的毒性机制。
废水处理与修复
研究废水处理与修复技术，减少污染物的毒 性。
《水环境毒理学》PPT课 件
欢迎来到《水环境毒理学》课程的世界！通过本课程，将深入了解水环境毒 理学的概述、重要性、研究内容、基本概念和原理、应用领域以及对今后的 展望。
概述
水环境毒理学是研究化学物质和其他污染物对水体生态系统中的生物的毒性效应及其机理的科学。
水环境毒理学的定义
水环境毒理学是研究水体中的毒性污染物对水生生物的毒性效应及其机理的 跨学科科学领域。
3 工业排放控制
4 新材料风险评估
监测和评估工业废水的毒性，提供排放控 制方案。
评估新材料对水环境的风险，以支持环境 友好的新材料的开发和应用。
总结和展望
水环境毒理学的发展将继续深入，为研究和解决水污染问题提供更有效的方法和策略，推动水环境的健 康和可持续发展。
第八章 水污染的环境毒理学
（一）生物地球化学性疾病
在一些地区的水土中，由于某种微 量元素过多或缺乏，会引起生物地球化学 性疾病，即地方病。
能够引起人和动物地方病的微量元素 主要有以下几种：镍、氟、砷、铜、硼、 钼、铝、碘、锌等。如“乌脚病”或“黑 脚病”是由于长期饮用含砷量高的水而引 起的皮肤色素沉着症、角化症、皮肤癌以 及周围血管疾病。
严重，几乎可全部死亡； ②赤潮引发甲藻产生杀鱼毒素，微小的含量即可造
成鱼类大批死亡； ③某些赤潮生物排出的分泌粘液及这些藻类死亡分
解产生的粘液能附着于贝类和鱼类的鳃上，造成 它们的呼吸困难，严重者可能致死。
生长的最适pH值为5—9；pH值在5．5以下鱼类生 长受阻，产量下降；pH值在5以下鱼类生殖功能失 调，繁殖停止。
由于酸雨的影响，鱼类在许多湖泊中消失。 根据统计，挪威5000个湖中现有50％无鱼，其中 90％是1960年后无鱼的；25％湖泊鱼的种类减少， 密度降低，敏感性鱼类消失。
鱼卵和鱼苗对pH值为最敏感的时期。 鱼类繁殖停止和消亡，是和水中钙、CO2含 量、硬度和电导率等因子密切有关。其中 钙是鱼类繁殖和生长的一个主业排放 的废水是水体中汞及其化合物的主要来源。 另外，大气和土壤中的汞亦可通过降落、 降水淋洗等进入水体。
4、其他污染物
（三）致突变、致癌和致畸作用
水中常见的致突变物有：氯化甲烷、溴代甲 烷、溴仿、二氯乙烷、氯乙烯、四氯乙烯等；而 四氯化碳、氯仿、氯丹、林丹、狄氏剂、艾氏剂、 四氯乙烯、苯并(a)芘、丙烯腈等具有潜在致癌作 用。
三、水体富营养化
天然水体中磷和氮的含量是控制浮游 生物量的因素。城市污水经过二级生化处 理，水中耗氧性有机物可达到规定的排放 标准，但是仍含相当量的磷、氮及其无机 盐。
第三节 水体污染对人及水生生物 的影响
《环境毒理学概论》实验教案
《环境毒理学概论》实验教案第一章：环境毒理学的概念与原理1.1 环境毒理学的定义1.2 环境毒理学的研究内容1.3 环境毒理学的研究方法1.4 环境毒理学的应用领域第二章：化学污染物的生物放大与生物积累2.1 生物放大与生物积累的概念2.2 生物放大与生物积累的机制2.3 生物放大与生物积累的评估方法2.4 生物放大与生物积累的环境管理意义第三章：化学污染物的毒性评价方法3.1 毒性评价概述3.2 急性毒性评价3.3 慢性毒性评价3.4 亚慢性毒性评价3.5 长期毒性评价第四章：环境毒理学实验设计与数据分析4.1 实验设计原则4.2 实验数据分析方法4.3 实验数据的可信度评估4.4 实验误差的来源与控制第五章：环境毒理学实验技术5.1 实验设备与材料5.2 实验操作步骤5.3 实验结果的观察与记录5.4 实验数据的处理与分析第六章：生态系统水平的环境毒理学研究6.1 生态系统毒理学的概念6.2 生态系统水平毒理学研究方法6.3 生态系统毒理学研究案例分析6.4 生态系统毒理学在环境保护中的应用第七章：生物标志物在环境毒理学中的应用7.1 生物标志物的概念与分类7.2 生物标志物在环境毒理学研究中的应用7.3 生物标志物的选择与检测方法7.4 生物标志物在环境风险评估中的应用第八章：环境毒理学在环境管理中的应用8.1 环境风险评估的基本概念8.2 环境风险评估的方法与步骤8.3 环境毒理学在环境风险评估中的应用8.4 环境管理中的案例分析第九章：大气环境毒理学9.1 大气污染与健康的关系9.2 大气环境毒理学的研究方法9.3 大气污染物的毒性评价9.4 大气环境毒理学在空气质量管理中的应用第十章：水环境毒理学10.1 水环境污染与健康的关系10.2 水环境毒理学的研究方法10.3 水污染物的毒性评价10.4 水环境毒理学在水质管理中的应用第十一章：土壤环境毒理学11.1 土壤污染与健康的关系11.2 土壤环境毒理学的研究方法11.3 土壤污染物的毒性评价11.4 土壤环境毒理学在土壤健康管理中的应用第十二章：生物降解与生物修复技术12.1 生物降解的概念与机制12.2 生物修复技术的分类与原理12.3 生物修复技术的应用案例12.4 生物修复技术的优缺点与发展趋势第十三章：化学污染物的人体健康风险评估13.1 人体健康风险评估的基本概念13.2 化学污染物人体健康风险评估的方法13.3 人体健康风险评估的应用案例13.4 降低化学污染物健康风险的策略与措施14.3 学术交流的技巧与注意事项14.4 提升环境毒理学研究影响力的策略第十五章：环境毒理学实验教学案例分析15.1 环境毒理学实验教学的目标与重要性15.2 环境毒理学实验教学案例设计15.3 实验教学的实施与评价15.4 实验教学中的问题与解决策略重点和难点解析本教案《环境毒理学概论》实验部分共分为十五个章节，涵盖了环境毒理学的概念、原理、研究方法、应用领域以及实验技术等多个方面。
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环境系
1.2可利用水资源状况
▪ 1、水资源情况： 地球表面70.8%被水覆盖,其中97.5%为海水,
淡水仅2.5%;淡水除南北极和地下水部分,只有 0.26%为江、河、湖等可利用。 2、我国现状：
南北方分布不均: 南水北调、引黄入津等； 污染严重。
长江水源的污染情况
滇池的富营养化污染
污染物在食物链的高端生物体内比低端生 物体内逐渐增加、放大。
指不同生物个体，绝对量和浓度均可。
第三节 污染物的毒性作用及机理
▪ 一.分子水平的毒性效应（混合功能氧化酶） ▪ 二.细胞与亚细胞水平的毒性效应（线粒体、染色体） ▪ 三.个体水平的毒性效应（形态、种子、生长和繁殖) ▪ 四.种群和群落水平的毒性效益（藻类） ▪ 五.生态系统水平的毒性效应（物质、能流） ▪ 六.不同生态环境因子对污染物毒性的影响 ▪ 1.水体温度 ▪ 2.水体PH ▪ 3.光照 （反应） ▪ 4.水流速和流量的影响（混合、沉积）
二、水域生态环境的组成
▪ 非生物：水 离子 气体 微量元素 胶体
▪
生产者
▪ 生物 消费者
▪
分解者
三、水中污染物的类型
▪ 水体污染指：
1、理、化、生、放射性等特性改变。 2、影响水的有效利用，如危害健康等。 3、超过水体自净能力，水质恶化。
水体污染物：
1、化学性（毒物、有机物等） 2、物理性（热、射线等） 3、生物性（致病微生物等）。
▪ There are 700 million people in China, whose drinking water is not safe.
▪ Fresh water availability per person in China, on average, are less than one third of the world average.
富营养化危害： 1、严重影响水产养殖业（DO下降）； 2、严重污染饮用水水源（有机物增加）。
典型合成洗掉剂化学配方：
十二烷基苯磺酸钠 Na5P3O10
剂 Na2SO4
污染 Na2SiO3 羧甲基纤维素 光学增白剂
1.5~20% 30~50%
活性剂成份 助洗、填充
5~15%
防止衣物再
4~8% 0.5~1.5% 微量
▪ Water is essential to life.
▪ Our health depends on the quality and safety of water.
▪ Water pollution and poor water resources are the big problem in China.
水体污染源
▪ 1、工业废水污染 工业生产未处理或处理不彻底的废水排
放，是目前最大污染源。在工业大发展时 期，导致公害病。
工业污染源
水污染对照图
2、生活污水污染
粪便污水：致病微生物造成介水传染病。 洗涤用水：高P洗涤剂造成水体富营养化。
富营养化：向水体排放营养元素后，使水中 植物和微生物大量生长，通过有氧代谢而 消耗水中DO，水质恶化。
性，调节，控制，净化，休闲娱乐）
第二节 污染物在水体与生物体内 的迁移转化
▪ 一.污染物进入水体的途径 ▪ 1.大气沉降－－－地表水 ▪ 2.下渗－－－地下水 ▪ 3.地表径流－－－地表水 ▪ 二.分布和转移（风，吸附，水解，光解） ▪ 三.生物对污染物的吸收（消化道、呼吸道、
皮肤） ▪ 四.生物富集
▪ 生物蓄积：bioaccumulation
指同一生物个体对某种物质的摄入量大于
排出量，体内绝对量不断增加。仅指绝对量。
▪ 生物浓缩：bioconcentration
指同一生物个体摄入某种物质后，在体内由 于浓度的分配不均，造成某些部位浓度不断增 加。
指浓度、无绝对量的概念。
▪ 生物放大：biomagnification
③ Protozoa 原虫，如隐孢子虫、贾第氏虫、溶 组织阿米巴原虫、血吸虫等。它们主要来自人 粪便、生活污水、医院以及畜牧屠宰、皮革和 食品工业等废水。
Pathogenic E coli
Enterohemorrhagic E. coli (EHEC) 肠出血性大肠杆菌
灌溉，家禽和家畜饲养业迅速发展，带来了大量 的废物和污染物，造成水体的富营养化。
一、水污染对人体健康的影响 1.饮用水污染 2.水环境污染 3.使用受污染的食品（污水灌溉）
1.饮用水污染
▪ 介水传染病
Water-borne communicable diseases
▪ 通过饮用或接触受病原体污染的水而传播的疾病， 又称水性传染病。
▪ 大致有40多种传染病是通过介水而传播的。
▪ 常见的介水传染病有霍乱、伤寒、副伤寒、痢疾、 病毒性肝炎等肠道传染病以及血吸虫、贾第鞭毛 虫、隐孢子虫等寄生虫病和钩端螺旋体病。
主要有三类： ① Bacteria 细菌，如大肠杆菌、伤寒杆菌、霍
乱弧菌、痢疾杆菌等。
② Viruses 病毒，如甲型肝炎病毒、脊髓灰质炎 病毒、柯萨奇病毒和腺病毒等。
▪ 56% of 27 rivers, which are main sources of drinking water in China, are polluted with different degree.
第四节 水体环境污染对人类健康 的影响
1 . 迅速的工业化 — 向地面水大量排放化学污染物。 有毒有害物质增加，若处理不当或不加处理，
同上 同上 颜色明亮
3、农业污染
农药（有机氯农药）的滥用造成全球性 水源污染，从珠穆朗玛峰到南极、北极南极
四、环境污染对水域生态系统 的损害
▪ 1.水生生物的直接危害(死鱼） ▪ 2.水生生物群落结构与功能的影响（富营
养化） ▪ 3.生态系统服务功能的影响（合成，多样
污染水源后，可造成人群的急、慢性中毒，甚至引起致 突变、致癌和致畸作用。
2. 城市化发展 — 城市生活污水处理设施贫乏 水源受到生活污水的污染，加之饮水消毒设施不
完善，常可使饮水水质不良，从而导致肠道疾病患病率 增加，甚至引起介水传染病的流行。
3. 现代农业发展 — 对水资源的影响 大量使用化肥和农药，用未处理的污水进行