第一章环境污染物在生态系统中行为
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。
生态毒理学——污染物在生态系统中的影响
生态毒理学——污染物在生态系统中的影响污染物指的是那些由于人类活动或自然原因而使环境中的各种化学物质和生物物质达到一定浓度和数量的物质。
这些物质的存在不仅会危害自然界的生态系统，还会对人类健康带来严重的影响。
因此，对于污染物在生态系统中的影响，生态毒理学的研究变得越来越重要。
一、生态毒理学的概念与意义生态毒理学是一门研究污染物在生态系统中的转化、传递、积累和对生态系统及其组成部分的影响的学科。
生态毒理学研究的对象包括生态系统中的各种物质、生物和环境条件等，涉及的领域极其广泛，包括环境化学、生物学、生态学等多个学科。
深入研究污染物在生态系统中的行为与影响，对于建设生态文明和实现可持续发展具有重要意义。
同时，生态毒理学的研究可以为环境保护提供科学依据，为制定环保政策、开展环保行动提供参考。
二、污染物在生态系统中的转化与传递环境中大量的污染物会在自然条件下分布、转化、迁移、转化和积累，形成复杂的环境污染过程。
其中，生态系统是污染物转移和积累的重要环节。
（一）污染物在生物体中的积累当污染物进入生态系统后，会进入各种生物体中，并经过食物链传递。
污染物在生物体内沉积并积累，成为了生物体组织中的有毒物质，这种现象被称为生物富集。
富集现象中，毒性物质从食物链的下层生物通过捕食被积累到食物链的高层生物中，这种过程被称为生物放大。
（二）水体中污染物的传递水体是大量污染物的传递和积累的重要载体。
污染物可以通过水生物体、水沉积物、水中微生物等途径进入水中并进行迁移和积累。
水体中的污染物可以通过水生生物进入陆地生态系统。
例如，鸟类食用各种水生生物，这些水生生物可能含有有机污染物，鸟类摄入含有污染物的水生生物后，这些污染物得以积累在鸟体内，从而对鸟类产生毒性影响。
（三）土壤中污染物的转化与传递土壤是生态系统中的一个重要污染物吸收器。
污染物可以通过大气气溶胶、降雨、尾气排放和地下水污染的方式进入土壤中。
在土壤中，污染物可以通过吸附、蒸腾、渗漏和挥发等途径进行迁移和转移。
《环境生物学》课程教学大纲
《环境生物学》课程教学大纲一、课程根本信息课程代码：260411课程名称：环境生物学英文名称：Environmental Biology课程类别：专业选修课学时：54学分：3.0适用对象: 环境科学专业考核方式：考试先修课程：无二、课程简介环境生物学主要探讨生物与受损环境之间的相互作用和调控机理。
环境生物学是环境科学、生态学、环境毒理学、环境化学、普通生物学等相关科学的穿插学科，它包含了污染生态学、生态毒理学等不同分支学科的内容，该学科主要研究人类活动对生态系统造成的环境污染、生态破坏对人类与生物产生的效应以与人类和生物对这种环境污染、生态破坏的产生的响应，其目的在于为维护人类生态安康，保护和改善人类生存与开展的环境，合理利用自然和自然资源提供科学根底，促进环境和生物相互关系以利于人类的生存和社会可持续开展。
三、课程性质与教学目的通过本课程的教学，帮助学生了解环境污染物在生态系统中的行为和对生物体的危害，以与生物体在净化环境污染中的作用，使学生充分理解环境污染和生物之间的相互作用，更深层次地认识到环境保护的重要性。
本课程要求学生掌握环境污染物在生物体内从吸收到排泄的整个行为过程，和环境污染对生物在各级水平上的影响，了解污染物的生物效应的检测方法。
掌握生物净化污染物的根本原理，了解生物净化的根本方法和常用的工艺。
该学科主要培养和训练学生认识生物与环境的相互关系与其根本规律，了解和掌握环境生物学的根本识；本课程要求学生应具备普通物学、生态学、环境学概论等相关专业的根底知识和理论。
通过本课程的学习，学生应掌握环境生物学的根本理论、研究方法和技术，同时拓宽学生的学术视野和知识结构，提高学生整体综合素质。
为今后进一步的学习和工作打下良好的根底。
四、教学内容与要求绪论〔2课时〕（一）目的与要求1.掌握环境生物学的概念、研究内容与任务；2.认识环境科学与环境问题，环境科学的开展历史。
3.了解环境生物学与相关学科的关系，环境生物学的开展趋势。
污染物的环境行为与生态风险评估
污染物的环境行为与生态风险评估一、污染物的环境行为污染物指的是一些对生态系统环境有害的化学物质或物理物质的总称。
污染物在环境中存在的方式和运动过程，称为环境行为，是生态风险评估的基础。
具体来说，污染物在环境中的行为包括以下五个方面。
1.空气行为污染物在大气中的运动主要受到大气的动力学和化学因素的影响。
例如，气体污染物的扩散过程受到空气流动的影响，气体和颗粒物的化学反应会导致它们的转化和沉积。
2.水环境行为大多数污染物最终在水环境中沉积或溶解，它们的流动和漂移速度会受到水流的影响。
此外，水环境中的化学因素、水生生物和悬浮物的干扰也会影响污染物的迁移和转化过程。
3.土壤环境行为污染物在土壤中的行为主要与土壤结构和化学性质有关。
例如，pH值和有机质含量等因素会影响土壤中污染物的迁移、吸附和释放。
4.生物环境行为污染物在生物环境中的行为受到生物吸收、代谢和转移的影响。
例如，有些污染物可能会被生物体吸收并转化成毒性更高的物质。
5.生态系统行为污染物在生态系统中的行为包括其在不同环境介质（例如，大气、水、土壤和生物体）之间的转移和转化过程。
这些过程包括氧化、还原和光解等化学反应，同时生物体的凋亡和分解也会导致污染物的释放。
二、生态风险评估生态风险评估是对环境变化和生态系统影响的评估，以确定特定化学物质或其他污染源对环境的潜在影响和生物多样性的威胁。
生态风险评估通常包括以下几个步骤。
1.风险识别这一步骤确定了潜在的生态系统危害或损害来源，包括分析污染源、污染物和可能受到影响的生态系统。
2.剂量-响应分析剂量-响应分析是指分析不同污染物剂量下对生态系统的影响程度，通过数据整合和不同条件下的模拟来评估风险和不确定性。
3.暴露评价评估生物和环境在不同时间段内受到的污染物暴露水平，以及污染物在生态系统中的分布和运移规律。
环境监测、模拟和数学建模是评估暴露过程的主要手段。
4.风险特性分析通过对评估数据的分析和解释，识别和评估可能的风险，包括生态风险、社会风险和经济风险等方面。
污染生态学_第1章.
污染生态学的研究方法：
把生态系统作为一个整体来研究生物与 受污染环境之间的相互关系。 常采用野外实地调查研究,各种规模的模拟 试验相结合的研究方法。具体有：
l、用生物、化学等方法，研究污染物在生态系统中迁 移、转化规律，以及在生态系统各单元之间的积累规律： 2、研究交生态系统中污染物迁移过程中生物的吸收、 宙菜、降解规律，生物受窃状况与机削以及利用生物净化 环境的可行措施。 3、研究污染物刘生态系统结构和功能的影响，建立生 态模型，以阐明污染物对生态系统的稳定性和生物产旦的 影响，预测今后生怒系统发展趋势以及采取相应的对策。 4、研究备类生态系统(森林、草原、农田、水域、工 矿、城市)内部各组分之间和各类生态系统之间的物流、 和污染物流通的关系，以及采取相应的对策。 5、根据各类模型，制定环境规划和区域整体净化措施。
第一章 污染物在生物体内的 迁移规律
生物体对污染物吸收、迁移是研究污染 物在生物体内富集、毒害以及生物体解毒、 抗性作用的基础．是污染物对生物体产生 生理、生态、遗传及分子毒性效应的第一 步。 本章介绍污染物的基本概念、性质、分 类以及生物对污染物的吸收、迁移规律， 最后阐述影响植物吸收、迁移污染物的几 个主要因素。
因而污染物可作如下定义：
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。
污染物有自然排放的，也有人类活动产生的。
环境科学研究的主要是人类生产和生活排放的污染物。
二、污染物的性质 (一) 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，并且持续一定的时间。 只有高于一定数量、浓度、持续时间一定时间才会产 生影响 （二） 污染物再环境中发生转化，即具有易变性。
2、穿过细胞膜，共质体迁移 有的金属用以穿过细胞膜进入共质体，同过共质体迁 移， 如镉 (Cd)容易穿过细胞壁和细胞膜，进入细胞内。 大豆等植物中镉的亚细胞分布，大约70％的镐沉积 在细胞质部分，只有8％—10％结合到细胞壁及其 他细胞器中 。 镉的可溶性成分所占比例最大，约为45％—69％， 铅则以沉积于细胞壁成分占绝大比例，可达77％一79 ％，可溶性成分仅占0．2％一3．8％
环境生物学复习-段昌群-参考重点
第一章绪论1、环境生物学：是研究生物与人为受损环境之间的相互关系的科学。
2、环境生物学的研究内容：（1）污染物在生态系统中的行为及其生物效应（2）生态退化及其对生物的影响（3）生物在受损环境中的响应（4）全球变化生物学（5）生物对受损环境的监测（6）生物修复和生态重建（7）生物多样性的保护3、我国的优先研究领域：（1）严重的水土流失及其生物控制（2）干旱和半干旱的生态恢复和沙漠化防治（3）湖泊和水库的富营养化防治（4）食品、中药、饮品中有害物质的残留及清洁生产（5）环境因素和我国人群健康（6）转基因产品、生物入侵（7）生物多样性的保护第二章生物与受损环境1、自然环境：指一切可以直接或间接影响人类生活、生产的自然界中的物质和能量的总和。
2、受损环境：指在人为或自然干扰下形成的偏离自然状态的环境。
3、自然环境和受损环境两者之间的区别：4、受损环境主要有两种类型：一类是环境环境，一类是生态破坏。
5、环境污染和生态破坏的概念和实质：（1）环境污染概念：环境污染是指人类活动向自然环境中投入的废弃物超过自然生态系统的自净能力，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境结构和功能发生变化，对人类和其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象。
环境污染本质：环境污染在本质上是没有被完全利用的资源（一种工业和生活原料）进入到环境中所出现的后果。
（2）生态破坏概念：环境系统中的生物成分和非生物成分作为人类经济社会发展的资源受到过度利用或人为破坏引起生态系统结构和功能的改变，并对人类生存和发展的环境条件和资源状况产生不良影响的现象。
生态破坏本质：生态破坏其本质是对人类有用部分的环境因素作为资源而过度利用所出现的后果。
第三章污染物在生态系统中的行为1、生物转化：是在生物体内一种化合物变成另一种化合物的现象。
2、生物放大积累在生物体内的污染物随食物链的营养转移而进行迁移，并在更高营养级的生物体中不断富集。
3、吸收：环境中污染物进入生物体内的总过程。
生态毒理学 第一章 环境和有毒物质.
物理因素 环 境 因 素
气候条件 光照时间 活动时间 温度 气压 季节和昼夜节律
生长密度
社会心理
心理压力
物种
敏感度 构造 吸收代谢能力
分布\排泄作用
生 物 因
性别
内分泌状态
生殖角色与行为 成熟度
素
年龄
器官功能退化
对幼年个体的发育毒性
健康状况 疾病\病菌的感染等
拮抗作用
交互作用
相加作用
协同作用
毒
溶解性
主要的环境毒物
金属与 类金属
铝砷镉 铬铜铅汞 镍硒锌
有机化 合物物
氯代烃、多 环芳烃、二 恶英
有机化合物 PAH PCB PBB CFC TCP PCP CHCL3
(POPs)
二垩英 有机磷杀虫剂 芳香族除草剂
致癌致畸致突变 环境激素效应
有毒物质的结构与性质、效应 的基本原理
★ 环境毒物的剂量-效应关系原理 ★环境毒物的结构-活性相关原理 ★毒物作用的多层次效应原理 ★毒物生态动力学原理 ★环境毒物的生态适应性原理 ★复合污染物的联合效应理论
第一章 环境和有毒物质
主要内容
环境的基本概念、主要特点与分类
有毒物质的基本概念、主要特点与 分类
有毒物质的结构、性质与效应的基 本原理
《中华人民共和国环境保护法》把 环境定义为：“影响人类生存和发展
的各种天然的和经过人工改造的自然 因素的总体，包括大气、水、海洋、 土地、矿藏、森林、草原、野生生物、 自然保护区、风景名胜、城市和乡村 等。”
巯基易与金属离子生成巯醇 盐，脂溶性增高，渗透力增 强，比醇更易于渗入生物组 织而产生毒害效应。最易与 带双键的化合物进行加成作 用，因此其具很高的生物活 性
生态毒理学：第一章环境毒物与生态毒理效应
fine particle
particulate matter PM2.5
（1）易进
对健在康空的气危中害悬极浮大的。时间更长易入道。进深；入部（血呼2液）吸；
（3）易吸
附其他毒物。
空气污染带来的生态问题
影响小气候和太阳辐射
间接危害
产生温室效应 （Greenhouse effect）
臭氧层空洞（Ozone depletion)
包括液体、固体或者液体和固体结合 存在的，并悬浮在空气介质中的颗粒。
inhalabal particulates IP
可吸入颗粒物 Dp≤10um
particulate matter PM10
能进入人体呼吸道 ，且能长期漂浮于
空气中， 也称飘尘（suspended dusts）。
细粒子 Dp≤2.5um
蒸发加大，改变降水量及降水 分布格局，降水极端事件增加
蒸发增强
第一个因全球变暖 而将要消失的国家
大气污染:大气接纳有害污染物质的量超过大气的自净 能力，污染物浓度增高，甚至超出大气卫生标准的 要求，对居民的身心造成直接或间接的甚至是潜在 的影响和危害，这种大气质量恶化的状态称为大气 污染。
大气的正常组成
0.93% 20.93%
0.03%
78.10%
0.01%
氮 氧 氩 二氧化碳 其他气体
大气结构
颗粒污染物
大气颗粒物有固体和液体两种形态。固体颗粒中较小 的有碳黑、碘化银、燃烧颗粒等，较大的有水泥粉尘 、土尘、铸造尘和煤尘等。液体颗粒物主要有雨滴、 雾和硫酸雾等。
粒径是颗粒物的最重要的性质。它反映了颗粒物来源 的本质，并可影响光散射性质和气候效应。
1. 粉尘 (dust) 2. 烟 (fume) 3. 飞灰 (fly ash) 4. 黑烟 (smoke) 5. 雾 (fog) 6. 煤烟尘 (soot) 7. 总悬浮微粒 (TSP)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
例：生物通过食物链对重金属的放大积累作用
第一章环境污染物在生态系统中行 为
影响迁移的因素：
❖ 内部因素
• 污染物自身的物理化学性质：组成该物质的元素所具有的组 成化合物的能力、形成不同的电价离子能力、水解能力、形 成络合物的能力、被胶体吸附的能力
• 原子的电负性、离子半径、电价、离子电位和化合物的键性、 溶解度等都是影响迁移的主要理化参数。
❖ 一次污染物和二次污染物： • 二次污染物是指进人大气的一次污染物之间相互作用或一次 污染物与正常大气组分发生化学反应，以及在太阳辐射线的 参与下引起光化学反应而产生的新的污染物，它常比一次污 染物对环境和人体的危害更为严重。
❖ 优先污染物（Priority Pollutant）：
• 指在众多的污染物中筛选出的潜在危险大的作为优先研究和控制对 象的污染物，亦称优先控制污染物。
• 主要针对下列污染物：有毒有机化学污染物、生物难降解性物质、 具有生物积累性、三致性的污染物
第一章环境污染物在生态系统中行 为
小结
环境污染的特点： ❖ 影响范围大 ❖ 作用时间长 ❖ 污染物浓度低、情况复杂 ❖ 污染容易、治理难
第一章环境污染物在生态系统中行 为
1.2 污染物在环境中的迁移与转化
• 污染物的存在形态包括：
价态，如Cr（VI）、 Cr（III）
化合态，如有机汞和无机汞
结构态，如同分异构体
络合态
❖ 几种重要的形态分类
• 离子态
• 代换态
• 胶体
• 有机结合态 • 难溶态
第一章环境污染物在生态系统中行 为
污染物的分布
❖ 污染物的分布
定义：指污染物在环境多组分间分布，不仅指在环境空间的浓度 分布，而且还指污染物不同形态、不同相态之间的分配。
❖ 例二：酸雨（Acid Rain）
第一章环境污染物在生态系统中行 为
图1－2光化学烟雾实例
第一章环境污染物在生态系统中行 为
1 环境污染物在生态系统中的行为
1.1 环境污染概述
❖ 什么是环境污染（Environmental Pollution）？
• 通常，环境污染主要指人类活动所引起的环境质量下降而有 害于人类及其它生物的正常生存和发展的现象。而自然过程 引起的同类现象称为自然突变或异常。
❖ 环境污污染
按污染物性质 化学污染
按污染物形态 固体废弃物污染
物理污染
第一章环境污染物在生态系统中行 为
噪声污染 辐射污染
环境效应——环境污染所导致的环境变化
❖ 环境生物效应：指各种环境因素变化而导致生态系统 变异的结果。
❖ 环境化学效应：在多种环境条件的影响下，物质之间 的化学反应所引起的环境效果。如：酸雨、光化学烟 雾等。
❖ 外部因素
酸碱条件 氧化－还原条件 胶体的种类、数量 络合配位体的数量、性质
第一章环境污染物在生态系统中行 为
1.2.2 污染物的形态和分布（Form and Distribution of Pollutant）
❖ 污染物的形态
• 定义：指环境中污染物的外部形状、化学组成和内部结构的表 现形式。
第一章环境污染物在生态系统中行 为
大气中的转化
❖ 大气中的转化：以光化学氧化、催化氧化反应为主
❖ 例一：光化学烟雾（Photochemical Smog）
光化学烟雾是大气中氮氧化物和碳氢化合物在紫外线照射下反应 生成的多种污染物的混合物。
光 化 学 烟 雾 最 具 危 害 的 两 种 物 质 是 臭 氧 (O3) 和 过 氧 乙 酰 硝 酸 酯 (peroxyacetylnitrates , PAN)。
第一篇 环境污染的生物效应
第一章环境污染物在生态系统中行 为
第一章 环境污染物在生态系统中的行为
本章将讨论以下内容：
❖ 环境污染概述 ❖ 污染物在环境中的迁移与转化 ❖ 污染物在生物体内的生物转运和生物转化 ❖ 污染物在生物体内的浓缩、积累和放大 ❖ 生物对污染物在环境中行为的影响
第一章环境污染物在生态系统中行 为
农业
污染物的人为来源（Artificial Source ） : 来自人类活动，影 响范围广、危害大，如工业三废
交通
工业
第一章环境污染物在生态系统中行 为
污染物（Pollutant）
❖ 污染物
• 指进入环境后使环境的正常组成结构、状态和性质发生变化，直接 或间接有害于人类的生存和发展的物质。
❖ 生产性污染物和生活污染物
第一章环境污染物在生态系统中行 为
污染物在环境中的迁移方式
❖ 机械迁移
（1）水的机械迁移作用 （2）气的机械迁移作用 （3）重力的机械迁移作用
❖ 物理－化学迁移
★污染物在环境中迁移的最重要的形式。 （1）溶解－沉淀作用、络合－螯合作用、吸附－解吸作用、氧
化－还原作用、水解作用 （2）化学分解、光化学分解、生物化学分解
例：汞形态的分布
第一章环境污染物在生态系统中行 为
1.2.3 污染物在环境中的转化（Transformation of Pollutant）
❖ 转化的定义
指污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变形态或转变 成另一种物质的过程。
❖ 转化的形式
物理转化： 化学转化 生物转化
❖ 转化的结果：
两种可能：污染物转化为无毒物质或易降解结构 污染物的毒性增强或转化为难降解结构
❖ 环境物理效应：物理作用引起的环境效果。如热污染、 噪声污染等。
第一章环境污染物在生态系统中行 为
污染源（Pollution Source）
❖ 工业污染源 ❖ 农业污染源 ❖ 交通运输污染源 ❖ 生活污染源
第一章环境污染物在生态系统中行 为
图1-1 污染源示意图
污染物的自然来源（Natural Source ） : 自然界向环境排放， 如：活动的火山或矿床；
1.2.1 污染物在环境中的迁移
❖ 迁移的定义：
• 迁移是指污染物在环境中发生的空间位置的移动及其引起的 富集、分散和消失的过程。
❖ 污染物进入环境的途径包括：
• （1）人类活动过程中无意排放 • （2）工业三废 • （3）人类活动过程中故意应用
❖ 注：
• 进入环境的污染物可以在各个环境要素（水、气、土）中发 生迁移并输送到很远的距离。污染物的长距离传送，往往由 局部性污染引发区域性污染甚至全球性污染，这也是环境污 染成为当代主要环境问题的原因之一。