第一章污染物在生态系统中的行为

1、 有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境的组成成分或状态发生改变移、转化，使环境的组成成分或状态发生改变, ,对人对人类及其他生物的生存，发展产生了不利影响的现象类及其他生物的生存，发展产生了不利影响的现象。环境生物效应环境生物效应环境化学效应环境化学效应环境物理效应环境物理效应原料生产、加工过程，燃烧、加热、冷却原料生产、加工过程，燃烧、加热、冷却：杀虫剂、除草剂、杀菌剂、生长调节剂杀虫剂、除草剂、杀菌剂、生长调节剂：噪声、燃料的排放，运输的有害、有噪声、燃料的排放，运输的有害、有 毒物质的泄漏毒物质的泄漏：粪便、垃圾，污水等粪便

2、、垃圾，污水等 污染物中筛选出的潜在危险大污染物中筛选出的潜在危险大 的作为优先研究控制的对象的。的作为优先研究控制的对象的。 人人为因素、自然过程引起某些物质介入大气，为因素、自然过程引起某些物质介入大气，呈现出了足够的浓度，达到了足够的时间，超过了环呈现出了足够的浓度，达到了足够的时间，超过了环境的自净能力。境的自净能力。大气主要污染物的存在状态：大气主要污染物的存在状态：l 气溶胶状态污染物：气溶胶状态污染物：l 气态污染物：气态污染物：主要来源：化石燃料燃烧主要来源：化石燃料燃烧化石燃料、大气固氮作用、化石燃料、大气固氮作用、 燃料氮的转化作用燃料氮的转化作用化石燃料、动物呼吸化石燃料

3、、动物呼吸 来源：石油、天然气的不完全燃烧来源：石油、天然气的不完全燃烧 其它燃料的燃烧、石油炼制其它燃料的燃烧、石油炼制n 物理自净、化学自净、生物净化物理自净、化学自净、生物净化 物理净化物理净化：稀释、吸附、凝聚、沉淀稀释、吸附、凝聚、沉淀化学净化：经化合、分解、氧化、还原、中和化学净化：经化合、分解、氧化、还原、中和生物净化：经生物吸收、降解、分解、转化、富集生物净化：经生物吸收、降解、分解、转化、富集污污染染物物无毒物：无机：无毒物：无机：酸、碱、无机盐、酸、碱、无机盐、N、P等植物营养物等植物营养物 有机：有机：C水物、脂肪、蛋白质水物、脂肪、蛋白质有毒物：无机：有毒物：无机：重金

4、属：汞、镉、铅、氰化物等重金属：汞、镉、铅、氰化物等 有机：有机：苯酚、多环芳烃、有机农药、多氯联苯苯酚、多环芳烃、有机农药、多氯联苯工业废水：工业废水：面大、量广，污染物种类多，毒性大，水中不易面大、量广，污染物种类多，毒性大，水中不易净化，人工处理困难。净化，人工处理困难。生活污水：生活污水：N、P、S多，易形成恶臭：多，易形成恶臭：H2S农业退水农业退水: :作物栽培、牲畜饲养、食品加工污水和液态废物：作物栽培、牲畜饲养、食品加工污水和液态废物：N、P。易形成硝酸、亚硝酸盐。易形成硝酸、亚硝酸盐l 固体废弃物的来源固体废弃物的来源 :居民生活、商业活动、市政建设与维护、机关办公等产生的固

5、体废弃物. 2000年垃圾清运量超1.4亿吨，按8的幅度增长。历年全国无序堆放的垃圾总量多达60亿吨，占用土地5亿平方米农业固体废弃物农业固体废弃物: :农业生产、畜禽饲养、农副产品加工、农村居民生活产生农业生产、畜禽饲养、农副产品加工、农村居民生活产生的固体废弃物的固体废弃物 矿业固体废弃物矿业固体废弃物: :采矿业的废石、尾矿、煤矸石；采矿业的废石、尾矿、煤矸石；放射性固体废弃物放射性固体废弃物: :核工业及某些医疗单位的放射性废料核工业及某些医疗单位的放射性废料 l危害危害: :对大气、土壤、水体造成严重污染，导致蚊蝇孳对大气、土壤、水体造成严重污染，导致蚊蝇孳生、细菌繁殖，使疾病迅速传

6、播，危害人体健康。生、细菌繁殖，使疾病迅速传播，危害人体健康。 放射性物质放射性物质自身衰变自身衰变射线射线人体组织电离人体组织电离 外外照照射射内内照照射射人类活动排放的放射性物质使人类活动排放的放射性物质使 环境污的放射性水平高于天然本底或超过环境污的放射性水平高于天然本底或超过 国家规定标准。国家规定标准。放射性元素的原子核在衰变过程衰变过程放出、射线的现象，俗称放射性。 ：高强度、大剂量辐射：急性辐射病高强度、大剂量辐射：急性辐射病：小剂量，长时间小剂量，长时间 DNA破坏破坏突变、染色体畸变突变、染色体畸变慢性损伤慢性损伤癌变、遗传障碍、不孕、死产癌变、遗传障碍、不孕、死产照射后的慢

7、性损伤会导致人群白血病白血病和各种癌症的发病率增加。1986年切尔诺贝利核电站事故，发生了200多例急性放射病，死亡29人。 电磁能量以波的形式向外发射的过程电磁能量以波的形式向外发射的过程对人体的影响：对人体的影响：l心血管疾病、糖尿病、癌突变心血管疾病、糖尿病、癌突变l生殖系统，神经系统和免疫系统伤害生殖系统，神经系统和免疫系统伤害l孕妇流产、不育、畸胎等病变孕妇流产、不育、畸胎等病变l影响儿童组织发育、骨骼发育、视力下降；肝脏造血功影响儿童组织发育、骨骼发育、视力下降；肝脏造血功能下降，严能下降，严 重者可导致视网膜脱落。重者可导致视网膜脱落。l男性性功能下降，女性内分泌紊乱，月经失调男

8、性性功能下降，女性内分泌紊乱，月经失调 感觉公害感觉公害:（dB) 噪声级：噪声级： 预防：减弱噪声源；吸声、隔声、消声预防：减弱噪声源；吸声、隔声、消声 切断传播途径切断传播途径 个人防护个人防护污染物的外形、化学组成、内部结构的表现形式污染物的外形、化学组成、内部结构的表现形式 ：单质、化合态单质、化合态：固体、流体（气体、液体）、射线固体、流体（气体、液体）、射线：离子态、胶体、：离子态、胶体、 有机结合态、难溶态有机结合态、难溶态污污染染物物在在水水生生生生态态系系统统中中的的分分布布污污染染物物在在陆陆生生生生态态系系统统中中的的分分布布如：大气污染如：大气污染SO2土壤污染物土壤污

9、染物 地表：水污染地表：水污染沉降 蒸发：机械迁移机械迁移 物理物理化学迁移化学迁移 生物迁移：通过生物的吸收、代谢、生长、生物迁移：通过生物的吸收、代谢、生长、 死亡等过程实现的迁移。死亡等过程实现的迁移。污染物自身的物污染物自身的物化性质化性质 外部因素外部因素湿度、温度、阳光湿度、温度、阳光 紫外线重金属、低温3.2 污染物在水体中的转化污染物在水体中的转化1）2）配合作用：水体中）配合作用：水体中 有机高分子的分解产物有机高分子的分解产物+重金属重金属配合物配合物3）生物降解：微生物使污染物进行转化）生物降解：微生物使污染物进行转化3.3重金属重金属生物富集：食物链生物富集：食物链人体

10、人体 转化为毒性更大的化合物转化为毒性更大的化合物 有机农药有机农药 土壤吸附：净化土壤吸附：净化 降解：光化学降解：紫外线作用（降解：光化学降解：紫外线作用（DDT等）等） 化学降解：水解、氧化还原作用等化学降解：水解、氧化还原作用等 微生物降解：有机农药微生物降解：有机农药 CO2、H20 污染物污染物吸收吸收分布分布排泄排泄 生物转化生物转化生物积蓄生物积蓄直排体外直排体外 生物膜结构（图）生物膜结构（图）环境污染物经各种途径和方式与生环境污染物经各种途径和方式与生物机体接触，被吸收分布、排泄等过程的总称。物机体接触，被吸收分布、排泄等过程的总称。糖类脂、糖糖类脂、糖蛋白残基蛋白残基双层

11、磷脂分子双层磷脂分子细胞纤维状成细胞纤维状成分分：不消耗能量不消耗能量 简单扩散：顺浓度梯度简单扩散：顺浓度梯度 过滤：分子直径小于亲水膜孔的水溶性物质过滤：分子直径小于亲水膜孔的水溶性物质：膜上具有载体蛋白，具特异性膜上具有载体蛋白，具特异性：细胞膜的变形移动，将污染物包起来细胞膜的变形移动，将污染物包起来细胞内细胞内动物：动物：呼吸系统呼吸系统气态污染物：气体、蒸汽、气溶胶气态污染物：气体、蒸汽、气溶胶 影响因素：浓度差、分压差，溶液解度，通气量、血流量及比值影响因素：浓度差、分压差，溶液解度，通气量、血流量及比值消化系统消化系统：胃、小肠：胃、小肠 影响因素：胃肠蠕动、污染物的颗粒大小、

12、溶解度等影响因素：胃肠蠕动、污染物的颗粒大小、溶解度等皮肤吸收皮肤吸收 角质层角质层真皮真皮毛细血管毛细血管全身循环全身循环 汗腺、皮脂腺、毛囊汗腺、皮脂腺、毛囊 影响因素：气温、角质层的厚度影响因素：气温、角质层的厚度 外源化合物进入生物机体后，在酶统的作外源化合物进入生物机体后，在酶统的作 用下的代谢变化过程。用下的代谢变化过程。高度亲脂且代谢稳定的高度亲脂且代谢稳定的蓄 积 于 脂 肪 组 织蓄 积 于 脂 肪 组 织第 一 阶 段 ： 氧 化 、 还 原 、 水 解第 一 阶 段 ： 氧 化 、 还 原 、 水 解第二阶段：结合阶段第二阶段：结合阶段亲脂性亲脂性极性的极性的亲水性亲水性

13、极性极性（相（相I反应反应）（相（相II反应）反应） 脂溶性物质脂溶性物质 极性化合物极性化合物 外来化合物外来化合物极性基团露出极性基团露出-OH、-COOH、-NH2氧化、还原、水解氧化、还原、水解 脂肪族羟化：脂肪族羟化： RCH3 RCH2OH芳香族羟化：芳香族羟化： 氧化氧化烯烃类（烯烃类（C=C）环氧化物（环氧化物（CC）O非微粒体氧化非微粒体氧化胺氧化：胺氧化：单胺类：单胺类：RCH2NH2+O2+H2ORCHO+NH3+H2O二胺类：二胺类：H2N(CH2)nNH2+O2+H2OH2N(CH2)n-1+ NH3 +H2O醇醛类：醇醛类： CH3CH2OH+NADCH3CHO+N

14、ADH+H+ CH3CHO+NAD+H2OCH3COOH+NADH+H+MAODAO： 偶氮还原：偶氮还原：活化的中间体活化的中间体基团基团受体受体结合物结合物（生物成分生物成分非必需非必需必需的必需的易分解易分解脂溶性高的、脂溶性高的、与蛋白质亲和与蛋白质亲和力强的力强的残留于生物体内，残留于生物体内，使浓度升高使浓度升高 生物机体从环境介质中吸收、积累某种元素、难分解的生物机体从环境介质中吸收、积累某种元素、难分解的化合物，使生物体内该物质浓度大于环境中该物化合物，使生物体内该物质浓度大于环境中该物 质的浓度的质的浓度的现象。现象。某某些些生生物物对对毒毒物物浓浓缩缩情情况况 生物代谢活跃

15、期，通过吸收、吸附、吞食生物代谢活跃期，通过吸收、吸附、吞食等，从环境中蓄积某些元素或难分解的化合物，等，从环境中蓄积某些元素或难分解的化合物，随生长发育，浓缩系数增加的现象。随生长发育，浓缩系数增加的现象。 生态学科中，某元素或难解化合物在生物生态学科中，某元素或难解化合物在生物机体中的浓度随营养级的升高而逐步增大的现象。机体中的浓度随营养级的升高而逐步增大的现象。反硫化细菌反硫化细菌 异养微生物异养微生物半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸丙酸、乳酸、丙酸、乳酸、甲酸等甲酸等2）酸性矿水）酸性矿水3）硝酸和亚硝酸）硝酸和亚硝酸硝酸还原细菌血红素血红素（钴胺素钴胺素微生物微生物（B12） CH3Hg+ (CH3)2Hg RCH3RCH3CH3CH3Hg+2H Hg +3CH4 +H+ 2、砷的氧化还原、甲基化、砷的氧化还原、甲基化 1）As5+ As3 + 砷酸盐砷酸盐 亚砷酸盐亚