延大《环境学》讲义第7章 生物环境

第七章生物环境第一节环境污染与生物环境生物污染定义：指环境中有毒有害物质的含量超过一定阈值范围之后，对生物个体、种群、群落或生态系统产生的负面效应，包括系统结构改变、稳定性降低、生态服务功能退化等。一、污染物种类及其生物毒性（一）污染物的种类化学污染物、物理污染物和生物污染物；可降解污染物和永久性污染物等。（二）污染物的毒性1、急性毒性：污染物一次大剂量或24小时内多次作用于机体所引起的毒性作用。2、亚急性毒性：污染物在生物生命的1/10左右时间内，每日或反复多次作用于机体所引起的损害作用。3、慢性毒性：低剂量污染物在生物体生命周期内长时间反复多次作用于生物体所引起的毒性伤害作用。4、蓄积性毒性：低于中毒阈剂量的污染物反复地与生物接触一定时间后致使其出现的中毒作用。5、三致作用：污染物的致癌、致畸、致突变作用。污染物的生物毒性参数：①半致死浓度：一定观测时间内，使得实验生物死亡率为50％的毒物浓度或剂量。②半数效应浓度：一定观测时间内，使实验生物半数产生某一（非死亡）效应的毒物浓度或剂量。③阈剂量：引起群体中极少数个体出现最轻毒效应的最小剂量或浓度。④最大无作用剂量：污染物在一定时间内，以一定方式与生物机体接触，不能观测到任何损害作用的最高剂量。⑤最低观测效应浓度：慢性毒性实验中能观测到受试生物的有任何损害作用的最低浓度。二、污染物的生物吸收及其生物毒效1、污染物的生物吸收污染物由环境介质进入生物体的过程。（1）被动吸收:是指生物膜不起主动作用，不消耗细胞的代谢能量（简单扩散和滤过）。（2）特殊吸收:是指污染物与生物膜组成成分形成可逆性复合物进行转运（主动吸收、易化扩散和内吞作用）。①主动吸收:污染物由生物膜低浓度一侧向高浓度一侧转运，并消耗细胞代谢能量的过程。②易化扩散:非脂溶性或亲水性的污染物与生物膜的载体结合，由生物膜高浓度一侧向低浓度一侧转运，也称促进扩散或载体扩散。这种运转不能逆浓度梯度，不消耗细胞代谢能。③内吞作用:是较大的分子和颗粒借形成液泡而被生物膜成批摄取，包括吞噬作用（内吞的是固体）和胞饮作用（内吞的是液体）。发生于肺、小肠等器官。2、污染物的生物浓缩、蓄积和放大生物浓缩：生物个体或处于同一营养级上的生物种群，从周围环境和食物链中蓄积某种元素或难降解物质，使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。生物浓缩系数（BCF）：生物机体内某种物质的浓度和环境中该物质浓度的比值。生物放大：在生态系统中同一食物链上，高营养级生物以低营养级生物为食，因而在体内蓄积某种元素或难降解物质，其浓度随着营养级的提高而逐渐增大的现象。第二节生物效应的危害一、污染物的生物害效1、种群密度：对有毒污染物敏感的种群个体死亡率增加，繁殖率下降，种群密度下降。2、年龄结构：生命早期阶段比成年阶段对污染敏感。3、性别比例：一些环境激素物质具有动物和人体激素的活性，能干扰和破坏生物的内分泌功能，导致生物繁殖障碍。4、种群关系:影响捕食者与被捕食者的关系。5、种群进化：污染使种群内具有抗性的个体的等位基因上升，敏感个体的等位基因丧失。6、生境：全球变暖、生境多样性丧失。7、物种结构：选择压力与适者生存原理。8、营养结构：食物链缩短或歧化，营养结构简单化。9、初级生产力：改变光合生产潜能。10、营养循环：干扰有机物分解过程（酶系统）。二、典型环境污染的生物效应事件汞污染（水俣病）；镉污染（痛痛病