污染物在生物体内的迁移与生物效应

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环境化学(戴树桂)课后习题参考答案

环境化学(戴树桂)课后习题参考答案

中科院研究生院硕士研究生入学考试《环境化学》考试大纲1.《环境化学》考试大纲适用于中国科学院研究生院环境科学专业硕士研究生入学考试。

《环境化学》是环境科学与工程类专业的重要基础课程,包括了环境化学研究的内容、特点和发展动向,主要环境污染物的类别和它们在环境各圈层中的迁移转化过程,典型污染物在环境各圈层中的归趋和效应。

本考试大纲侧重于环境污染化学,着重于各类有害物质在环境介质中的存在、行为、效应以及减少或消除其产生的理论和方法。

主要内容包括水环境化学、大气环境化学、土壤环境化学及化学物质的生物效应与生态效应等经典内容。

对其中有机污染物的归趋模式、金属离子的存在形态及生物效应、化学物质结构与毒性关系,污染物的生物效应和生物浓缩机制以及全球范围内的温室效应、酸雨、臭氧层破坏等环境问题需加以重点掌握。

要求考生掌握基本概念、基本原理和计算方法,并具备综合运用所学知识分析和解决实际环境问题的能力。

考试内容:环境化学发展及基本内容1.环境化学基本概念、发展动向、研究内容及热点问题水环境化学2.天然水的基本特征组成;3.水体无机污染物的迁移转化。

着重配合作用、氧化-还原作用、沉淀和溶解、水体颗粒物的吸附作用等基本原理及其实际应用。

4.水体有机污染物的迁移转化:环境行为与归趋模式。

着重分配作用、挥发作用、水解作用等典型机制与迁移转化模式。

5.水体的富营养化问题:水体富营养化;水体富营养化的机理;营养物质的来源;富营养化的影响因素;湖水的营养化程度;水体富营养化的危害及其防治对策。

大气环境化学6.大气中污染物的特征;7.大气中污染物的迁移和转化(温室效应;气相大气化学:光化学反应、光化学烟雾、臭氧层的形成与耗损化学;液相大气化学:酸沉降化学、大气中液相反应;大气颗粒物化学);8.重要的大气环境化学问题:光化学烟雾的定义、特征及形成条件;光化学烟雾主要参与物质;光化学烟雾形成机理;光化学烟雾危害及防治;光化学烟雾与硫酸型烟雾的对比;太阳和地球辐射间的能量平衡;温室气体;温室效应;全球变暖及防治对策;降水的化学组成;酸雨的形成;酸雨的影响因素;酸雨的危害及防治;大气平流层的组成;臭氧层的形成和耗损的化学反应;臭氧洞的危害;臭氧层破坏现状及防治。

环境污染与生物效应

环境污染与生物效应

环境污染与生物效应环境污染对人类和生物世界产生了广泛的影响。

在我们的日常生活中,我们经常听到有关污染和环境破坏的新闻。

然而,我们可能并不完全了解污染对生物的潜在影响以及这些影响如何威胁我们的生态系统和自身的健康。

本文将探讨环境污染对生物系统的影响以及可能的生物效应。

污染物的种类多种多样,包括空气污染、水污染和土壤污染等。

这些污染物可以直接或间接地影响动植物的生存、繁殖和适应能力。

例如,空气中的氮氧化物和颗粒物对许多植物和动物的生长和发育产生了负面影响。

水中的有机化学物质和重金属会导致水生生物毒性和突变,进而破坏水生生态系统的平衡。

土壤中的农药和化学肥料对土壤微生物和植物的生长产生了破坏性的效应。

首先,环境污染对生物多样性和生态系统的稳定性造成了威胁。

大量的研究表明,污染物对生物多样性产生了直接和间接的影响。

污染物的释放导致了一些物种的灭绝和其他物种数量的下降。

这不仅对生物多样性产生了负面影响,也影响了整个生态系统的稳定性。

生态系统中的每个物种都扮演着重要的角色,当某个物种变得稀缺或消失时,将导致生态系统的紊乱。

其次,环境污染还会对动物和人类的健康产生直接影响。

空气和水中的污染物可以被食物链传递,最终进入到食物中。

例如,水中含有高浓度的有毒金属,如汞和铅,水生生物摄取这些金属后,再被人类食用,将会对人体健康产生严重影响,如神经系统损害和器官功能紊乱。

同样地,空气中的有害气体和颗粒物也会被人类吸入,导致呼吸道疾病和其他健康问题。

此外,环境污染还会导致基因突变和DNA损害,对生物的遗传稳定性产生潜在威胁。

许多污染物具有致突变性和致癌性,这可能导致遗传突变和基因突变的累积。

这样的突变不仅会对个体的健康产生影响,还会对整个种群的遗传稳定性和进化发展造成威胁。

为了解决环境污染对生物的影响以及减少生物效应的风险,我们需要采取积极的环境保护措施。

首先,我们应该加强环境监测和评估,及时发现和解决污染源。

其次,减少污染物的排放,提倡清洁能源和绿色技术的应用。

环境生物学—环境污染的生物效应

环境生物学—环境污染的生物效应
• 根据有机物在水体中分解变化和DO的变化,
可把受污河流分成几段:
– 清洁区:未受污染 – 分解区 – 腐败区
1.2.4 污染物的生物地球化学循 环
• 生物地球化学循环的概念
– 指生物的合成作用和矿化作用所引起的污染物 周而复始的循环运动过程。
– 注:合成作用指生物(主要是绿色植物)将吸 收的环境化学物质转变为生物体本身的有机物 质的过程。
– (3)皮肤吸收:如有机磷农药可透过完整皮肤引起中毒。
• 植物吸收的主要途径:
– (1)根部吸收以及随后随蒸腾流而输送到植物各部 分;
– (2)通过植物叶片上的气孔从周围空气中吸收污染 物,是植物对大气污染物吸收的主要方式;
– (3)有机化合物的蒸汽经过植物地上部分表皮渗透 而摄入体内
污染物的体内分布
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;
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
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。
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。
• 环境化学效应环境 效果。如:酸雨、光化学烟雾等。
• 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。
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
– 生物转化指外源化合物进入生物机体后在有关酶系统的催化作用下的 代谢变化过程。

典型污染物在环境各圈层中的转归与效应

典型污染物在环境各圈层中的转归与效应

典型污染物在环境各圈层中的转归与效应引言污染物是指那些不断通过人类活动排放到环境中的有害物质,包括大气、水体和土壤等环境。

典型的污染物主要包括大气中的二氧化硫、氮氧化物、水体中的重金属、有机物和土壤中的农药等物质。

这些污染物在环境中的转归和对环境的影响备受关注。

本文将重点讨论这些污染物在不同环境圈层中的转归和效应。

大气中的典型污染物二氧化硫二氧化硫主要来自燃煤、石油等燃烧过程,通过大气向土壤和水体传播。

在大气中,二氧化硫易与水蒸气和氧气反应形成硫酸等强酸性物质,导致酸雨的形成,对植物和建筑物造成损害。

此外,二氧化硫还参与臭氧和颗粒物的生成,对人类健康和环境造成危害。

氮氧化物氮氧化物主要来自汽车尾气和工业排放,对大气和水质均有影响。

氮氧化物在大气中与挥发性有机物反应形成臭氧,对人类健康影响较大。

此外,氮氧化物还是水体中富营养化的主要原因之一,引起水华的产生,破坏水生态系统平衡。

水体中的典型污染物重金属重金属是水体中的重要污染物之一,主要来源于工业废水排放和农业面源污染。

重金属如铅、镉等对水生生物和人类健康具有较大危害。

它们在水环境中具有很强的持久性和蓄积性,易被生物富集,加重水体污染。

有机物有机污染物包括各类化学品,如农药、兽药和工业化学品等。

这些有机物对水生生物和人类健康危害较大,有些有机物还对生态系统造成严重危害。

它们在水体中转移速度较慢,易富集在生物体内,引起食物链中毒现象。

土壤中的典型污染物农药农药是影响土壤质量的重要因素之一,主要来源于农田施用。

农药中的有机氯、有机磷等成分易残留在土壤中,并渗入地下水和河流中造成污染。

农药对土壤生物和植物生长产生危害,也对人类健康构成威胁。

总结与展望不同环境圈层中的典型污染物具有不同的转归和效应,但它们都对环境和人类健康造成危害。

因此,应该积极采取有效措施减少污染物排放,保护和改善环境质量。

以上是关于典型污染物在环境各圈层中的转归与效应的讨论,希望对读者有所启发。

污染生态过程概述

污染生态过程概述

环境污染物分类
生物污染 按污染物性质 化学污染
物理污染
废气污染 废水污染 按污染物形态 固体废弃物污染 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。如恐龙的灭绝、 水利工程、森林砍伐;急性与慢性效应
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、土壤酸化等。
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
生物迁移 通过生物的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现
的迁移,是一
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
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:汞形态的分布图1-2和图1-3表明了污染物在水 生生态系统和陆生生态系统各组分间的分布。
三、 污染物在环境中的转化
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:蒸发、渗透、吸附 化学转化:氧化还原、水解、光化学—最为普遍、常
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。 污染物的存在形态包括(环境污染化学研究范畴) 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 γ型六六六,PAHs结构(多环
芳烃)
污染物的分布
污染物的分布 主要是指污染物在环境多组分间分布,不仅指

污染物的毒性和生物效应机制

污染物的毒性和生物效应机制

污染物的毒性和生物效应机制随着工业化、城市化的发展,环境污染问题越来越严重。

大气、水体、土壤等环境中存在的污染物对人类健康和生态环境造成了严重的危害。

污染物的毒性和生物效应机制是研究环境污染问题的重要课题。

一、污染物的毒性毒性是指化学物质对生物体产生的有害影响。

污染物的毒性受多种因素的影响,例如浓度、暴露时间、个体差异等。

不同的污染物具有不同的毒性效应,包括急性毒性效应、亚急性毒性效应和慢性毒性效应。

急性毒性效应是指在短时间内接触高浓度污染物,导致生物体短时间内产生剧烈的不良反应。

例如,空气中的苯、甲醛、氨气等有机气体和硫化氢、氰化物等无机气体均具有很强的急性毒性。

短期接触这些物质会导致头痛、眩晕、恶心、呕吐等症状,严重时可能导致昏迷、肺水肿、死亡等后果。

亚急性毒性效应是指接触时间较长、浓度较低的污染物,引起的中等程度的毒性效应。

例如,有机氯、有机磷农药可以在长时间内积累在人体内引起神经性疾病、癌症等,而水中亚硝酸盐、铜、氟等化合物会引起不同程度的贫血、骨质疏松等疾病。

慢性毒性效应是指长期暴露于较低浓度污染物的影响,主要由重金属和某些有机污染物引起。

例如,密切接触铅、汞等重金属可引起妊娠期间胎儿畸形、神经系统和智力发育障碍等,长期接触有机氯草甘膦、雌激素等可导致癌症和免疫系统失调等后果。

二、污染物的生物效应机制生物效应是指污染物对生物体内部生化和生理活动产生的影响。

污染物引起生物效应的机制很复杂,主要包括代谢途径、损伤机制和影响生长发育的渠道。

代谢途径是指污染物通过代谢途径进入生物体内部,通过身体代谢的过程,他们被分解为无毒物质,以及有害物质,引起各种生物效应。

例如,人体内的氧化酶可以将苯分解为苯醇和苯酚,这些无毒的代谢产物很快被体内的代谢途径清除。

然而,以二噁英、苯并芘等有机污染物,往往不能被代谢,而是在生物体内长期沉积,积累到一定浓度,可能会引起致癌、致畸、致突变等有害生物效应。

损伤机制是指污染物直接对生物体造成的生化和细胞结构损伤。

第三章有机污染物的环境生态效应

第三章有机污染物的环境生态效应

第三章有机污染物的环境生物效应环境效应是指在环境要素作用下环境受到影响的现象及其后果。

环境因素的变化导致生态系统变异而产生的后果即为环境生态效应。

大量工业废水排入江、河、湖、海,对生态系统产生毒性作用,使鱼类受害而减少甚至绝灭;任意砍伐森林,会造成水土流失,产生干旱、风沙灾害,同时使鸟类减少,害虫增多;致畸、致癌、致突变物质的污染引起畸形和癌症患者增多。

这些都是污染物环境生态效应的表现。

污染物在生物体内的富集放大及生物迁移的过程是导致环境生物效应的主要原因。

第一节有机污染物在生物体内的迁移(资料来源王焕校,2000)一、有关生物对污染物吸收、迁移的几个基本概念1.安全浓度生物与某种污染物长期接触,仍未发现受害症状,这种不会产生症状的污染物浓度称为安全浓度。

2.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的影响的最高浓度,称为最高允许浓度。

3.效应浓度超过最高允许浓度,生物开始出现受害症状,接触毒物时间越长,受害越重。

这种使生物开始出现受害症状的浓度称为效应浓度。

EC50、EC70、EC90 分别代表在该浓度下有50%、70%、90%的个体出现特殊效应。

4.致死浓度当污染物浓度继续上升到某一浓度,生物开始死亡,这时的浓度称为致死浓度。

LC50、LC70、LC90、LC100 分别代表毒害致死50%、70%、90%、100%的个体的阀门。

二、植物对有机污染物的吸收与迁移(一)植物对污染物的吸收1.植物对气态污染物的粘附和吸收植物能粘附和吸收气态污染物。

植物粘附污染物数量,主要取决于植物表面积和粗糙程度。

污染物能通过叶面气孔或径部皮孔进入植物体内。

2.植物对水溶态污染物的吸收植物吸收水溶态污染物的器官是根,但叶片也能吸收水溶性污染物。

水溶性污染物主要通过两个途径达到根表面:(1)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,即通过扩散作用而到达根部。

污染生态学课后习题

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。

污染物的迁移转化名词解释

污染物的迁移转化名词解释

污染物的迁移转化名词解释当我们谈论环境污染时,污染物的迁移转化是一个非常重要的概念。

污染物可以是固体、液体或气体,在环境中被释放后,往往会迁移到不同的地方,并通过一系列的转化过程进行变化。

以下是对污染物迁移转化过程中涉及的一些名词的解释。

1. 污染物污染物是指能够对生态系统和环境造成危害的任何物质。

它们可以是化学物质、排放物、废物或生物物质。

例如,工业废水中的有害化学物质、空气中的颗粒物以及土壤中的重金属都被视为污染物。

2. 迁移污染物的迁移是指它们在环境中移动的过程。

这种迁移可以发生在大气、水体、土壤及生物体之间。

例如,空气中的污染物可以通过大气扩散或降雨沉降进入水体和土壤。

3. 转化污染物的转化是指其由一个化学形式转变为另一个化学形式的过程。

这种转化可以是生物化学反应、化学反应或物理过程的结果。

例如,有机废物在土壤中经过分解反应会转化为二氧化碳和水。

4. 生物富集生物富集是指当污染物从环境中迁移到生物体内的过程。

这通常发生在食物链的不同层级上,最终导致污染物在食物网中逐渐积累。

例如,海洋中的汞从浮游生物进入鱼类,然后再进入人类体内,这就是生物富集的一个例子。

5. 生物降解生物降解是指污染物被微生物或其他生物体通过代谢过程分解为更简单的物质的过程。

这种过程对于处理有机废物和降解有机化合物非常重要。

例如,油污染地区的微生物能够降解石油碳链,并将其转化为二氧化碳和水。

6. 吸附吸附是指污染物被土壤、岩石或生物体表面上的吸附剂吸附的过程。

通过吸附,污染物能够黏附在固体颗粒上,从而减少其在环境中的迁移速率。

例如,土壤中的有机污染物常常与土壤颗粒表面形成结合,从而减轻对地下水的污染。

7. 沉积沉积是指污染物通过重力从气体或溶液中沉淀下来的过程。

这种沉淀通常发生在水体底部或土壤颗粒之间。

例如,湖泊中的悬浮颗粒物会随着时间的推移沉积在湖底,形成沉积物。

以上是对污染物迁移转化过程中一些相关名词的解释。

污染物的迁移转化是一个复杂而重要的主题,了解这些名词的含义可以帮助我们更好地理解污染物在环境中的行为和影响。

污染物迁移转化与生态效应研究

污染物迁移转化与生态效应研究

污染物迁移转化与生态效应研究第一章污染物迁移污染物迁移是指污染物在环境中的运移和扩散过程。

污染物迁移一般包括水中、空气中和土壤中的污染物迁移等方面。

有关研究表明,污染物的迁移路径和距离对生态环境的破坏程度有着十分重要的影响。

1. 污染物在水体中的迁移许多污染物可以通过水的运移和扩散而在水体中迁移。

其迁移路径一般包括流域内径流、地下水和河流、湖泊、水库等水体。

2. 污染物在大气中的迁移污染物也可以通过空气的扩散而在大气中迁移,一般包括工业废气排放、机动车尾气排放等。

这些污染物会对周围的生态环境造成不良影响,特别是对植物的影响较为显著。

3. 污染物在土壤中的迁移土壤作为地球表面最重要的自然资源之一,是许多生态系统的基础。

然而,随着人类活动的扩张,土壤污染问题日益严重。

土壤中的污染物迁移和传输受到多种因素的影响,如水文地质条件、土壤性质、土地利用等。

第二章污染物转化污染物转化是指污染物在自然和人工环境中发生化学、物理、生物变化的过程。

这些变化可能导致既有化合物的降解、新产物的生成,或者将原有污染物转化为更有害的化合物。

1. 化学转化化学反应是污染物发生转化的最常见方式之一。

污染物的化学转化通常包括氧化、还原、水解、酯化等反应。

2. 生物转化生物转化是通过生物界在物质循环中起到的重要作用而实现的。

生物转化可以分为生物氧化、生物还原、生物吸附和生物降解等方式。

第三章生态效应生态效应是污染物迁移转化的结果。

当污染物迁移漫延到各种自然和生态系统中时,其对生态系统的影响将变得显著。

1. 水环境中的生态效应在水环境中,污染物的呈现和运移将使水生生物受到严重影响,从而导致生物的存活和生长遭到破坏。

水域的生物多样性和稳定性都会受到威胁。

2. 大气环境中的生态效应在大气环境中,污染物的存在使得生态环境中的人、动物和植物遭受严重的健康影响。

例如,污染物的存在可能导致气候变化、酸雨的形成,造成大气和水体环境中的植物和动物的死亡。

环境化学第5章典型污染物转归与效应

环境化学第5章典型污染物转归与效应

支链烷基、烷基苯基以及烷基萘基等,性能差别较小。
2.4.1 表面活性剂的分类
表面活性剂按亲水基团结构和类型可分为四种:
阴离子表面活性剂:如肥皂、烷基苯磺酸钠。
阳离子表面活性剂:如溴化十六烷基三甲基铵。
火山爆发;制冷剂、飞机推动剂、塑料发泡剂 ③四氯化碳(CCl4):工业溶剂、灭火剂、干洗剂;氟利 昂的主要原料 ④甲基氯仿(CH3CCl3):去油剂和干洗剂 ⑤ CHF2Cl(CFC-22):致冷剂和发泡剂
(3)卤代烃在大气中的转化
· 3与O2反 CCl
应生成碳酰氯 ①对流层中的转化:与HO· 的反应是主要消除途径 和ClO· ClO· 还原 CHCl3 + HO· → H2O + · 3 CCl · 3 + O2 →COCl2 + ClO· CCl 并产生氯 原子
是最早被发现和研究的化学致癌物。
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2.3.1多环芳烃的结构与性质
PAH是指两个以上苯环连在一起的化合物。
①非稠环型,苯环与苯环之间各由一个碳原子相连,如联 苯、联三苯等; ②稠环型,两个碳原子为两个苯环所共有,如萘、蒽等。
2.3.2多环芳烃的来源与分布
(1)天然源:
陆地和水生植物、微生物的生物合成,森林、草原
②氯酚:PCDD 、PCDF是氯酚生产的副产物。 ③多氯联苯产品 ④其他行业(如造纸、汽车、钢铁等)的“三废”中 (3)迁移、转化 地表径流和生物富集是PCDD、PCDF重要的迁移方 式。光化学分解是PCDD、PCDF重要的转化途径。
2.3多环芳烃(PAH)
多环芳烃是一大类广泛存在于环境中的有机污染物,也
的形式进入环境(氯碱工业)。
★ (2)挥发性 汞最大的特点是可以以零价形态存在于大气、土壤 和天然水中。汞及其化合物均具有一定的挥发性。 汞及其化合物挥发程度与化合物的形态及在水中的溶

《环境生物学》_课后习题答案及复习重点

《环境生物学》_课后习题答案及复习重点

环境生物学第一章环境污染的生物效应1.概念解释环境污染:有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统的结构和功能发生改变,对人类以及其它生物的生存和发展产生不利影响的现象。

环境生物效应:各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果。

污染源:向环境排放有害物质或对环境产生有害物质的场所、设备和装置。

或造成环境污染的污染物发生源。

污染物: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生存和发展的物质,是造成环境污染的重要物质组成。

优先控制污染物:由于有毒物质品种繁多,不可能对每一种污染物都制定控制标准,因而提出的在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制的对象。

污染物形态: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。

污染物迁移: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、消失的过程。

污染物转化: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为另一种物质的过程。

2.污染物在环境中的迁移方式和转化途径。

迁移方式:机械迁移(水、气、重力);物理化学迁移(最重要的形式);生物迁移(吸收、代谢、生长、死亡等)。

转化途径(转化形式有物理、化学、生物转化)在大气中,以光化学氧化、催化氧化反应为主;在水体中,氧化还原作用,配合作用,生物降解作用;在土壤中,生物降解为主。

3.什么是生物转运?污染物透过细胞膜的方式。

生物转运:环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。

方式:被动转运(简单扩散和滤过);特殊转运(主动运输和易化扩散);胞饮作用(吞噬作用)。

4.什么是污染物在体内的的生物转化?生物转化过程和主要反应。

污染物在体内的的生物转化:外源化合物进入生物机体后在有关酶系统的催化作用下的代谢变化过程。

过程:一般分为I、II两个连续的作用过程。

在过程I(相I反应)中,外源化合物在有关酶系统的催化下经由氧化、还原或水解反应改变其化学结构,形成某些活性基团或进一步使这些活性基团暴露。

环境污染物的生物学效应及其鉴定方法

环境污染物的生物学效应及其鉴定方法

环境污染物的生物学效应及其鉴定方法随着工业化和城市化的发展,环境污染问题日益严峻。

环境污染物包括有机物和无机物等,它们对生态环境和人类健康造成了极大的威胁。

本文将从生物学角度探讨环境污染物的生物学效应及其鉴定方法。

一、环境污染物的生物学效应环境污染物对生物体的生物学效应可以表现为多方面的影响,包括形态学、生理学、生化学和分子水平等。

1. 形态学效应环境污染物对生物体的形态学影响最易被观察到,包括变异、畸形和变异等。

这些影响主要是环境污染物对生物体的生长和发育的干扰所致。

在农业生产中,农药和化肥等污染物的使用使得农作物的品质和数量下降;在城市化过程中,空气和水污染对植物的形态和数量也产生了严重的影响,如树木的萎黄、变形等现象。

2. 生理学效应生理学效应是环境污染物对生物体的最直接的影响之一。

环境污染物可以干扰生物体内的正常代谢过程,导致血液循环、呼吸、消化和排泄等生理系统发生紊乱,从而导致患有多种疾病。

与此相关的还有环境中铅污染对神经系统、水污染对泌尿系统等的影响。

3. 生化学效应环境污染物对细胞的基本生化反应也产生了很大的影响。

环境污染物可以和生物体内的蛋白质、核酸、糖等结合,从而导致各种代谢物的紊乱。

例如,饮用水中含有苯酚、氯化物等污染物对肝脏和肾脏的影响。

4. 分子水平效应分子水平上的效应是环境污染物对生物体影响的最终结果,也是理解环境污染物鉴定、污染防治的重要基础。

环境污染物对DNA和RNA等生物分子的影响导致了基因突变,从而导致患有遗传疾病或致癌症。

二、环境污染物的鉴定方法环境污染物的鉴定是为了了解其对生物体的危害和环境污染的水平等。

鉴定方法可以分为生物测定和化学测定两类。

1. 生物测定生物测定是体外和体内实验,利用完成的生物组织、动物和细胞等对环境污染物的快速鉴定和监测。

生物测定的原理是环境污染物可以通过生物降解和生物累积来影响生物表现。

可根据水体、土壤或空气等样品提取生物的某些组织进行监测,例如水中生物(鱼类、贝类等)可以对水中有机物进行吸收,从而精确测定有机物的含量。

污染物在环境中的行为与迁移

污染物在环境中的行为与迁移

污染物在环境中的行为与迁移污染物是指对环境有害的物质,它们可能会对人类、动物和植物造成危害,并且对自然环境带来不良影响。

许多污染物是由工业、农业、交通以及家庭排放的废物产生的。

这些污染物在环境中的行为与迁移非常复杂,需要我们深入了解它们的物理化学性质和生物效应。

一、污染物的传输途径污染物在环境中的传输途径包括大气、水体、土壤、生物等多个方面。

其中,大气是污染物最主要的传输途径。

许多污染物从工厂的烟囱中排出,然后进入大气中。

这些污染物在大气中可以通过沉降、扩散、混合等方式向周围环境传播。

水体也是污染物的重要传输途径。

许多污染物从河流、湖泊和海洋中释放,然后通过水流的方式向周围环境传播。

土壤也可以传输污染物,在污染物释放后,由于土壤吸附和降解污染物的能力,会导致污染物在土壤中长时间停留。

最后,生物也是污染物的传输途径之一,许多动物吃了污染物的植物或水生物,会导致污染物在食物链中的扩散。

二、污染物在环境中的行为污染物在环境中的行为受到许多因素的影响,如污染物的物理化学性质、环境的特点以及气象条件等。

污染物的行为可分为两类:主动性行为和被动性行为。

1. 主动性行为污染物在环境中的主动性行为指其在环境中的自发迁移,包括扩散、沉降、混合等。

扩散是指污染物从高浓度区域向低浓度区域的移动。

污染物分子在高温和高湿度下可以快速扩散。

沉降是指污染物在大气中的沉降作用,通常是通过雨水和积雪降下来。

混合则是指污染物在环境中的混合作用,通常是指不同化学物质之间的混合作用。

2. 被动性行为污染物在环境中的被动性行为指其在环境中的被加工转化,包括吸附、生物降解、化学反应等。

尤其是污染物在土壤中的吸附作用很明显,土壤中的颗粒、质量密度以及电荷等特性,均会影响污染物的吸附效果。

化学反应可以改变污染物的物理化学性质,使其变得更容易被降解。

三、污染物对环境的影响污染物对环境的影响主要有以下几个方面:1. 大气污染:大气污染会影响人类的健康,特别是对肺类疾病、心血管疾病的发病率影响。

典型污染物在环境各圈层中的转归与效应

典型污染物在环境各圈层中的转归与效应

二恶英类
(7)焚尸炉 (8)机动车辆,特别是使用含铅汽油的车辆 (9)动物遗骸的销毁 (10)纺织品和皮革染色(使用氯代醌)和修整(碱萃取) (11)处理报废车辆的破碎作业工厂 (12)铜制电缆线的低温燃烧 (13)废油提炼
持久性有机污染物的危害
POPs物质一旦通过各种途径进人生物体内 就会在生物体内的脂肪组织、胚胎和肝脏等器 官中积累下来, 到一定程度后就会对生物体造成 伤害。而且可以肯定的是:POPs物质对人体造 成损害,一般不是某一种或某一族的POPs单独 作用,而是某几族POPs相互协同的结果。
H3 AsO4 2e H3 AsO3 C H3 CH3 AsO(OH )2 2eCH3 As(OH )2 C H3
CH
3
2
AsO(OH
)
2eCH
3
2
As(OH
)
C H3 CH
3

3
AsO
2eCH
3

3
As
三价无机砷毒性高于五价砷 溶解砷比不溶性砷毒性高
持久性有机污染物的特性
持久性 生物蓄积性 半挥发性和长距离迁移性
高毒性
持久性
POPs 半衰期较长,同 时具有高脂溶性和低水 溶性,容易在生物体内 富集而难以排出体外。
生物蓄积性
POPs易溶于脂肪,可通过 食物链(网) 在生物体内蓄 积并逐级放大,对人体健
康造成严重危害。
生物蓄积性
不同的POPs在不同的生物体内蓄积程度存在 较大差异,影响POPs在生物体内蓄积因素主 要有: (1)化合物氯取代的位置和氯取代的多少。 (2)生物体在食物链中的营养级别越高,其 体内的生物蓄积量相应越大。 (3)生物体代谢特征的差异会导致POPs在不同 生物体内的滞留时间有较大的差异。

环境污染物的生物富集与生物放大

环境污染物的生物富集与生物放大

环境污染物的生物富集与生物放大环境污染物是指在自然环境中排放或积累的物质,对生态系统和人类健康产生危害。

这些污染物在环境中往往不易降解,可以被生物体吸收并在其中富集。

因此,环境污染物的生物富集和生物放大成为环境科学中的重要问题。

一、生物富集现象生物富集是指环境污染物在生物体内逐渐积累的过程。

当环境中存在污染物时,生物通过吸收、摄食或呼吸等方式将这些污染物带入体内。

由于污染物具有生物降解缓慢或难以降解的性质,它们在生物体内逐渐积累,导致生物体内的污染物浓度远高于环境中的浓度。

生物富集现象与环境污染物的性质密切相关。

某些污染物在生物体内会发生生物转化,形成更为稳定和富集的有机物或无机物,增加了其在生物体内的积累速率。

此外,生物体内的进食链和食物链的构成也会影响环境污染物的生物富集程度。

在食物链的过程中,上层食物的摄入者会将下层食物中的污染物进一步富集和累积。

这种生物富集现象对生态系统的稳定性和生物多样性产生重要影响。

二、生物放大效应生物放大效应是指环境污染物在食物链或食物网中的逐级传递和逐渐积累的现象。

通过食物链或食物网,污染物会从一个生物体向另一个生物体传递。

由于某些污染物在生物体内的转化速率较慢,它们在食物链的顶端食物中逐渐积累,导致顶级食肉动物中的污染物浓度明显高于环境中的浓度。

生物放大效应的一个典型例子是水生生物中的汞积累现象。

汞在自然界中以无机汞形式存在,但通过水生生物的摄食,无机汞转化为有机汞,并在食物链中逐级积累。

最终,顶级食肉动物中的有机汞浓度会远高于底层食物中的浓度,达到生物放大的效应。

这种现象不仅对水生生物造成威胁,也可能通过食物链传递到人类,进而影响人类健康。

三、影响环境污染物生物富集与生物放大的因素1. 环境因素:包括污染物的类型、浓度和分布,生态系统的特点和结构,以及环境中生物体的数量和分布等。

2. 生物因素:包括生物体的种类、寿命、生长速率,以及生物对污染物的吸收、转化和排泄能力等。

污染生态学

污染生态学

我们都知道环境是以人类为主体的外部世界,即人类赖以生存和发展的物质条件的综合体,包括自然环境和社会环境。

自然环境是直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质及其能量的总体。

社会环境是人类在自然环境的基础上,通过长期有意识的社会劳动所创造的人工环境。

环境污染产生的原因,大都是资源的浪费和不合理使用,使有用的资源变为废物进入环境而造成的。

环境问题主要是由于人类活动所引起的环境质量下降,对人类及其他生物的正常生长和发育产生危害的现象。

环境污染物来自三个方面(1)生产性污染物(2)生活性污染物(3)放射性污染物。

污染物在环境中的迁移:(1)机械迁移包括:①水的机械迁移作用;②大气的机械迁移作用;③重力的机械迁移作用。

(2)物理-化学迁移污染物在环境中迁移的最重要的形式,这类迁移的结果决定了污染物在环境中的存在形式、富集状况和潜在危害程度。

(3)生物迁移污染物通过生物的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现的迁移。

选择吸收和积累作用,降解作用,放大累积作用。

环境污染效应分为短期效应和长期效应,对于短期效应:(1)污染物对生物的毒害作用;生理、生化过程受阻,生长发育停滞,最终导致死亡。

1)污染物对植物的影响,首先能影响植物根系对营养元素的吸收,其次能抑制植物根系的呼吸作用,再者对植物细胞的超微结构、种子生活力以及植物生长、发育、生理生化诸方面的影响。

2)对动物和人体的影响,如重金属对鱼类的影响:首先重金属能粘附在鱼鳃的表面,造成鳃上皮和粘液细胞的营养失调,影响对氧的吸收,降低血液输送氧的能力;其次重金属还能降低血液中呼吸色素的浓度,使红细胞减少。

(2)生物对污染物的抗性:生物对各种不良环境具有一定的适应性和抵抗力,称为生物的耐性或抗性。

生物对污染物的抗性机制是外部排斥和内部忍耐的综合结果。

环境污染的长期效应是生物多样性的丧失和遗传多样性的丧失。

环境污染引起的物种丧失程度,并不亚于生态破坏。

(1)遗传多样性的丧失,包括已有的遗传基因库的减少和新的遗传变异来源的降低。

环境生物效应

环境生物效应
对 健 康 有 害 影 响 潜 在 健 康 效 应
人体对环境致病因素的反应


致毒机理
联合作用
对 健 康 有 害 影 响 潜 在 健 康 效 应
环境致病因素的健康效应
死亡 作 用 强 度 患病 机能代偿疾 病前状态 生理反应的异常变动 生理反应正常范围内的变动
人体对环境致病因素的反应


致毒机理
转化 富集
分布:污染物通过吸收进入血液和体液后,随血
液和淋巴液分散到全身各组织细胞的过程。
进入细胞的污染物
在酶的作用下发生各种生化反应,
并在体内各部位蓄积。
蓄积方式取决于细胞通透性和亲和力。
跨膜 吸收 分布 排泄
转化 富集
脂溶性强的有机氯、有机汞等化合物 蓄积在脂肪中。 有些物质对某一组织有特殊亲和力,如


致毒机理
联合作用
化学致癌物致癌机制有两个阶段。 第一是引发阶段,致癌物直接与 DNA反应,引起基因突变称为直接致癌 物;大部分致癌物通过机体代谢活化再 引起遗传改变,称为间接致癌物。 第二是促长阶段,突变细胞改变了遗 传信息的表达,致使突变细胞和癌变细 胞增殖成为肿瘤。


致毒机理
联合作用



致毒机理
联合作用
致毒作用分两个阶段 第一阶段,污染物被吸收、转运与 转化,被转化为无毒或低毒代谢物排 出体外;另外一些污染物及代谢物则 与机体靶器官的受体结合。 第二阶段,受体由于毒物的作用, 结构和功能发生改变,如酶代谢受到 抑制、细胞膜损伤,继而表现出各种 组织器官病理生理反应。


致毒机理


度以及皮肤的完整性。
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第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性知识点:污染物在生物体内的转运;生物转化教 学 内 容主要介绍污染物质与生物机体之间的相互作用,包括生物机对污染物质的吸收、分布、转化、排泄等过程和污染物质对机体毒性两方面的内容。

重点:污染物沿食物链的浓缩与累积放大过程及影响因素。

难点:耗氧和有毒有机污染物质的微生物降解。

教 学 要 求1、了解酶的分类及若干重要辅酶的功能。

2、掌握污染物质在机体内的生物富集、生物放大和生物积累。

3、掌握耗氧和有毒有机污染物质的微生物降解。

4、掌握米氏方程及影响酶促反应速率的因素,了解微生物反应速率方程及影响微生物反应速率的因素。

5、掌握毒物的协同作用、相加作用、独立作用和拮抗作用,了解环境和生物体中的部分“三致”毒物。

第一节 物质通过生物膜的方式一、生物膜的结构生物膜是由磷脂双分子层和蛋白质镶嵌组成的,厚度约为75-100A 的流动变动复杂体。

在磷脂双分子层中,亲水的极性基团排列于内外两表面,疏水的烷链端伸向内侧,所以,在双分子层中央存在一个疏水区,生物膜是类脂层屏障。

膜上镶嵌的蛋白质的亲水端也都露在双分子层的外表面。

这些蛋白质各具一定的生理功能,或是转运膜内外物质的载体,或是起催化作用的酶,或是能量转换器等。

在生物膜中还间以带极性、常含有水的微笑孔道,称为膜孔。

二、物质通过生物膜的方式物质通过生物膜的方式根据机制分为以下五类:1、膜孔滤过细胞膜上具有充满水分的小孔,水及水中的小分子物质或离子,可借助膜两侧静水压及渗透压透过细胞膜称作膜孔滤过。

毒物滤过膜孔的速度主要取决于膜孔的大小。

2、被动扩散脂溶性物质从高浓度侧经细胞膜向低浓度侧的转运过程为被动扩散。

多数外源性毒物常以这种方式通过细胞膜。

扩散速率服从费克定律:xc DA dt dQ ∆∆-= 式中:dtdQ ——单位时间垂向扩散通过膜的物质的量。

c ∆——膜两侧物质的浓度变化量。

x ∆——膜厚度。

D ——扩散系数。

A ——扩散面积。

Q ——为扩散量。

扩散系数取决于通过物质的分子结构、脂溶性及带电情况和膜的性质。

一般脂/水分配系数越大,分子越小,或在体液PH 条件下离解越少的物质,扩散系数越大,而且容易扩散通过生物膜。

被动扩散不需要消耗能量,不需要载体参与,因而不会出现特异性选择,竞争性抑制的饱和现象。

3、被动易化扩散某些物质借助膜上一些特异性蛋白载体的帮助,由高浓度处经细胞膜向低浓度处扩散的转运为被动易化扩散。

扩散速率与膜上载体的数量有关。

存在特异性选择、竞争性抑制和饱和现象。

4、主动转运在需消耗一定的代谢能量下,一些分子量较大的水溶性物质可在低浓度侧与膜上高浓度特异性蛋白载体结合,通过生物膜,至高浓度侧解离出原物质。

这一转运为主动转运。

所需能量来自于膜的三磷酸腺苷酶分解三磷酸腺苷(ATP )成二磷酸腺苷(ADP )和酸磷时所释放的能量。

这种转运与膜的高度特异性载体及其数量有关。

存在特异性选择、竞争性抑制和饱和现象。

例:KP P K →++ +++→+K ADP PP ATP KP5、胞饮和胞吞某些固态物质与细胞膜上某种蛋白质有特殊亲和力,当其与细胞膜接触后,可改变这部分膜的表面张力,引起细胞膜的外包或内陷,将固态物质包围进入细胞,这种方式称胞吞,如为液态物质,称为胞饮。

对于由网状内皮系统清除肺泡里的微粒和血液中的某些毒物具有重要意义。

总之,外来物质以何种方式通过细胞膜,主要取决于:①细胞膜的结构②毒物本身的化学结构和理化性质。

易化扩散和主动转运是正常营养物质及其代谢产物通过细胞膜的主要方式。

除与正常营养物质及其代谢产物类似的毒物外,大多数物质是以被动扩散方式通过细胞膜。

膜孔滤过不是主要方式。

第二节污染物质在机体内的转运污染物质在机体内的运动过程包括吸收、分布、排泄和生物转化。

其中转运包括吸收、分布和排泄。

消除包括排泄和生物转化。

一、吸收吸收是污染物质从机体外,通过各种途径通透体膜进入血液的过程。

吸收主要途径是消化道、呼吸道和皮肤。

1. 消化道消化道是吸收污染物最主要途径。

吸收主要部位在小肠,其次是胃。

影响吸收的因素:污染物脂溶性:脂溶性越强,被小肠吸收越快。

pH:小肠液pH≈6.6、胃液pH≈2,有机弱碱在小肠中吸收比胃中快;虽然有机酸在胃中比在小肠中利于吸收,但小肠吸收面积大且血流速快,因此还是小肠中吸收快。

血流速度:对于脂溶性污染物,血流速度快,机体对污染物吸收速度大;一些极性污染物,脂溶性小,扩散为限速因素,对血流速度不敏感。

2. 呼吸道呼吸道是吸收大气污染物的主要途径。

主要吸收部位是肺泡。

气体污染物可直接进入肺部而转入血液。

>2.5um粒径颗粒部分会留在鼻咽部,易通过人体活动排出。

呼吸0.5~2.5um粒径颗粒部分可进入支气管,粘于粘液层并排出。

<0.5um粒径颗粒部分可深入肺部,部分被溶出进入体液。

3. 皮肤皮肤吸收是不少污染物质进入机体的途径。

皮肤接触的污染物质常以被动扩散相继通过皮肤的表皮及真皮,在滤过真皮中的毛细血管壁膜而进入血液。

具有水溶性兼脂溶性的低分子污染物(分子量<300)如酚、苯胺等较易通过皮肤进入机体。

此外,人体可通过出汗排污,但是次要途径。

二、分布分布是指污染物质被吸收后或其代谢转化物质形成后,由血液转送至机体各组织;与组织成分结合;从组织返回血液;以及再反复等过程。

在污染物质的分布过程中,污染物质的转运以被动扩散为主。

脂溶性物质容易通过生物膜,此时,组织血流速度是分布的限速因素。

具有膜屏障的组织。

污染物质由血液进入脑部时,必须穿过这一毛细管壁内皮的血脑屏障,此时,污染物经膜的通透性是限速因素。

污染物质由母体转运至胎儿体内,必须通过由数层生物膜组成的胎盘,称为胎盘屏障,也同样受经膜通透性限制。

污染物常与血浆蛋白的结合。

污染物常与血液中的血浆蛋白质结合,该结合呈可逆性。

三、排泄排泄是污染物质及其代谢物质向机体外的转运过程。

排泄器官有肾、肝胆、肠、肺、外分泌等,而以肾和肝胆为主。

1、肾排泄1、肾排泄:污染物通过肾随尿而排出的过程。

①肾小球毛细血管壁有许多的膜孔,大部分污染物质都能从肾小球滤过。

②肾的近曲小管,具有机酸及有机碱的主动转运系统通过这两个转运,使污染物进入肾管腔从尿液中排出。

③肾的远曲小管:对滤过肾小球溶液中的污染物质可以被动扩散进入重吸收,使之在不同程度上又返回血液。

肾小管液的PH对重吸收也有影响,呈酸性时,有机酸解离少易被重吸收,而有机酸碱解离多难被重吸收,呈碱性时,恰好与前相反。

总之,肾排泄污染物质的效率是肾小球滤过,近曲小管主动分泌和远曲小管被动重吸收的综合效果。

是污染物的一个主要排泄途径。

2、肝胆系统的胆汁排泄胆汁排泄是指主要由消化管及其他途径吸收的污染物质,经血液到达肝脏后,以原物或其代谢物和胆汁一起分泌至十二指肠,经小肠至大肠内,再排出体外的过程。

污染物在肝脏的分泌主要是主动转运,被动扩散较少。

排泄物中,少数是原形物质,多数是代谢产物,所以胆汁排泄是原形污染物排出体外的一个次要途径,是代谢产物的主要排除途径。

一般分子量在300以上、水溶性大的化合物,胆汁排泄良好。

四、蓄积机体长期接触某污染物质,若吸收超过排泄及其代谢转化,则会出现该污染物质在体内逐增的现象,称为生物蓄积。

蓄积量是吸收、分布、代谢转化和排泄各量的代数和。

机体的主要蓄积部位是血浆蛋白、脂肪组织和骨酪。

污染物质常与血浆蛋白结合而蓄积。

蓄积部位中的污染物质,常同血浆中游离型污染物质保持相对稳定的平衡。

毒物吸收、分布、排泄、蓄积图解第三节污染物质的生物富集、放大和积累一、生物富集生物富集指生物通过非吞食方式,从周围环境(水、土壤、大气)蓄积某种元素或难降解的物质,使其在机体内的浓度超过周围环境中浓度的现象。

生物富集用生物浓缩系数(BCF)表示,即BCF=c b/c e (5—2)式中:BCF—生物浓缩系数c b—某种元素或难降解物质在机体中的浓度c e——某种元素或难降解物质在机体周围环境中的浓度,生物浓缩系数大小主要受污染物性质、生物特性和环境条件3方面因素的影响。

(1)物质性质方面主要影响因素是降解性,脂溶性和水溶性。

一般而言,降解性小,脂溶性较高,水溶性低的物质,BCF 高,反之,则低。

(2)在生物特征方面的影响因素有生物种类,在大小,性别,器官,生物发育阶段等(3)在环境条件方面的影响因素包括温度,盐度,水硬度,PH 值,氧含量和光照状况等。

从动力学观点来看,水生生物对水中难降解物质的富集速率,是生物对其吸收速率、消除速率以及由生物机体质量增长引起的物质稀释速率的代数和。

吸收速率(R a )、消除速率(R e )以及稀释速率(R g )的表示式为:R a =k a c w (5—3)R e =-k e c f (5—4)R g =-k g c f (5—5)式中:k a 、k e 、k g ——分别代表水生生物吸收、消除、生长的速率常数;c w 、c f ——分别代表水及生物体的瞬时物质浓度。

于是,水生生物富集速率微分方程为:f g f e w a fc k c k c k dt dc --= (5—6)如果富集过程中生物质量增长不明显,则k g 忽路不计,则上式简化成f e w a fc k c k dt dc -= (5—7)通常水体足够大,水中的物质浓度(c w )可以视为稳定。

又设t=0时,c f (0)=0。

在此条件下求解(5—6)式、(5—7)式,得水生生物富集速率方程为:[]t k k k k c k c e g g e w a f )exp(1---+= (5—8) []t k k c k c e ew a f )exp(1--= (5—9) 从(5—8)式、(5—9)式看出,水生生物浓缩系数(c f /c w )随时间延续而增大,先期增大比后期迅速,当→∞时,生物浓缩系数依次为g e a wfk k k c c BCF +== (5—10) e a w fk k c c BCF == (5—11) 说明了在一定条件下生物浓缩系数有一阀值,此时,水生生物富集达到动态平衡。

生物浓缩系数指生物富集到达平衡时的BCF 值,并可由试验获得。

在控制条件下的实验中,可用平衡方法测定水生生物体内及水中的物质浓度,也可用动力学方法测定k a 、k e 和k g ,然后用(5—10)式或(5—11)式算得BCF 值。

水生生物对水中有较高脂溶性和较低水溶性物质的富集,以被动扩散通过生物膜的难降解有机物质,可简化为分配作用。

即这些有机物质在辛醇-水两相分配系数的对数(lgk 0w )与其在水生生物体中浓缩系数的对数(1gBCF)之间有良好的线性正相关关系,其通式为 IgBCF=a lgk 0w +b (5—12)式中的回归系数a 、b 与有机质的水生生物的种类及水体条件有关。

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