生态毒理学 (4)
浙大885环境学考点背诵——第七章 生态毒理学
第八章环境污染生态效应污染物在生态系统中的迁移及转化一、环境污染物质的迁移污染物进入生态系统后的迁移，取决于污染物本身的理化性质及环境条件，概括起来，有以下途径：1 、污染物进入水体后被水生生物吸收或经微生物作用后被水生生物吸收。
吸收方式有食物链上各营养级直接吸收和食物链逐级传递富集，有的经陆生生物，人食用后逐步富集。
循着这一食物链系统受污染物作用的生物的尸体，肢体被微生物分解后又被返回水体进行再循环，有的则沉淀在江河、湖泊、海洋的底泥中。
2 、污染物进入水体，由水体灌溉土壤或直接进入土壤，再由陆生生物吸收进入生物体或是由植物吸收后依食物链逐级传递至食物链中顶级动物和人。
然后被污染生物由微生物分解又回到土壤、水、大气或沉积层。
3 、废气进入大气后被生物呼吸、吸附或沉降到土壤，水中再依 1 、 2 途径循环。
二、污染物在环境中的转化排入环境的污染物质由于介质的影响及污染物本身的理化性质，其在环境中的转化也将有所不同。
（一）生物性转化1 ．生物体的积累、富集。
相当一部分污染物进入环境后即被一些生物直接吸收，在生物体内积累起来。
有的则通过不同营养级的传递、运移使顶级生物的污染物富集达到严重程度，可使人体发生严重的疾病。
2 ．生物作用。
有的物质进入环境后因生物的作用而发生物质形态、性质的变化。
3 ．生物吸收、代谢、吸附作用。
相当多的污染物都能被生物吸收。
这些物质进入生物体内在各种酶系参与下发生氧化、还原、水解、络合等反应。
有的毒物经过这些过程转化成无毒物质，有的毒性反而增强。
（二）化学转化1 ．中和置换反应。
污染物进入生态系在水溶液中稀释，溶解后多呈离子态，所以很容易和环境中酸、碱性物质起中和置换反应。
2 ．氧化还原作用。
有的物质排入环境中发生氧化还原反应。
3 ．光化学反应。
许多农药化合物、氮氧化物、碳氢化物在太阳光作用下发生一系列化学反应，产生异构化、水解、置换、分解、氧化等作用。
（三）物理变化毒物或污染物质在环境中可以发生渗透、凝聚、蒸发、吸附、稀释、扩散、沉降及放射性蜕变等一个或若干个物理变化。
2章-生态毒理学的基本概念与理论
蓄积毒性作用(cumulative toxicity action)是指低于
中毒剂量的环境毒物或外来化合物反复多次地与生
物体持续接触，经一定时间后使生物体出现明显的 中毒表现。 蓄积毒性作用实质，是环境毒物或外来化合物进入 生物体的速度超过有机体转化和排除的速度，毒物
在生物体内的量不断累积，达到了使生物体引起毒
性作用的剂量。
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环境毒物在体内的积蓄作用过程，表现为
两个方面：
（1）环境毒物或污染物不断进入机体内，其吸 收量大于排出量，使其在体内的量逐渐积累增多， 此种量的蓄积称为物质蓄积。 （2）生物体在毒物反复作用下其功能逐渐下降 或不断衰竭，其毒害程度逐渐累积加重，最后导 致中毒，此种蓄积称为功能蓄积。
度之间的范围。
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一般来说，最高容许浓度是一个赋有环境法规
意义的概念，而临界浓度更多地属于科学范畴 的名词。
例如，前苏联制定的农业土壤农药的卫生标准，
指的就是土壤中农药含量的最高容许浓度以及
土壤中农药的“大体容许浓度” 。
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原苏联土壤中某些农药的卫生标准
农药名称 DDT 六六六 丙体六六六 西维因 最高允许浓度/(mg/kg) 1.0 1.0 1.0 0.05
有毒物质的暴露而产生异常的、令人不快的或有害 的生物学变化。 极限不良效应或最大不良效应为死亡；最低不良效 应包括食物消费量的改变、体重或生物量和各器官 重量的改变、可见的病理变化、体内酶组成的变化 等。
3
二、生物毒性与生态毒性
生物毒性(biological toxicity)是指生物体由于毒
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(三)剂量—效应曲线及其类型
在剂量—效应图中，水平轴(x轴)总是表示剂量，
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。
生态毒理学题目整理
《生态毒理学》试题整理一、名词解释：生态毒理学：毒物：一次污染物：二次污染物：持久性有机污染物：半数致死剂量：毒物兴奋效应：水体富营养化：生物放大：生物转化：诱变剂：生长余力：环境内分泌干扰物：代谢抗性：靶标抗性：多样性指数：模拟微系统试验：PFU法：生态风险：生态风险评估：生态受体：风险商值：二、判断题：1.Ecotoxicology是由Rachel Carson于1969年首先提出并使用这个词.（）2.二次污染物的危害程度一般比一次污染物轻。
（）3.进入动物体内的外源化合物在分布过程中主要与脂蛋白结合。
（）4.呼吸道是动物吸收污染物质最主要的途径。
（）5.易化扩散需要消耗代谢能量。
（）6.生物迁移是污染物在环境中迁移的最重要的形式。
（）7.排泄是生物转运的最后一个环节。
（）8.水溶性外源化合物可不经过生物转化直接排出体外。
（）9.进入机体的极性物质可以不经Ⅰ相反应而直接发生Ⅱ相反应。
（）10.在生物转化中，大多数外源化合物代谢产物的毒性低于母体化合物。
( )11.所有外源化合物经过生物转化后，其生物活性都会减弱或消失。
( )12.有机磷农药通过抑制乙酰胆碱脂酶而产生毒理学效应。
（）13.经酶催化而形成自由基是大多数外源化合物形成自由基的方式。
（）14.重金属镉离子可引起钙稳态失调。
（）15.缺失、重复与易位发生在同源染色体之间，倒位发生在两对非同源染色体之间。
（）16.由于排除毒物需要消耗能量，接触毒物总是引起生物呼吸率的降低。
（）17.在器官形成期易于发生胚胎致畸，也可导致胚胎死亡。
（）18.“反应停”事件是毒物胚胎致畸的一个典型事件。
（）19.机体阻止过量环境污染物进入体内的能力称为耐性。
( )20.半模拟微系统试验有产生环境污染的风险。
( )三、填空题：1.生态毒理学是研究环境毒物、污染物对生态系统的( )以及环境毒物、污染物在生态系统中的( )规律的一门综合性科学。
持久性有机污染物的显著特性是 ， ， ， ， 。
1章-生态毒理学绪论
生态毒理学
大气生态毒理学 水生生态毒理学 陆生生态毒理学
植物生态毒理学 动物生态毒理学 微生物生态毒理学 分子生态毒理学
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环境毒理学与生态毒理学的区别
区别 点
主要 研究 内容
实验 ห้องสมุดไป่ตู้法
主要 任务
学科 归属
环境毒理学
生态毒理学
对人体健康的影响
对生态系统健康的胁迫
基于动物实验的观察结果 进行推论或对病人进行实
(2) 水环境毒物 重金属和有机物，前者包括危害较小但人体必 需的微量元素和危害较大的累积性毒物；后者 包括石油化工产品和人工合成的有机物质（如 石油、杀虫剂、除草剂、农药、多环芳烃 等），其中许多物质具有致癌作用。
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(3) 土壤环境毒物 包括了自然界几乎所有存在的物质，其中以 重金属、石油烃、持久性有机污染物(POPs)、 其他工业化学品、富营养的废弃物、放射性 核素和致病生物等为主。
(5)随着细胞生物学和分子生物学的迅速发展，分 子水平的生态毒理学研究成为可能，尤其在西 方发达国家，由于排放到环境中的污染物浓度 在逐渐下降，随着环境暴露浓度的降低，寻找 新的生物标志物成为迫切的任务。
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3. 生态毒理学分支学科
理论生态毒理学 实验生态毒理学 应用生态毒理学
工业生态毒理学 农业生态毒理学 矿区生态毒理学 城镇生态毒理学
粉尘
伤害眼睛，视程减少，慢性气管炎、幼儿气喘病和尘肺，死亡 率增加，能见度降低，交通事故增多
光化学烟雾 眼睛红痛，视力减弱，头疼、胸痛、全身疼痛。麻痹，肺水肿， 严重的在1h内死亡
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三、生态毒理学的基本框架及研究方法 1. 学科定义与内涵
人体健康 核心论
个体生态毒 性为中心
生态毒理学智慧树知到答案章节测试2023年山西大学
第一章测试1.生态毒理学是研究有毒有害因子，特别是环境污染物对动物、植物、微生物及其生态系统的损害作用与防护的科学。
A:错B:对答案:B2.生态毒理学与环境毒理学是同一个学科。
A:对B:错答案:B3.生态毒理学是环境科学的分支学科。
A:错B:对答案:B4.1848年英国生物学家对桦尺蛾发生的工业黑化现象的报道是环境污染对动物种群影响的最早报道。
A:对B:错答案:A5.生态毒理学研究的主要对象是（）。
A:野外生物B:植物C:家禽D:家畜答案:A6.大型工程建设项目实施前必须进行（）。
A:环境生物监测B:生态风险评价C:环境化学监测D:生物标志物筛选答案:B7.研究环境污染物在生物种群、群落和生态系统水平上的生态效应的一种试验方法是（）。
A:分子毒理学试验B:整体毒性试验C:微宇宙生态系统毒性试验D:离体毒性试验答案:C8.生态毒理学所研究的对象属于生物范畴是（）。
A:动物B:微生物C:植物D:环境污染物答案:ABC9.生物标志物可用于评估或研究环境污染物（）。
A:生物体的吸收水平B:在环境中的浓度C:对机体损伤的机制D:物理性质答案:ABC10.从学科知识结构来看，生态毒理学分支学科可分为（）。
A:应用生态毒理学B:理论生态毒理学C:生态系统生态毒理学D:实验生态毒理学答案:ABD第二章测试1.进入体内的环境污染物在不同生物酶的催化下经过一系列生物化学变化而发生结构和性质改变并形成其衍生物的过程称为生物转化。
A:对B:错答案:A2.氧化、还原和水解反应统称为环境污染物的第二相反应。
A:对B:错答案:B3.内剂量是指吸收进入体内的外源化学物的数量。
A:错B:对答案:B4.半数致死剂量是指群体中有50个个体死亡所需的剂量。
A:错B:对答案:A5.结合反应中占有最重要地位的是（）。
A:谷胱甘肽结合B:硫酸结合C:乙酰结合D:葡萄糖醛酸结合答案:D6.被动转运主要包括简单扩散和（）。
A:易化扩散B:主动转运C:滤过作用D:特殊转运答案:C7.根据外源化学物存在的状况，可把剂量进一步分为外剂量、内剂量和（）。
生态毒理学考点整理
生态毒理学考点整理生态毒理学考点整理————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:《生态毒理学》复习纲要第一章绪论１962年Rａchel Carｓoｎ (卡逊) 《寂静的春天》Ecｏtｏｘicology=Ｅcologｙ +T oxicｏｌｏｇy生态毒理学=生态学+毒理学1969年法国Reｎe Truhａｕt （萨豪特）最早提出并使用生态毒理学。
生态毒理学的定义：研究环境毒物、污染物对生态系统的影响和机理以及环境毒物、污染物在生态系统中的运转、循环与归宿规律的一门综合性科学。
生态毒理学主要研究内容1.毒物、污染物在物理环境中释放、分布和行为以及与物理、化学环境的相互作用;2.毒物、污染物进入生态系统的途径、变化及其归宿;3.毒物、污染物在生态系统各种水平上的有毒效应。
生态毒理学研究意义1.全面认识毒物、污染物对生态系统的影响；2．查明毒物直接与间接对生物和人体健康的危害机制；3.为控制污染、制定环境标准和立法提供科学依据。
生态毒理学发展趋势ａ深入探讨多种环境毒物作用于机体或生态系统的复合生态毒理效应及其机理以及新老污染联合胁迫生物学变化与反应;b 深入研究次生毒物的产生过程以及所导致的次生污染生态毒理效应;c 深入研究环境毒物低水平、长时间暴露的生态毒理效应；d 深入开展种群、群落和生态系统水平的生态毒理效应研究;e 加强分子生态毒理学研究，提高生态毒理效应微观认识水平。
第二章生态毒物及其毒性与剂量效应关系原理毒物:相对较小的剂量,导致生物受害或严重的细胞功能损伤、或生态系统产生不良效应的物质。
污染物(ｐolｌｕｔaｎt):指对环境造成直接或间接损害的物质。
一次污染物:污染源直接排入环境，其物理、化学性质没有发生变化的污染物质。
又称为原发性污染物或者“原生污染物”。
二次污染物:排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物的作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应所形成的物理、化学性状与一次污染物不同的新污染物。
《生态毒理学》课件
生态风险评估包括问题识别、风险特征描述、暴露评估、效应评估和风险决策等 步骤。
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生态风险评估的案例分析
实际案例分析将帮助我们理解和应用生态风险评估方法。
第六部分：环境毒理学应用
生物监测
生物监测通过对生物体的 观察和测量，评估环境中 化学物质的存在和生物暴 露的潜在危害。
生态毒理学对环境保 护的重要性
污染物的生物转化
污染物在生物体内发生代谢和 转化，可能产生更有毒的代谢 产物。
污染物的生物毒性
污染物对生物体产生有害的生 理和行为效应，可能导致生物 的生存和繁殖能力受损。
第五部分：生态风定活动或污染物对生态系统和生物体造成的潜在危害程度。
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生态风险评估的步骤
生态质量评价的方 法
生态质量评价通常通过监测 和评估生态系统的结构、功 能和物质的状态来进行。
生态风险评价
生态风险评价是一种评估特 定化学物质对生态系统和生 物体的潜在危害程度的方法。
第四部分：污染物的生物学效应
污染物的生物累积
污染物在生物体内积累，可能 导致生态系统的不稳定和生物 多样性的下降。
《生态毒理学》PPT课件
欢迎来到《生态毒理学》PPT课件！本课程将带你深入了解生态毒理学的基 本概念、毒性评价方法、生态风险评估以及生态毒理学在环境保护中的应用。
第一部分：概述
什么是生态毒理学
生态毒理学研究生物与环境之间相互作用的 科学领域，关注物质对生态系统和生物体的 影响。
生态毒理学的重要性
生态毒理学有助于评估和管理环境中的化学 物质对生物体和生态系统的潜在危害。
第二部分：毒理学基础知识
1 毒性的定义
毒性是指化学物质对生 物体产生的有害效应。
第一章生态毒理学绪论ppt课件
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日本米糠油事件
日本的九州、四国等地区 几十万只鸡突然死亡
• 对后代的影响 ——米糠油事件，女性育龄患者的孩子，头
胎多为流产、畸形（黑体婴、鬼齿）、行 为异常、智力不足
日本的水俣病—甲基汞中毒
《入浴的智子》
日本的骨痛病—铬中毒
2.生态毒理学的研究任务和内容
复杂性
1.阐明环境污染物的生态风险
Paracelsus(1493-1548，瑞士) 化学品低剂量时可以治疗疾病，
但高剂量时就变成了毒物。
1567年，《矿工肺尘病和矿工的其他疾病》发表 ---- 开创职业毒理学研究
暴露剂量与生物效应之间的关系
大 死亡
疾病
暴 露
失代偿状态
亚临床变化
剂 量
代偿状态
生理学反应
可逆状态
体内环境污染物负荷增加 小
污染规模和影响区域的扩大
污染物种类增多、流域或跨国界污染、全球性环境影响
效应的复杂性和长期性
急性毒性、慢性毒性、食物链转移、 “三致”作用 多种生物同时受累
稀释模式
飞返模式
公害病 放射线（核素暴露）等
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2. 毒理学的历史沿革
经典毒理学
生态毒理学 环境毒理学
• 古代：利用动物毒汁或植物提取物用于狩猎、战争或行刺 。
人口问题 产业规模扩大 资源过度开发 环境污染问题
环境污染 生态破坏
公害病
生态系统破坏
保障社会可持续发展
环境与资源保护
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核污染、生化和化学武器
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海洋石油泄漏
石油污染成海洋 生态噩梦
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海湾战争对当地生态系统的影响
生态环境脆弱带
被代替几率大，竞争程度高 可恢复原状机会小
生态毒理学简介
生态毒理学简介
目录
•1拼音
•2注解
1拼音
shēng tài dú lǐ xué
2注解
生态毒理学是研究毒物对某一地区动植物区系、生态系统的影响以及研究有害物质在生物圈（特别在食物链）中转运的一门学科；也是毒理学的重要分支学科。
生态毒理学也研究环境污染物对天敌、野生动物等各种生物体及彼此平衡的影响。
是生态学与毒理学相结合的边缘学科。
主要研究污染物对生物的影响，在环境中的迁移、转化和归宿及环境对污染物的作用，即研究污染物环境生物三者之间的相互关系，为制订环境质量标准和安全性评价法规，以保护人类的生态环境。
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生态毒理学研究方法及其应用
生态毒理学研究方法及其应用生态毒理学指的是研究生态系统中生物与环境污染物之间相互作用关系的学科，是环境科学领域中的一个重要分支。
为了更好地了解毒物对环境与生物的危害程度以及评估生态系统健康状况，需要采用一系列科学的研究方法。
本文将介绍生态毒理学研究方法及其应用。
一、生态毒理学研究方法1. 毒性试验毒性试验是研究物质对生物的毒性程度的基本方法之一。
常用的毒性试验方法包括急性毒性试验、亚急性毒性试验和慢性毒性试验。
急性毒性试验可以评估在短时间内暴露下物质对生物的毒性；亚急性毒性试验可以评估生物长期暴露在某种物质下的损害程度；慢性毒性试验则可以评估毒物长时间低剂量暴露情况下对生物体造成的潜在风险。
2. 生物标志物生物标志物是使用生物体内的某些物质或生理指标来反映环境污染程度和毒物暴露水平的方法。
常用的生物标志物包括酶活性、代谢产物、DNA损伤指标等。
生物标志物可以作为一种可靠的检测和监测手段，评估生态系统中污染物对生物体的影响。
3. 生态毒理学模型生态毒理学模型是通过对生态系统中污染物在生物体内、水、土壤和大气等不同介质中的迁移、转化和作用进行数学模型化，预测生态系统中污染物的存在和可能发生的效应的方法。
生态毒理学模型广泛应用于污染地区环境风险评估、环境管理和规划及生态安全评估等方面。
二、生态毒理学的应用1. 环境污染评估生态毒理学可以通过评估环境样品中的毒性及生物学影响，了解污染物对环境的影响，为环境保护和生态修复提供科学依据。
生态毒理学方法可以预测环境中有毒或危险物质的成分、来源以及后果，有助于做好环境保护工作。
2. 生态系统管理生态毒理学可以为生态系统管理提供科学依据。
生态毒理学模型可以预测生态系统中物质的迁移，提供生态系统的维护与改善方案。
同时，生物标志物可以监测生态系统中物质的暴露和损伤程度，为环境污染和生态失衡预警提供数据支持。
3. 毒物风险评估生态毒理学方法可以帮助评估毒物对整个生态系统的影响，对于评估毒物安全性、毒性水平及可能的毒害机制有很大帮助。
《生态毒理学》课件
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生态毒理学研究方法
野外研究
野外研究是指在自然环境中对生物进行直接观察和实验的方法，以评估污 染物对生物的影响。
野外研究通常包括对污染物的监测、生物种群和群落的调查以及生态效应 的评估。
野外研究能够提供更接近自然条件下的数据，但实验控制难度较大，且容 易受到其他环境因素的影响。
实验室研究
实验室研究是在人工控制的条件 下，模拟污染物对生物的影响。
无机毒物是指不含碳元素的化 合物，常见的无机毒物包括重 金属、硫化物、氮化物等。
天然毒物
天然毒物是指自然界中存在的 有毒物质，如生物碱、植物毒 素等。
合成毒物
合成毒物是指通过化学合成方 法制备的有毒物质，如农药、
除草剂等。
毒物暴露途径与剂量
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暴露途径
生态毒理学中的暴露途径 主要包括吸入、食入、皮 肤接触等。
跨学科合作
生态毒理学需要与生物学、化学、环 境科学等多个学科进行交叉合作，跨 学科合作难度大。
伦理与法规
生态毒理学实验涉及伦理和法规问题 ，需要遵守相关规定和标准。
未来发展方向与趋势
大数据与人工智能应用
多学科交叉融合
利用大数据和人工智能技术，提高数据获 取和处理效率，深入挖掘生态毒理学规律 。
加强生物学、化学、环境科学等学科的交 叉融合，推动生态毒理学研究深入发展。
实验技术创新
生态毒理学应用拓展
开发新的实验技术与方法，提高实验效率 和准确性，降低实验成本。
将生态毒理学研究成果应用于环境保护、 生态修复等领域，推动生态文明建设。
毒理学研究
总结词
重金属对水生生物的毒性影响
详细描述
该研究通过实验室模拟和实地调查，评估了 某河流中重金属污染对水生生物的影响。研 究发现，重金属会对水生生物的生理机能产 生负面影响，如降低繁殖率、生长速度和免 疫力等，严重时可导致生物死亡。
环境化学_第四章 污染物的生态毒理
一、物质通过生物膜的方式
(5) 胞吞和胞饮 少数物质与膜上某种蛋白质具有特殊的亲和力， 少数物质与膜上某种蛋白质具有特殊的亲和力，当其 与膜接触后，可改变这部分膜的表面张力， 与膜接触后，可改变这部分膜的表面张力，引起膜的外包 或内陷而被包围进入膜内，固体物质的这一转运称为胞吞， 或内陷而被包围进入膜内，固体物质的这一转运称为胞吞， 液体物质的这一转运称为胞饮。 液体物质的这一转运称为胞饮。
dQ ∆C ∆C = − DA dt ∆x ∆x − − − 膜厚度； ∆C − − − 膜两侧物质浓度梯度； A − − − 扩散面积； D − − − 扩散系数；
一、物质通过生物膜的方式
水分配系数越大， 脂/水分配系数越大，分子越小，不容易离解的分子，扩 水分配系数越大 分子越小，不容易离解的分子， 散系数越大。被动扩散不需要耗能，不需要载体参与， 散系数越大。被动扩散不需要耗能，不需要载体参与， 没有 特异性选择、竞争性抑制及饱和现象。 特异性选择、竞争性抑制及饱和现象。
一、生物富集
影响生物富集因子的因素： 影响生物富集因子的因素： 污染物质因素：脂溶性、可降解性、（结构） 污染物质因素：脂溶性、可降解性、（结构） 、（结构 生物因素：生物种类、大小、性别、器官、 生物因素：生物种类、大小、性别、器官、发育阶段 环境因素：温度、盐度、硬度、 、氧含量、 环境因素：温度、盐度、硬度、pH、氧含量、光照
内容
生物富集、 第三节 生物富集、放大与积累
一、生物富集 二、 生物放大 三、生物积累
一、生物富集
Bioconcentration 生物富集是指生物通过非吞食方式， 生物富集是指生物通过非吞食方式，从周围环境中蓄积 是指生物通过非吞食方式 某种元素或难降解性物质， 某种元素或难降解性物质，使其在机体内的浓度超过周围环 元素 境中的浓度的现象。生物富集常用生物富集系数(生物浓缩系 境中的浓度的现象。生物富集常用生物富集系数 生物浓缩系 数、生物富集因子)表示： 表示： 生物富集因子 表示
微生物生态毒理学
（一）毒理作用 植物病原体微生物种类繁多，在原生动物、真 菌、放线菌、细菌和病毒中都有许多植物病原微 生物。植物病原微生物可以多种方式和机制侵染 与毒杀植物。 一种病原微生物可以侵染多种植物，几种病原 微生物也可以侵染一种植物。
（二）侵染源与传播途径
1. 侵染源：被侵染的植物、植物残体和体外休眠体。 2. 传播途径：风力传播、雨水传播、水流传播、土壤 传播、动物传播、农具传播，还有胚芽传播和营养 体传播等传播方式。通过这些途径，植物病原菌的 分生孢子、游动孢子和营养体便可跨越空间割据而 接触宿主植物，获得感染植物的机会。
（四）微生物污染的特点
1. 这类污染全过程始终与微生物生命活动有关。
2. 这类污染会随微生物的迁移，而转移毒性作用对象 和扩大毒性作用范围，可以造成更大范围的污染与 毒性作用。（赤潮、流行性传染病）
3. 受环境条件的诱发，微生物易变异，因此会有新的 微生物污染不断出现。
4. 多数微生物污染对其他生物的作用具有一定的选择 性，甚至专一性。 5. 微生物污染物稳定性较差，容易失活或死亡。
3.转导作用：
转导：由噬菌体介导的遗传物质在细菌之间的转移。
迄今，在24个细菌属中的57个细菌种中发现有转 导噬菌体，所以转导在细菌之间的基因交换方面起着 重要作用。
4.对自然界宿主细菌种群的影响 噬菌体对宿主菌种群最明显的影响就是裂解宿 主细胞从而降低其种群密度。
5.对人工培养微生物的影响
（二）传播方式与途径
暴发流行性传染病必须具备三个基本条件：
病原菌、传播途径和宿主。
病原微生物的传播途径： 接触传播、普通媒介传播、空气传播、虫媒传 播和垂直传播。
（三）致病机制
生态毒理及毒物学的研究
生态毒理及毒物学的研究随着气候变化、人类活动和工业化的迅速发展，毒物对生态系统和物种生存的影响越来越大。
这种情况对人类和自然世界的健康都构成了威胁，因此研究毒物的毒性和药效就变得尤为重要。
这些研究称为生态毒理和毒物学。
生态毒理学是研究环境里有毒化学物质对生态系统和生物体的影响，而毒物学研究毒物在生物体内的作用和相互作用。
一、生态毒理学生态毒理学的一个基本假设就是，所有生活在特定环境中的生物，都会受到该环境中的毒物影响。
生态毒理学家需要了解毒物在环境中的生物降解能力、毒物在生物间转移的途径、毒物对环境中和生物体内的作用和影响等。
生态毒理学家利用实验室的试验和野外的研究，量化环境因素和毒性因素之间的关系，并且得出正确的结论和建议。
这些实验选择不同的动物和植物，因为它们不同的生理结构和行为习惯，能够体现出毒物的不同作用和影响。
生态毒理学不仅仅是一个科学领域，它也是环境政策制定者的关注点。
为了降低毒物对生态环境的破坏，我们必须深刻理解毒物在生态系统中的行为。
近几十年以来，已经有很多研究已经得出了一些关于毒物在生态系统中的行为，这对于环境政策制定者和自然资源管理人员都具有重要意义。
二、毒物学毒物学是一门研究毒物的药效和剂量的学科。
毒物可以分为两类，生物毒物和化学毒物。
生物毒物可以是蘑菇、毒蛇、昆虫、植物，甚至是细菌、细胞和病毒，而化学毒物则是指在环境中常存在的有毒化合物，如铅、水银、化学肥料等。
毒物使我们的生命变得脆弱，从而破坏人类健康，这就是毒物学研究的重要目标。
毒物在人体内的作用机制复杂，从细胞到神经元，毒物能够对身体的不同部分和系统进行破坏和影响。
毒物学家需要了解毒物在人体内的吸收、代谢、排泄和毒性的作用机制。
这些知识能够帮助我们更好的理解毒物的影响，并且发展出新的治疗方案和防御策略。
毒物学家利用实验室研究，了解毒物的左右和药效剂量等。
三、总结生态毒理学和毒物学是现代科学研究中的重要分支，它们为了了解毒物对环境和生物体的影响，远不止于标准的化学和生物学。
暨南大学生态毒理学
污染物在环境中的化学过程 1、沉积无机化合物进入水体后，许多会与水体中的各种离子反应生成难溶于水的盐类，这些盐类沉积于水底，对水体表面的污染能起到暂时的净化作用。
盐类的沉积和溶解释放作用常随水体化学性质特别是pH 值的变化而相互转化，在高酸度条件下，沉积的金属离子就会向水体中转移。
2、水解水解速度的大小与水体的物理、化学性质有关，特别是温度和pH 值。
一般来说，高温有利于水解，而pH 的水解速度的影响则依不同污染物而定。
化学水解有三种类型：中性水解、酸催化水解和碱催化水解，水解的速度常数通常是三者之和。
水解能力与化学物对环境的危害密切相关，一些基团易水解，如酯健易被水解成醇和酸，对环境的危害减少。
3、氧化氧化可与某些有机化合物形成过氧化物，然后逐步降解，这一过程可在油脂、橡胶、塑料老化过程中观察到，但这一降解过程较为缓慢。
4、光化学反应有些有机物能在紫外光的照射下脱去卤原子，或结果异构化，从而有利于进一步降解，有的甚至可完全降解产物二氧化碳、卤化物及无机盐类，此过程称之为光矿化作用。
但光化学反应也对环境产生不良影响，光化学烟雾便是其中一种。
大气中的氮氧化物、烃、一氧化碳等化学物在紫外光的照射下经过复杂的光化学反应而形成臭氧、过氧乙硝酸酯及醛、酮等一系列还原产物，它们组成的光化学烟雾对人体身体健康极为有害。
环境化学物通过生物膜的方式 被动转运 1、简单扩散（Passivetransport ）：定义：生物膜两侧的化学物分子从浓度高的一侧向浓度低的一侧（即顺浓度梯度）扩散。
大部分环境化学物可通过这种发生通过生物膜。
脂/水分配系数（lipid/waterpartitioncoefficien ）：一种物质在脂质质的溶解度与其在水中的溶解度之比称为脂/水分配系数。
脂溶性大、水溶性小的物质，一般越容易通过生物膜。
2、滤过（Filtration ）定义：环境化学物透过生物膜上的亲水性孔道的过程。
亲水孔道或孔隙由膜上一些亲水的氨基酸组成。
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X/M = KC1/n 或 log(X/M) = logK + logC/n X：吸附量，M：吸附剂质量，K：待推导的参数，C：
生态毒理学 (4)
沉积物质量评价三合一(Triad)方法的组成
沉积物 化学分析
沉积物毒性 生物检验数据
底栖群落 结构变化
不同阶段的毒性基础框架ห้องสมุดไป่ตู้
排泄 吸收
动力学阶段
动态阶段
初始反应
生物生化响应
去毒性作用 代谢
生物合成
前毒物 毒物 + 靶标
脂储藏
(受体)
更改靶标
a, b, c, etc A, B, C, etc
生理响应 和
行为响应
有毒物作用的三个时相
毒物
接触相
毒物存在的 剂型和剂量
毒物动力相
可吸收毒物 吸收，分布， 代谢，排出
活性物的 有效剂量
毒效相
靶组织中与 受体相互作用
效应
有毒物一些重要的生化和生理效应
细胞膜 1 功能：构成具有特定穿透性的屏障，调节传输系统，控制物质进出细胞的传输 速率和程度； 2 毒性响应：破坏或修改膜穿透性；扰动控制传输系统。 酶 1 功能：高度特异蛋白用以催化介质间细胞代谢的化学反应； 2 毒性响应：可逆或不可逆酶抑制反应。 脂(lipid)代谢 1 功能：涉及细胞膜结构，细胞功能和代谢过程； 2 毒性响应：扰动导致破坏肝功能。 蛋白生物合成 1 功能：涉及氨基酸组分在多肽链中特定的排列顺序； 2 毒性响应：压迫蛋白合成容量。 微粒(microsomal)酶系统 1 功能：肝脏中的代谢多酶系统以及外源化合物的生物转运； 2 毒性响应：激发或抑制酶功能。
研究的难点： 1. 如何在亚细胞或生理水平上观察个体生物幸存力的
相关变化； 2. 如何将基于个体的毒性效应(通常是实验室检测方
法)外推至观察的种群或群落水平。
种群的故障树(Fault Tree)分析图
受影响种群 生长、发育、死亡和生殖
直接影响
间接影响
自然原因 有毒化学物 自然原因 有毒化学物
短期影响 长期影响 短期影响 长期影响 可直观地了解一种化学物质对特定种群的影响方式
控制过程和生长 1 功能：激素等控制细胞生物合成和生物异化的途径和速率； 2 毒性响应：控制酶的结构或活性改变，破坏激素的合成、存储、释放或隔绝， 降低生长速率。
糖(carbohydrate)代谢 1 功能：糖酵解(glycolysis)，柠檬酸或三羧酸循环，己糖单磷酸(HMP)或戊糖单 磷循环(葡萄糖降解)，酸肝糖分解； 2 毒性响应：破坏氧化和糖酵解。
在生态系统水平上评价毒性响应
传统方法包括下述步骤： 1. 在实验室内，检测代表若干物种的一组生物的慢性
毒性； 2. 将结果外推至其它物种； 3. 指示环境质量基准以便保护目标生态系统的结构和
功能。 野外研究 (生态系统监测) 实验室模型 (时间尺度限制) 统计方法 (危险浓度方法) 基础物种方法 (keystone species)
化学物在环境相中相互关系示意图
空气 Cair
Kaw
水 Cwater
Kbw 生物 Cbiota
Kaso Ksew
土壤 Csoil
沉积底物 Csediment
化学物吸收和保持的机理
环境分散 有机体吸收 分布
水/土壤/空气中的化学物 表面吸附和/或经食物摄入
分配
器官/组织内的动态平衡(稳态/平台)
转换
不同环境分室 (compartment)之间的分配
驱动力是所谓“逃逸趋势”，即逸度 (fugacity)。
污染物气－水界面的分配可用亨利常数H描述：
逸度：
H = Cg/Cw。
f = C/Z，
C是化学物在某相中的浓度，Z是逸度容量常数。
分子稳定性和抵抗分子 (recalcitrant molecules)
呼吸作用 1 功能：生物氧化为活细胞提供能量； 2 毒性响应：特定点位电子传输抑制，氧化磷酸化作用不耦合或被抑制。
污染物对区域的一般作用
对生态系统中自然定居且已经适应的活的组分而言， 使其区域适宜性降低； 对某些物种和群体产生与污染物强度和类型有关的负 面影响； 造成群落结构改变，而且一般地，物种数目随之降低； 生态系统中的能量流与物质流改变； 具有较长生命跨度的较大有机体消失； 具有短生命跨度的机会性物种出现，表现为时间和空 间上种群大波动，例如赤潮。
污染物毒害作用通常与三个环境因素相关：
(1) 过度的植物生产量； (2) 去氧还原作用； (3) 对有机体的毒性或类似的生理毒害作用。
100% 0
因素1
因素2
0 100% 因素3
100% 0
不同组织水平上有毒化学品的效应关系
可观察到的生物组织不同类型之间的关系
细胞
组织 个体 种群
群落 情形A
“嵌套形式”，细胞效应即意味着所有生物水平的效应， 这代表一种过于简化的过程。
新陈代谢 代谢产物
母体化学物
与细胞成份反应 中间物 新陈代谢
排出/净化
影响污染物迁移和分布的因素
极化作用 (polarity)和溶解度 (solubility) 水分子属于极化分子，许多有机污染物属于非极性， 产生排斥的憎水效应(hydrophobic effect)。 分配系数(partitioning coefficients) 指化学物在不同相(phase)或介质(medium)中浓度分配， 当达到平衡时，两相间的浓度比值。 代表性的系数为KOW(辛醇－水分配系数)，提供一个表 征化学物憎水性强弱的指标。 蒸气压 平衡状态下，在固体或液体表面上某种物质蒸气所施 加的压力。
细胞
组织 个体
种群 群落 情形B
细胞 组织 个体
种群 群落 情形C
情形B和C中的竖条纹区域代表不确定性(Uncertainty)。
➢ 次一级生物体的响应(如酶活性或免疫响应的改变)可 能代表从健康反应到胁迫反应(stress)的广谱效应。因 而难以发现这种响应和有机体适应性的定量关系。
➢ 从个体水平外推至种群或群落水平代表另一类不确定 性问题(如情形C)。
以持久性有机污染物POPs (persistent organic pollutants) 为代表。
基本概念
吸附
指污染物在两相公共边界(界面)上的积聚。 通常使用两种吸附等温式描述吸附现象：
(1) Langmuir (理论推导)； (2) Freundlich (经验)等温方程式。 Longmuir吸附等温式