污染生态学

第一节污染生态学的产生

为了研究污染条件下生物受害的原因与防治措施，人们开始研究污染物在环境及生态系统中迁移转化规律，研究生物受害机制、净化机制，研究污染物沿食物链富集规律和人体受害原因，研究生物抗性形成原因和生物防治污染的工程措施等。

在上述基础上，逐渐形成了一门新的分支学科—污染生态学。

第二节污染生态的研究内容

➢生态学（Ecology）是研究生物与其环境之间相互关系的科学。“Ecology”

来自希腊文“Oikos”(住所,栖息地)和“Logos”(学问，研究)，亦即生态学在创

建之初就表达为研究生物有机体与其栖息场所之间相互关系的科学。

上述生态学的定义是德国生物学家赫克尔（Haeckel,1866）首次提出的。这是生态学至今最为全面的定义。但是首先使用“Ecology”一词学者是亨利.索瑞（Henry Thoreau,1858)

生态学是以生物个体、种群、群落和生态系统甚至是生物圈（Biosphere）作为它的研究对象。

生态系统的基本功能

1 物质生产

包括初级生产和次级生产

相对应的是初级生产力和次级生产力

2 物质循环

3 能量流动

4 信息传递

污染生态学（pollution ecology）

是研究生物与受污染的环境之间相互作用机理和规律的科学。也就是研究研究污染的生态系统的科学。

以生态系统理论为基础，用生物学、化学、数学分析等方法研究在污染条件下生物与环境之间的相互关系规律（王焕校，2002）。

研究对象

是对生物种群、生物群落和生态系统的结构和功能造成严重影响的环境污染问题。

污染生态学是以生态系统理论为基础，用生物学、化学、数学分析等方法研究在污染条件下生物与环境之间的相互关系规律，以污染物在生物体内的生物过程为主线索、生物与污染环境之间相互关系为主要研究内容、生物抗性形成和生物防治为研究重点的边缘交

叉学科。

污染生态学的主要研究内容1

①污染物在生物体内的积累、富集、放大、协同和拮抗等作用，以及污染物在生态

系统中迁移、转化、积累及其规律。

②污染物对生态系统结构与功能的影响，建立各类生态系统模型，评价和预测污染

状况和趋势，制定环境生态规划。

③环境污染的生物净化，包括绿色植物对大气污染物的吸收、吸附、滞尘以及杀菌

作用，土壤植物系统的净化功能，植物根系和土壤微生物的降解、转化作用，以及生物对水体污染的净化作用。

④受污染环境质量的生物监测、生态监测和生物学评价等。

⑤将上述有关知识应用于环境污染的控制与治理。

主要研究领域：（一）污染生态过程

：（二）污染生态化学

三）污染生态修复与污染生态工程

第一章污染物在生物体内的迁移规律

第一节污染物的概念、性质及分类

一、污染物的概念

污染物是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，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。

（二）污染物会在环境中发生转化，即具有易变性

第二节有关生物对污染物吸收、迁移的几个基本概念

一、安全浓度

生物与某种污染物长期接触，仍未发现受害症状，这种不会产生受害症状的浓度称为安全浓度（safe concentration）

二、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没有发生明显影响的浓度，称为最高允许浓度（maximum allow concentration）

三、效应浓度

超过最高允许浓度，生物开始出现受害症状，接触时间越长，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（effective concentration） EC50、EC70 、EC90 分别表示该浓度下有50%、70%、90%的个体出现特殊效应，即开始出现受害症状。

四、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（lethal concentration），也称致死阈值。

LC50、LC70 、LC90 、LC100分别表示该浓度下毒害致死50%、70%、90%、100%的个体的阈值。

污染物在环境中的迁移与转化

迁移的定义：

迁移（transport）是指污染物在环境中发生空间位置和范围的相对移动过程

迁移的基本方式有三种：

机械迁移

物理－化学迁移

生物迁移

1 机械迁移

根据机械搬运营力又可分为：

①水的机械迁移作用，即污染物在水体中的扩散作用和被水流搬运；

②气的机械迁移作用，即污染物在大气中的扩散和被气流搬运；

③重力的机械迁移作用。

2 物理－化学迁移

对无机污染物而言，是以简单的离子、络离子或可溶性分子的形式在环境中通过一系列物理化学作用，如溶解－沉淀作用、氧化－还原作用、水解作用、络合和螯合作用、吸附－解吸作用等所实现的迁移。对有机污染物而言，除上述作用外，还有通过化学分

解、光化学分解和生物化学分解等作用所实现的迁移。

物理－化学迁移又可分为：①水迁移作用，即发生在水体中的物理－化学迁移作用；②气迁移作用，即发生在大气中的物理－化学迁移作用。

物理－化学迁移是污染物在环境中迁移的最重要的形式。这种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

污染物通过生物体的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现的迁移，是一种非常复杂的迁移形式，与各生物种属的生理、生化和遗传、变异等作用有关。某些生物体对环境污染物有选择吸取和积累作用（见生物积累），某些生物体对环境污染物有降解能力。

生物通过食物链对某些污染物（如重金属和稳定的有毒有机物）的放大积累作用（见生物放大）是生物迁移的一种重要表现形式。

迁移的制约因素

污染物在环境中的迁移受到两方面因素的制约:一方面是污染物自身的物理化学性质,另一方面是外界环境的物理化学条件和区域自然地理条件。

内部因素与迁移作用有关的污染物的物理化学性质主要是指组成该物质的元素所具有的组成化合物的能力、形成不同电价离子的能力、水解能力、形成络合物的能力和被胶体吸附的能力等。

外部因素影响污染物迁移的外部因素主要是环境的酸碱条件、氧化还原条件、胶体的种类和数量、络合配位体的数量和性质等。

污染物在环境中的转化

污染物的转化是指污染物在环境中经过物理、化学或生物的作用改变其存在形态或转变为另外的不同物质的过程。污染物的转化必然伴随着它的迁移。污染物的转化可分为物理转化、化学转化和生物化学转化。物理转化包括污染物的相变、渗透、吸附、放射性衰变等。

污染物物理转化的结果是其存在物理形态发生变化或其微观结构发生变化。

化学转化则以光化学反应、氧化还原反应及水解反应和络合反应最为常见。

在大气介质中主要发生的是光化学反应和催化反应为主。

多数的有机污染物在土壤中可以发生降解或形态转化。

污染物在水中发生的化学转化形式多样。

生物化学转化就是代谢反应。