延大《環(huán)境學(xué)》講義第7章 生物環(huán)境

第七章生物環(huán)境第一節(jié)環(huán)境污染與生物環(huán)境生物污染定義：指環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的含量超過一定閾值范圍之后，對(duì)生物個(gè)體、種群、群落或生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改變、穩(wěn)定性降低、生態(tài)服務(wù)功能退化等。一、污染物種類及其生物毒性（一）污染物的種類化學(xué)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：污染物一次大劑量或24小時(shí)內(nèi)多次作用于機(jī)體所引起的毒性作用。2、亞急性毒性：污染物在生物生命的1/10左右時(shí)間內(nèi)，每日或反復(fù)多次作用于機(jī)體所引起的損害作用。3、慢性毒性：低劑量污染物在生物體生命周期內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)多次作用于生物體所引起的毒性傷害作用。4、蓄積性毒性：低于中毒閾劑量的污染物反復(fù)地與生物接觸一定時(shí)間后致使其出現(xiàn)的中毒作用。5、三致作用：污染物的致癌、致畸、致突變作用。污染物的生物毒性參數(shù)：①半致死濃度：一定觀測(cè)時(shí)間內(nèi)，使得實(shí)驗(yàn)生物死亡率為50％的毒物濃度或劑量。②半數(shù)效應(yīng)濃度：一定觀測(cè)時(shí)間內(nèi)，使實(shí)驗(yàn)生物半數(shù)產(chǎn)生某一（非死亡）效應(yīng)的毒物濃度或劑量。③閾劑量：引起群體中極少數(shù)個(gè)體出現(xiàn)最輕毒效應(yīng)的最小劑量或濃度。④最大無作用劑量：污染物在一定時(shí)間內(nèi)，以一定方式與生物機(jī)體接觸，不能觀測(cè)到任何損害作用的最高劑量。⑤最低觀測(cè)效應(yīng)濃度：慢性毒性實(shí)驗(yàn)中能觀測(cè)到受試生物的有任何損害作用的最低濃度。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環(huán)境介質(zhì)進(jìn)入生物體的過程。（1）被動(dòng)吸收:是指生物膜不起主動(dòng)作用，不消耗細(xì)胞的代謝能量（簡(jiǎn)單擴(kuò)散和濾過）。（2）特殊吸收:是指污染物與生物膜組成成分形成可逆性復(fù)合物進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)（主動(dòng)吸收、易化擴(kuò)散和內(nèi)吞作用）。①主動(dòng)吸收:污染物由生物膜低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)，并消耗細(xì)胞代謝能量的過程。②易化擴(kuò)散:非脂溶性或親水性的污染物與生物膜的載體結(jié)合，由生物膜高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)，也稱促進(jìn)擴(kuò)散或載體擴(kuò)散。這種運(yùn)轉(zhuǎn)不能逆濃度梯度，不消耗細(xì)胞代謝能。③內(nèi)吞作用:是較大的分子和顆粒借形成液泡而被生物膜成批攝取，包括吞噬作用（內(nèi)吞的是固體）和胞飲作用（內(nèi)吞的是液體）。發(fā)生于肺、小腸等器官。2、污染物的生物濃縮、蓄積和放大生物濃縮：生物個(gè)體或處于同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的生物種群，從周圍環(huán)境和食物鏈中蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中的濃度的現(xiàn)象。生物濃縮系數(shù)（BCF）：生物機(jī)體內(nèi)某種物質(zhì)的濃度和環(huán)境中該物質(zhì)濃度的比值。生物放大：在生態(tài)系統(tǒng)中同一食物鏈上，高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物以低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為食，因而在體內(nèi)蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，其濃度隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的提高而逐漸增大的現(xiàn)象。第二節(jié)生物效應(yīng)的危害一、污染物的生物害效1、種群密度：對(duì)有毒污染物敏感的種群個(gè)體死亡率增加，繁殖率下降，種群密度下降。2、年齡結(jié)構(gòu)：生命早期階段比成年階段對(duì)污染敏感。3、性別比例：一些環(huán)境激素物質(zhì)具有動(dòng)物和人體激素的活性，能干擾和破壞生物的內(nèi)分泌功能，導(dǎo)致生物繁殖障礙。4、種群關(guān)系:影響捕食者與被捕食者的關(guān)系。5、種群進(jìn)化：污染使種群內(nèi)具有抗性的個(gè)體的等位基因上升，敏感個(gè)體的等位基因喪失。6、生境：全球變暖、生境多樣性喪失。7、物種結(jié)構(gòu)：選擇壓力與適者生存原理。8、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)：食物鏈縮短或歧化，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化。9、初級(jí)生產(chǎn)力：改變光合生產(chǎn)潛能。10、營(yíng)養(yǎng)循環(huán)：干擾有機(jī)物分解過程（酶系統(tǒng)）。二、典型環(huán)境污染的生物效應(yīng)事件汞污染（水俁病）；鎘污染（痛痛病