第一章污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為

1、 有害物質(zhì)或因子進(jìn)入環(huán)境，并在環(huán)境中擴(kuò)散、遷有害物質(zhì)或因子進(jìn)入環(huán)境，并在環(huán)境中擴(kuò)散、遷移、轉(zhuǎn)化，使環(huán)境的組成成分或狀態(tài)發(fā)生改變移、轉(zhuǎn)化，使環(huán)境的組成成分或狀態(tài)發(fā)生改變, ,對人對人類及其他生物的生存，發(fā)展產(chǎn)生了不利影響的現(xiàn)象類及其他生物的生存，發(fā)展產(chǎn)生了不利影響的現(xiàn)象。環(huán)境生物效應(yīng)環(huán)境生物效應(yīng)環(huán)境化學(xué)效應(yīng)環(huán)境化學(xué)效應(yīng)環(huán)境物理效應(yīng)環(huán)境物理效應(yīng)原料生產(chǎn)、加工過程，燃燒、加熱、冷卻原料生產(chǎn)、加工過程，燃燒、加熱、冷卻：殺蟲劑、除草劑、殺菌劑、生長調(diào)節(jié)劑殺蟲劑、除草劑、殺菌劑、生長調(diào)節(jié)劑：噪聲、燃料的排放，運(yùn)輸?shù)挠泻Α⒂性肼?、燃料的排放，運(yùn)輸?shù)挠泻Α⒂?毒物質(zhì)的泄漏毒物質(zhì)的泄漏：糞便、垃圾，污水等糞便

2、、垃圾，污水等 污染物中篩選出的潛在危險大污染物中篩選出的潛在危險大 的作為優(yōu)先研究控制的對象的。的作為優(yōu)先研究控制的對象的。 人人為因素、自然過程引起某些物質(zhì)介入大氣，為因素、自然過程引起某些物質(zhì)介入大氣，呈現(xiàn)出了足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時間，超過了環(huán)呈現(xiàn)出了足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時間，超過了環(huán)境的自凈能力。境的自凈能力。大氣主要污染物的存在狀態(tài)：大氣主要污染物的存在狀態(tài)：l 氣溶膠狀態(tài)污染物：氣溶膠狀態(tài)污染物：l 氣態(tài)污染物：氣態(tài)污染物：主要來源：化石燃料燃燒主要來源：化石燃料燃燒化石燃料、大氣固氮作用、化石燃料、大氣固氮作用、 燃料氮的轉(zhuǎn)化作用燃料氮的轉(zhuǎn)化作用化石燃料、動物呼吸化石燃料

3、、動物呼吸 來源：石油、天然氣的不完全燃燒來源：石油、天然氣的不完全燃燒 其它燃料的燃燒、石油煉制其它燃料的燃燒、石油煉制n 物理自凈、化學(xué)自凈、生物凈化物理自凈、化學(xué)自凈、生物凈化 物理凈化物理凈化：稀釋、吸附、凝聚、沉淀稀釋、吸附、凝聚、沉淀化學(xué)凈化：經(jīng)化合、分解、氧化、還原、中和化學(xué)凈化：經(jīng)化合、分解、氧化、還原、中和生物凈化：經(jīng)生物吸收、降解、分解、轉(zhuǎn)化、富集生物凈化：經(jīng)生物吸收、降解、分解、轉(zhuǎn)化、富集污污染染物物無毒物：無機(jī)：無毒物：無機(jī)：酸、堿、無機(jī)鹽、酸、堿、無機(jī)鹽、N、P等植物營養(yǎng)物等植物營養(yǎng)物 有機(jī)：有機(jī)：C水物、脂肪、蛋白質(zhì)水物、脂肪、蛋白質(zhì)有毒物：無機(jī)：有毒物：無機(jī)：重金

4、屬：汞、鎘、鉛、氰化物等重金屬：汞、鎘、鉛、氰化物等 有機(jī)：有機(jī)：苯酚、多環(huán)芳烴、有機(jī)農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯苯酚、多環(huán)芳烴、有機(jī)農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯工業(yè)廢水：工業(yè)廢水：面大、量廣，污染物種類多，毒性大，水中不易面大、量廣，污染物種類多，毒性大，水中不易凈化，人工處理困難。凈化，人工處理困難。生活污水：生活污水：N、P、S多，易形成惡臭：多，易形成惡臭：H2S農(nóng)業(yè)退水農(nóng)業(yè)退水: :作物栽培、牲畜飼養(yǎng)、食品加工污水和液態(tài)廢物：作物栽培、牲畜飼養(yǎng)、食品加工污水和液態(tài)廢物：N、P。易形成硝酸、亞硝酸鹽。易形成硝酸、亞硝酸鹽l 固體廢棄物的來源固體廢棄物的來源 :居民生活、商業(yè)活動、市政建設(shè)與維護(hù)、機(jī)關(guān)辦公等產(chǎn)生的固

5、體廢棄物. 2000年垃圾清運(yùn)量超1.4億噸，按8的幅度增長。歷年全國無序堆放的垃圾總量多達(dá)60億噸，占用土地5億平方米農(nóng)業(yè)固體廢棄物農(nóng)業(yè)固體廢棄物: :農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、畜禽飼養(yǎng)、農(nóng)副產(chǎn)品加工、農(nóng)村居民生活產(chǎn)生農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、畜禽飼養(yǎng)、農(nóng)副產(chǎn)品加工、農(nóng)村居民生活產(chǎn)生的固體廢棄物的固體廢棄物 礦業(yè)固體廢棄物礦業(yè)固體廢棄物: :采礦業(yè)的廢石、尾礦、煤矸石；采礦業(yè)的廢石、尾礦、煤矸石；放射性固體廢棄物放射性固體廢棄物: :核工業(yè)及某些醫(yī)療單位的放射性廢料核工業(yè)及某些醫(yī)療單位的放射性廢料 l危害危害: :對大氣、土壤、水體造成嚴(yán)重污染，導(dǎo)致蚊蠅孳對大氣、土壤、水體造成嚴(yán)重污染，導(dǎo)致蚊蠅孳生、細(xì)菌繁殖，使疾病迅速傳

6、播，危害人體健康。生、細(xì)菌繁殖，使疾病迅速傳播，危害人體健康。 放射性物質(zhì)放射性物質(zhì)自身衰變自身衰變射線射線人體組織電離人體組織電離 外外照照射射內(nèi)內(nèi)照照射射人類活動排放的放射性物質(zhì)使人類活動排放的放射性物質(zhì)使 環(huán)境污的放射性水平高于天然本底或超過環(huán)境污的放射性水平高于天然本底或超過 國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。放射性元素的原子核在衰變過程衰變過程放出、射線的現(xiàn)象，俗稱放射性。 ：高強(qiáng)度、大劑量輻射：急性輻射病高強(qiáng)度、大劑量輻射：急性輻射病：小劑量，長時間小劑量，長時間 DNA破壞破壞突變、染色體畸變突變、染色體畸變慢性損傷慢性損傷癌變、遺傳障礙、不孕、死產(chǎn)癌變、遺傳障礙、不孕、死產(chǎn)照射后的慢

7、性損傷會導(dǎo)致人群白血病白血病和各種癌癥的發(fā)病率增加。1986年切爾諾貝利核電站事故，發(fā)生了200多例急性放射病，死亡29人。 電磁能量以波的形式向外發(fā)射的過程電磁能量以波的形式向外發(fā)射的過程對人體的影響：對人體的影響：l心血管疾病、糖尿病、癌突變心血管疾病、糖尿病、癌突變l生殖系統(tǒng)，神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)傷害生殖系統(tǒng)，神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)傷害l孕婦流產(chǎn)、不育、畸胎等病變孕婦流產(chǎn)、不育、畸胎等病變l影響兒童組織發(fā)育、骨骼發(fā)育、視力下降；肝臟造血功影響兒童組織發(fā)育、骨骼發(fā)育、視力下降；肝臟造血功能下降，嚴(yán)能下降，嚴(yán) 重者可導(dǎo)致視網(wǎng)膜脫落。重者可導(dǎo)致視網(wǎng)膜脫落。l男性性功能下降，女性內(nèi)分泌紊亂，月經(jīng)失調(diào)男

8、性性功能下降，女性內(nèi)分泌紊亂，月經(jīng)失調(diào) 感覺公害感覺公害:（dB) 噪聲級：噪聲級： 預(yù)防：減弱噪聲源；吸聲、隔聲、消聲預(yù)防：減弱噪聲源；吸聲、隔聲、消聲 切斷傳播途徑切斷傳播途徑 個人防護(hù)個人防護(hù)污染物的外形、化學(xué)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)形式污染物的外形、化學(xué)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)形式 ：單質(zhì)、化合態(tài)單質(zhì)、化合態(tài)：固體、流體（氣體、液體）、射線固體、流體（氣體、液體）、射線：離子態(tài)、膠體、：離子態(tài)、膠體、 有機(jī)結(jié)合態(tài)、難溶態(tài)有機(jī)結(jié)合態(tài)、難溶態(tài)污污染染物物在在水水生生生生態(tài)態(tài)系系統(tǒng)統(tǒng)中中的的分分布布污污染染物物在在陸陸生生生生態(tài)態(tài)系系統(tǒng)統(tǒng)中中的的分分布布如：大氣污染如：大氣污染SO2土壤污染物土壤污

9、染物 地表：水污染地表：水污染沉降 蒸發(fā)：機(jī)械遷移機(jī)械遷移 物理物理化學(xué)遷移化學(xué)遷移 生物遷移：通過生物的吸收、代謝、生長、生物遷移：通過生物的吸收、代謝、生長、 死亡等過程實現(xiàn)的遷移。死亡等過程實現(xiàn)的遷移。污染物自身的物污染物自身的物化性質(zhì)化性質(zhì) 外部因素外部因素濕度、溫度、陽光濕度、溫度、陽光 紫外線重金屬、低溫3.2 污染物在水體中的轉(zhuǎn)化污染物在水體中的轉(zhuǎn)化1）2）配合作用：水體中）配合作用：水體中 有機(jī)高分子的分解產(chǎn)物有機(jī)高分子的分解產(chǎn)物+重金屬重金屬配合物配合物3）生物降解：微生物使污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化）生物降解：微生物使污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化3.3重金屬重金屬生物富集：食物鏈生物富集：食物鏈人體

10、人體 轉(zhuǎn)化為毒性更大的化合物轉(zhuǎn)化為毒性更大的化合物 有機(jī)農(nóng)藥有機(jī)農(nóng)藥 土壤吸附：凈化土壤吸附：凈化 降解：光化學(xué)降解：紫外線作用（降解：光化學(xué)降解：紫外線作用（DDT等）等） 化學(xué)降解：水解、氧化還原作用等化學(xué)降解：水解、氧化還原作用等 微生物降解：有機(jī)農(nóng)藥微生物降解：有機(jī)農(nóng)藥 CO2、H20 污染物污染物吸收吸收分布分布排泄排泄 生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化生物積蓄生物積蓄直排體外直排體外 生物膜結(jié)構(gòu)（圖）生物膜結(jié)構(gòu)（圖）環(huán)境污染物經(jīng)各種途徑和方式與生環(huán)境污染物經(jīng)各種途徑和方式與生物機(jī)體接觸，被吸收分布、排泄等過程的總稱。物機(jī)體接觸，被吸收分布、排泄等過程的總稱。糖類脂、糖糖類脂、糖蛋白殘基蛋白殘基雙層

11、磷脂分子雙層磷脂分子細(xì)胞纖維狀成細(xì)胞纖維狀成分分：不消耗能量不消耗能量 簡單擴(kuò)散：順濃度梯度簡單擴(kuò)散：順濃度梯度 過濾：分子直徑小于親水膜孔的水溶性物質(zhì)過濾：分子直徑小于親水膜孔的水溶性物質(zhì)：膜上具有載體蛋白，具特異性膜上具有載體蛋白，具特異性：細(xì)胞膜的變形移動，將污染物包起來細(xì)胞膜的變形移動，將污染物包起來細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)動物：動物：呼吸系統(tǒng)呼吸系統(tǒng)氣態(tài)污染物：氣體、蒸汽、氣溶膠氣態(tài)污染物：氣體、蒸汽、氣溶膠 影響因素：濃度差、分壓差，溶液解度，通氣量、血流量及比值影響因素：濃度差、分壓差，溶液解度，通氣量、血流量及比值消化系統(tǒng)消化系統(tǒng)：胃、小腸：胃、小腸 影響因素：胃腸蠕動、污染物的顆粒大小、

12、溶解度等影響因素：胃腸蠕動、污染物的顆粒大小、溶解度等皮膚吸收皮膚吸收 角質(zhì)層角質(zhì)層真皮真皮毛細(xì)血管毛細(xì)血管全身循環(huán)全身循環(huán) 汗腺、皮脂腺、毛囊汗腺、皮脂腺、毛囊 影響因素：氣溫、角質(zhì)層的厚度影響因素：氣溫、角質(zhì)層的厚度 外源化合物進(jìn)入生物機(jī)體后，在酶統(tǒng)的作外源化合物進(jìn)入生物機(jī)體后，在酶統(tǒng)的作 用下的代謝變化過程。用下的代謝變化過程。高度親脂且代謝穩(wěn)定的高度親脂且代謝穩(wěn)定的蓄 積 于 脂 肪 組 織蓄 積 于 脂 肪 組 織第 一 階 段 ： 氧 化 、 還 原 、 水 解第 一 階 段 ： 氧 化 、 還 原 、 水 解第二階段：結(jié)合階段第二階段：結(jié)合階段親脂性親脂性極性的極性的親水性親水性

13、極性極性（相（相I反應(yīng)反應(yīng)）（相（相II反應(yīng)）反應(yīng)） 脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì) 極性化合物極性化合物 外來化合物外來化合物極性基團(tuán)露出極性基團(tuán)露出-OH、-COOH、-NH2氧化、還原、水解氧化、還原、水解 脂肪族羥化：脂肪族羥化： RCH3 RCH2OH芳香族羥化：芳香族羥化： 氧化氧化烯烴類（烯烴類（C=C）環(huán)氧化物（環(huán)氧化物（CC）O非微粒體氧化非微粒體氧化胺氧化：胺氧化：單胺類：單胺類：RCH2NH2+O2+H2ORCHO+NH3+H2O二胺類：二胺類：H2N(CH2)nNH2+O2+H2OH2N(CH2)n-1+ NH3 +H2O醇醛類：醇醛類： CH3CH2OH+NADCH3CHO+N

14、ADH+H+ CH3CHO+NAD+H2OCH3COOH+NADH+H+MAODAO： 偶氮還原：偶氮還原：活化的中間體活化的中間體基團(tuán)基團(tuán)受體受體結(jié)合物結(jié)合物（生物成分生物成分非必需非必需必需的必需的易分解易分解脂溶性高的、脂溶性高的、與蛋白質(zhì)親和與蛋白質(zhì)親和力強(qiáng)的力強(qiáng)的殘留于生物體內(nèi)，殘留于生物體內(nèi)，使?jié)舛壬呤節(jié)舛壬?生物機(jī)體從環(huán)境介質(zhì)中吸收、積累某種元素、難分解的生物機(jī)體從環(huán)境介質(zhì)中吸收、積累某種元素、難分解的化合物，使生物體內(nèi)該物質(zhì)濃度大于環(huán)境中該物化合物，使生物體內(nèi)該物質(zhì)濃度大于環(huán)境中該物 質(zhì)的濃度的質(zhì)的濃度的現(xiàn)象?，F(xiàn)象。某某些些生生物物對對毒毒物物濃濃縮縮情情況況 生物代謝活躍

15、期，通過吸收、吸附、吞食生物代謝活躍期，通過吸收、吸附、吞食等，從環(huán)境中蓄積某些元素或難分解的化合物，等，從環(huán)境中蓄積某些元素或難分解的化合物，隨生長發(fā)育，濃縮系數(shù)增加的現(xiàn)象。隨生長發(fā)育，濃縮系數(shù)增加的現(xiàn)象。 生態(tài)學(xué)科中，某元素或難解化合物在生物生態(tài)學(xué)科中，某元素或難解化合物在生物機(jī)體中的濃度隨營養(yǎng)級的升高而逐步增大的現(xiàn)象。機(jī)體中的濃度隨營養(yǎng)級的升高而逐步增大的現(xiàn)象。反硫化細(xì)菌反硫化細(xì)菌 異養(yǎng)微生物異養(yǎng)微生物半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸丙酸、乳酸、丙酸、乳酸、甲酸等甲酸等2）酸性礦水）酸性礦水3）硝酸和亞硝酸）硝酸和亞硝酸硝酸還原細(xì)菌血紅素血紅素（鈷胺素鈷胺素微生物微生物（B12） CH3Hg+ (CH3)2Hg RCH3RCH3CH3CH3Hg+2H Hg +3CH4 +H+ 2、砷的氧化還原、甲基化、砷的氧化還原、甲基化 1）As5+ As3 + 砷酸鹽砷酸鹽 亞砷酸鹽亞