生态毒理学 (8)
- 格式：ppt
- 大小：937.50 KB
- 文档页数：35
下载文档原格式
合集下载
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
20
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。
21
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。
14
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” 。
15
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
32
(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，
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。
21
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。
14
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” 。
15
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
32
(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，
8-1有机污染的生态毒理学
C. 骨髓毒性和免疫调节效应。 有机氯农药的骨髓毒性作用方式和某些能引起白 血病的苯的衍生物（如酚，儿茶酚，氢醌）的毒 性作用机理类似，并且由于氯原子的引入，提高 了此类化合物的亲脂性，降低了可降解性，因此 这类农药可在骨髓中大量积累，其毒性作用更强。 已经有明确的证据表明某些农药可以对生物体的 免疫系统造成损伤或抑制。实验和临床观察同时 表明农药化合物可以以免疫系统的任何细胞、亚 细胞、分子组分等作为毒性作用的靶部位。
醇、雌酮、己烯雌酚、雌二醇等，被用作药物及
饲料添加剂；还包括来自豆科植物及白菜、芹菜
等植物的植物性激素。
（二）环境激素的迁移转化 环境激素在生态系统中的迁移主要有3条途径
土壤途径 水体途径 通过水生动 植物对土壤 径流、稻田 农药及工业 废水中环境 激素的再富 集转移到鸟 类、鱼类和 人 空气途径
• 目前污染情况比较严重的农药主要涉及有机氯农
药、有机磷农药和除草剂等，近年来在除草剂污 染报道中频率最高的是阿特拉津。
二、毒性作用机理
1.有机氯农药
化学性质稳定，环境残留持久性强，脂溶性高，
易于在有机质含量较高的环境相或生物体内积累
和富集。
对于有些饱和蒸汽压较低、挥发性较强的有机氯
农药，可进行长距离甚至全球范围的传输。
B. 生殖毒性，主要是通过抑制雄性激素与其受体 的结合，从而干扰正常的生殖和发育。 Sinha等人用2.5mg/kg、5.0mg/kg、10.0mg/kg剂 量的硫丹长期给大鼠灌胃，结果表明硫丹对睾 丸的损害是通过改变酶的活性而影响精子发生， 导致睾丸内精子细胞数减少、低精子生成量和 精子畸形。
环境激素代表性物质及其作用
种类
雌激素 天 然 物 质 植物激素 有机氯化物 有机锡化合 物 合 成 物 质 农药 烷基酚乙烯 化合物 烷基酚 酚甲烷化合 物 壬基苯酚乙 烯 壬基苯酚
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 ， ， ， ， 。
生态毒理学报告_7 实验七
实验八 UV-B对小球藻过氧化氢酶（CAT）活性的影响UV-B对小球藻过氧化氢酶（CAT）活性的影响一、实验目的1、掌握酶提取及活性测定的方法。
2、了解UV-B辐射对CAT活性的影响。
二、实验原理过氧化氢酶(CAT)又称为触酶，主要分布在植物细胞的过氧化物酶体、乙醛酸循环体和细胞质中，线粒体内也有少数分布。
CAT作为活性氧自由基的重要清除剂，是清除H2O2的主要酶类，在植物的抗氧化胁迫作用中扮演重要的角色。
UV-B是一种环境污染因子，低强度的UV-B 辐射处理会使小球藻CAT 活性增强，且其活性基本是随着UV-B 辐射时间的延长而增强。
这是因为UV-B胁迫产生了活性氧自由基，抗氧化酶活性升高及时清除体内过剩的自由基，保护细胞膜系统免受伤害，但当胁迫超出了生物体的承受能力后，酶自身也会受到破坏。
本实验的紫外辐射强度为10µW/cm2且处理时间为60分钟，其胁迫超出了生物体的承受能力后，酶自身也会受到破坏。
其原理为UV-B可与CAT的硫基或其他活性基团相互作用，从而改变酶的活性，并产生毒性效应。
过氧化氢在240nm波长下有强烈的吸收能力，过氧化氢酶能分解过氧化氢，使反应溶液吸光度随反应时间而降低。
根据测量吸光率的变化速度即可测出过氧化氢酶的活性。
通过实验组和对照组所测的过氧化氢酶活性大小的比较就可得出高强度的UV-B对过氧化氢酶的活性的影响。
三、实验材料与仪器1.实验材料：小球藻，石英砂，磷酸缓冲液，H2O2。
2.实验仪器：研钵、分光光度计、低温高速离心机、培养箱、UV-B辐射箱、擦镜纸、10mL 离心管，1mL、10μL移液枪等。
四、实验步骤1.小球藻培养：培养液采用f/2营养盐配方,在指数生长期接种。
2.接种密度为5×104个•mL-1，培养温度（20±1）℃。
培养3天后小球藻正处于对数期，且密度为1×105个•mL-1。
3..UV-B辐射处理：设有两组，实验组的辐射强度控制在10µW/cm2，处理时间为60分钟，并设有对照组，正常日光灯管照射。
生态毒理学2011-V
• 多功能氧化酶是毒物代谢的重要酶，可以被诱导，不同物种或个 体的活力有明显差异。
• 毒物的代谢，大多是解毒代谢，但也有一些代谢是增毒的
• 吸持作用sequestration(贮存代谢)即将毒物贮存在惰性组织中， 避免其与靶标结合的解毒途径
• 毒物可以诱导生物产生大量特殊的蛋白质，如金属硫蛋白、应激 蛋白等，它们可以结合毒物分子使之失活，保护生物功能大分子， 或修复受伤害的生物大分子。其量的变化可以作为接触毒物的测 试指标。
• 环球污染主要是指个别地方释放的污染物，通过大气和海 水环流的运输作用，使之趋于全球均匀分布的过程。环球 污染应该引起各国的重视，治理必须形成国际共识。
• 毒物的降解转化遵循一级化学动力学，可以用毒物在特定环境下降解 转化一半所需的时间——半衰期来表示。
• 生物有效性Bioavailability是指环境中的化合物能否被生物吸收的性 能。毒物的有效性主要取决于毒物的物理化学状态，以及生物接触和 吸收的途径。
• 生态毒理学研究的目的是准确评价化合物的环境毒 性和风险，促进政府立法进行环境治理，通过法律 和科学来保护生态环境。
第二章 结 语
• 毒物Toxicants是在低剂量下就会破坏生物有机体结构和功能，甚至 产生致死作用的物质。
• 生态毒物Ecotoxicants是人为释放、在低浓度下即可对生态系统产 生毒害作用的有毒物质。
二、剂量—效应关系
• 毒物的作用剂量与生物毒效反应之间的关系，即为剂量— 效应关系，通常用数学方程（毒力回归线）描述。
• 不同毒物的剂量—效应关系不同。由于有些物质是生物必 需的，有些是不必需的，但所有物质达到足够剂量后，都 可能产生毒害。因此，必需物质在极小剂量和超常剂量下 都有毒效，毒效随剂量的两极化而逐步加重。而非必需物 质在低剂量下是没有毒害的，只有超过一定的阈值，才表 现出毒害，并随着剂量的加大而逐步加重，直至死亡。
• 毒物的代谢，大多是解毒代谢，但也有一些代谢是增毒的
• 吸持作用sequestration(贮存代谢)即将毒物贮存在惰性组织中， 避免其与靶标结合的解毒途径
• 毒物可以诱导生物产生大量特殊的蛋白质，如金属硫蛋白、应激 蛋白等，它们可以结合毒物分子使之失活，保护生物功能大分子， 或修复受伤害的生物大分子。其量的变化可以作为接触毒物的测 试指标。
• 环球污染主要是指个别地方释放的污染物，通过大气和海 水环流的运输作用，使之趋于全球均匀分布的过程。环球 污染应该引起各国的重视，治理必须形成国际共识。
• 毒物的降解转化遵循一级化学动力学，可以用毒物在特定环境下降解 转化一半所需的时间——半衰期来表示。
• 生物有效性Bioavailability是指环境中的化合物能否被生物吸收的性 能。毒物的有效性主要取决于毒物的物理化学状态，以及生物接触和 吸收的途径。
• 生态毒理学研究的目的是准确评价化合物的环境毒 性和风险，促进政府立法进行环境治理，通过法律 和科学来保护生态环境。
第二章 结 语
• 毒物Toxicants是在低剂量下就会破坏生物有机体结构和功能，甚至 产生致死作用的物质。
• 生态毒物Ecotoxicants是人为释放、在低浓度下即可对生态系统产 生毒害作用的有毒物质。
二、剂量—效应关系
• 毒物的作用剂量与生物毒效反应之间的关系，即为剂量— 效应关系，通常用数学方程（毒力回归线）描述。
• 不同毒物的剂量—效应关系不同。由于有些物质是生物必 需的，有些是不必需的，但所有物质达到足够剂量后，都 可能产生毒害。因此，必需物质在极小剂量和超常剂量下 都有毒效，毒效随剂量的两极化而逐步加重。而非必需物 质在低剂量下是没有毒害的，只有超过一定的阈值，才表 现出毒害，并随着剂量的加大而逐步加重，直至死亡。
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。
3
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。
2
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。
生态毒理学2009复习
* 生态毒理学研究需要毒物的多种特性参数，有些很容易测定，但另一些却很难。因此，必须根据易测的特性参数推算难以测定获得的参数
* 化合物的结构特性与其生物活性之间存在的定量关系，被称为定量结构活性关系(QSARs)。因此可以用这种关系，由结构参数来推测活性参数
* QSARs在环境独立学研究中得到广泛应用，尤其在预测水生生态中毒物的分布、生物有效浓度和毒效方面非常有效，而且对那些很少进行生物降解的亲脂性化合物，非常成功。
* 两相分配——Freundlich方程
CA=KCB1/n logCA=logk+1/nlogCB
K是分配系数，n是非线性常数，CA和CB分别为物质在A相和B相中的浓度。
部分情况下或大部分化合物在低浓度下n=1, 即：CA=KCB K=CA/CB
分配系数可以通过实验获得，关键是达到平衡，化合物稳定，无吸收现象。
* 半衰期Half-life
半衰期是化合物降解转化一半所需要的时间t1/2
由于：ln(C0/Ct)=kt，所以：t=ln(C0/Ct)/k
故： t1/2 =ln(2/1)/k= ln2/k=常数
在特定环境的特定降解过程中，不同化合物具有其固定的半衰期。但环境中实测数据常变异较大，主要因为受环境酸度、温度、有效的水和氧、以及其他一些因子变异的影响。
四、生物有效性Bioavailability
* 是指环境中的化合物能否被生物吸收的性能。
* 分布进入环境相的化合物都可以被环境相中的生物接触，但只有部分化合物被生物吸收。
* 在生态毒理学研究中，必须考虑毒物的生物有效性，因为这样才能获得进入靶标位点的浓度，而不是进入环境相中的浓度。
五、定量结构活性关系Quantitative Structure Activity Relationships (QSARs)
* 化合物的结构特性与其生物活性之间存在的定量关系，被称为定量结构活性关系(QSARs)。因此可以用这种关系，由结构参数来推测活性参数
* QSARs在环境独立学研究中得到广泛应用，尤其在预测水生生态中毒物的分布、生物有效浓度和毒效方面非常有效，而且对那些很少进行生物降解的亲脂性化合物，非常成功。
* 两相分配——Freundlich方程
CA=KCB1/n logCA=logk+1/nlogCB
K是分配系数，n是非线性常数，CA和CB分别为物质在A相和B相中的浓度。
部分情况下或大部分化合物在低浓度下n=1, 即：CA=KCB K=CA/CB
分配系数可以通过实验获得，关键是达到平衡，化合物稳定，无吸收现象。
* 半衰期Half-life
半衰期是化合物降解转化一半所需要的时间t1/2
由于：ln(C0/Ct)=kt，所以：t=ln(C0/Ct)/k
故： t1/2 =ln(2/1)/k= ln2/k=常数
在特定环境的特定降解过程中，不同化合物具有其固定的半衰期。但环境中实测数据常变异较大，主要因为受环境酸度、温度、有效的水和氧、以及其他一些因子变异的影响。
四、生物有效性Bioavailability
* 是指环境中的化合物能否被生物吸收的性能。
* 分布进入环境相的化合物都可以被环境相中的生物接触，但只有部分化合物被生物吸收。
* 在生态毒理学研究中，必须考虑毒物的生物有效性，因为这样才能获得进入靶标位点的浓度，而不是进入环境相中的浓度。
五、定量结构活性关系Quantitative Structure Activity Relationships (QSARs)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
使用微宇宙有关的局限性
a) 微宇宙不能正常容纳大型生物，例如鱼和动物，至 少是成体形式；
b) 有限的机体系统容易被化学暴露扭曲变形； c) 如果采用破坏性采样，小型微宇宙意味着在一时间 过程中只能采集有限数目样品；
d) 对绝大多数微宇宙设计，不会出现重新集群现象。
e) 通常较短的实验时间意味着检测不到恢复。 (2) 整体系统的处理情况 某些样例(参见表格)
生态毒理学 (8)
中宇宙(隔室)研究的优势与局限
优势
局限
测试系统包括一个能运行的生态系统 系统可维持一定时间
鉴于实际原因(体形大小)，很少能包括大 型生物群落，尤其是捕食者
必须考虑尺度因子和边界效应
系统内的条件可以在加入目标化学物前后 围栏体系建立和维护费用昂贵 进行监测
在合适的统计设计中建立重复和未处理控 制 生态系统成份可以控制(隔离，去除，或 增加)，以便检测有关污染物效应的假设
通过地底或浸入池塘控制温度 从未受污染的自然池塘获取沉积物，每个槽中加入5cm厚沉积物 从健康和具有生态功能的池塘中获取；在整个试验期内，每个槽中水体积变化小于 10%，加入小于10%，需补充同样水源的新鲜水；若多于10%，则需排出 整个试验期内记录天气变化或从气象站获得试验场的气象资料，如气温、太阳辐射、风 速、风向、温度、蒸发量等
根据试验季节进行同步温度控制 根据试验区域的季节控制光照 根据试验区域的历史资料，用试验用水或过滤收集雨水 浇水 多种多样
涉及整体系统处理的生态毒理研究样例
系统类型
溪水 湖泊
湖泊
处理，物质
硫酸 磷和氮，单独或组合
持续时间
一年或更少
加硫酸至目标pH，后停止，
观察恢复
几年
湖泊 森林集水区
加入放射标记Cd，有关的 几年 围栏和室内研究
烧杯水生微宇宙试验设计条件
1 试验生物的类型和数量
2 试验设计 试验容器类型和大小 基质 试验浓度组数 试验重复组数 试验期 3 物理化学参数 温度 光照周期 4 测试终点
2种单细胞绿藻或硅藻 1种丝状绿藻 1种固氮型蓝绿藻(细菌) 1种牧食性大型无脊椎动物 1种底栖碎食性无脊椎动物 一些细菌和原生动物
径流化学，部份土壤化学
土壤化学，真菌，树木、 地衣状态的各种生理指示 物，地衣形貌，羽状地衣 和地衣群落结构
在距离来源不同距离和时 间上监测植物群落多样性、 群落系数、相似百分数、 对早期连续群落的效应
生态毒理评价中生态适当性、实验控 制和可重复性的关系
实验控制和重复
高 单物种检测 微观实验microcosms 中等实验mesocosms 生态系统处理/操作
利用中宇宙/微宇宙进行生态毒理研究样例
系统类型
沉积物/水，与仅有 水对比 静态实验室方法
围栏
农场池塘
人工池塘
近岸海 牧场草地围栏
有机物/群落
物质
检测持续时间
终点
11种水溶性中性亲脂
蚊
化合物
24小时
毒性和累积
实验室饲养的自然浮
游植物聚集体
Zn
2小时
藻类种群密度随时间 变化，多样性指数， 计算公平性和丰度
1L广口瓶 50mL自然生态系统浸出液、50mL砂性沉积物的洗出液和900mLTaub82 号基质 4个 5个 12~18周(毒物加入前稳定6周，试验期6~12周)
20ºC 12h光照/12h黑暗 氧浓度、藻密度、微生物活性、呼吸活力、生物量、原生动物种群
评价农药对非靶生物影响的室外水生微宇宙设计条件
陆地土壤核心微宇宙试验设计条件
1 试验生物 2 试验设计 微宇宙大小和类型
土壤 重复组数 浓度组数 淋洗 试验期 3 物理化学参数 温度 光照 浇水
4 测定地点
多样化，根据土壤核心采集场所不同而不同
60cm深、17cm直径的高密度塑料管，一端覆盖玻璃布， 内部为土壤核心 20cm深的表层土壤 6~8个 3个 加入受试物前，每周1次，加入受试物后每2周1~2次 12周以上
低 低
常规生物监测 生态适应性
“天然”实验 高
群落水平评价使用的因果关系基准
➢ 相关性的强度strength of association ➢ 相关性的一致性consistency of association ➢ 特异性specificity ➢ 暂时性temporality ➢ 合理性plausibility ➢ 一致性coherence ➢ 类推性analogy ➢ 生态梯度ecological gradient ➢ 实验法experimentation
1 试验生物
2 试验生物量 3 试验设计 试验容器类型和大小 受试物质加入 采样 4 物理化学参数 温度 沉积物 水 天气
鱼类 浮游植物 浮游动物 水生昆虫 底栖大型无脊椎动物 细菌 鱼类的生物量< 2g/m3
面积至少为5m2，深度至少1.25m的槽，材料为玻璃纤维或不锈钢 在6~8周后加入受试物质储备液 在2周后采样，在受试物质加入后采样持续2~3月；采样频率根据受试物质性质和研究目 的而定
水化学包括杀虫剂， 初级生产量，大型植 物，浮游动物密度和 物种组成，各营养层 次群落结构
底栖无脊椎动物和鱼 化学分散，和非分散Biblioteka 类石油1－2周
毒性和累积
小型动物群落
抗胆碱酯酶杀虫剂 2－30天
生殖行为
微宇宙(隔室)研究的优势与局限
微宇宙相对于中宇宙的优势
a) 微宇宙环境比中宇宙能更快地运转； b) 更方便重复，耗费更低； c) 比室内实验能涉及更广泛的生态问题； d) 为宇宙实验允许使用放射性示踪，而在野外围栏是 不现实的或非法的。
天然聚集体
营养物
3年
水中叶绿素a， 磷浓 度，溶解性反应性磷 浓度，沉积物氧化还 原电位，藻类生物量， 浮游动物放牧速率
自然聚集体
现存的群落加繁殖用 鱼类
烈性杀虫剂硫丹
各种杀虫剂，单独或 组合，部份要求用于 登记
25周
通常至少一季度，夏 季每两周给剂量
水化学包括杀虫剂， 浮游动物，大型无脊 椎动物，水中悬垂生 物，大型植物，鱼
酸化逆转性
5年
枫糖和松树森林植被
硫酸和或硝酸沉降处理，
有或无土壤肥料改善
2－5 年
橡松树森林
慢性 辐射
15 年
终点
无脊椎动物漂移
水化学，初级生产，不同 营养层次的群落结构
主要化学参数，形态变化， 所有营养水平的群落指数
添加的Cd的地球化学，水 化学，浮游动物，大型无 脊椎动物群落结构，在平 行的实验室实验测得的Cd 的食物链效应
与围栏效应的改变随时间出现
即使在时间为零时，系统在重复实验中仍 可出现变化，而且重复实验随时间出现分歧
环境条件和暴露比室内研究更有现实性
可以同时研究化学物对多物种具有不同灵 敏度的效应
尽管可以监测，但实验条件难以控制。未 预料的事件，例如异物引入某一重复实验将 摧毁全部实验
可以调查生态系统水平效应和物种间相互 作用
a) 微宇宙不能正常容纳大型生物，例如鱼和动物，至 少是成体形式；
b) 有限的机体系统容易被化学暴露扭曲变形； c) 如果采用破坏性采样，小型微宇宙意味着在一时间 过程中只能采集有限数目样品；
d) 对绝大多数微宇宙设计，不会出现重新集群现象。
e) 通常较短的实验时间意味着检测不到恢复。 (2) 整体系统的处理情况 某些样例(参见表格)
生态毒理学 (8)
中宇宙(隔室)研究的优势与局限
优势
局限
测试系统包括一个能运行的生态系统 系统可维持一定时间
鉴于实际原因(体形大小)，很少能包括大 型生物群落，尤其是捕食者
必须考虑尺度因子和边界效应
系统内的条件可以在加入目标化学物前后 围栏体系建立和维护费用昂贵 进行监测
在合适的统计设计中建立重复和未处理控 制 生态系统成份可以控制(隔离，去除，或 增加)，以便检测有关污染物效应的假设
通过地底或浸入池塘控制温度 从未受污染的自然池塘获取沉积物，每个槽中加入5cm厚沉积物 从健康和具有生态功能的池塘中获取；在整个试验期内，每个槽中水体积变化小于 10%，加入小于10%，需补充同样水源的新鲜水；若多于10%，则需排出 整个试验期内记录天气变化或从气象站获得试验场的气象资料，如气温、太阳辐射、风 速、风向、温度、蒸发量等
根据试验季节进行同步温度控制 根据试验区域的季节控制光照 根据试验区域的历史资料，用试验用水或过滤收集雨水 浇水 多种多样
涉及整体系统处理的生态毒理研究样例
系统类型
溪水 湖泊
湖泊
处理，物质
硫酸 磷和氮，单独或组合
持续时间
一年或更少
加硫酸至目标pH，后停止，
观察恢复
几年
湖泊 森林集水区
加入放射标记Cd，有关的 几年 围栏和室内研究
烧杯水生微宇宙试验设计条件
1 试验生物的类型和数量
2 试验设计 试验容器类型和大小 基质 试验浓度组数 试验重复组数 试验期 3 物理化学参数 温度 光照周期 4 测试终点
2种单细胞绿藻或硅藻 1种丝状绿藻 1种固氮型蓝绿藻(细菌) 1种牧食性大型无脊椎动物 1种底栖碎食性无脊椎动物 一些细菌和原生动物
径流化学，部份土壤化学
土壤化学，真菌，树木、 地衣状态的各种生理指示 物，地衣形貌，羽状地衣 和地衣群落结构
在距离来源不同距离和时 间上监测植物群落多样性、 群落系数、相似百分数、 对早期连续群落的效应
生态毒理评价中生态适当性、实验控 制和可重复性的关系
实验控制和重复
高 单物种检测 微观实验microcosms 中等实验mesocosms 生态系统处理/操作
利用中宇宙/微宇宙进行生态毒理研究样例
系统类型
沉积物/水，与仅有 水对比 静态实验室方法
围栏
农场池塘
人工池塘
近岸海 牧场草地围栏
有机物/群落
物质
检测持续时间
终点
11种水溶性中性亲脂
蚊
化合物
24小时
毒性和累积
实验室饲养的自然浮
游植物聚集体
Zn
2小时
藻类种群密度随时间 变化，多样性指数， 计算公平性和丰度
1L广口瓶 50mL自然生态系统浸出液、50mL砂性沉积物的洗出液和900mLTaub82 号基质 4个 5个 12~18周(毒物加入前稳定6周，试验期6~12周)
20ºC 12h光照/12h黑暗 氧浓度、藻密度、微生物活性、呼吸活力、生物量、原生动物种群
评价农药对非靶生物影响的室外水生微宇宙设计条件
陆地土壤核心微宇宙试验设计条件
1 试验生物 2 试验设计 微宇宙大小和类型
土壤 重复组数 浓度组数 淋洗 试验期 3 物理化学参数 温度 光照 浇水
4 测定地点
多样化，根据土壤核心采集场所不同而不同
60cm深、17cm直径的高密度塑料管，一端覆盖玻璃布， 内部为土壤核心 20cm深的表层土壤 6~8个 3个 加入受试物前，每周1次，加入受试物后每2周1~2次 12周以上
低 低
常规生物监测 生态适应性
“天然”实验 高
群落水平评价使用的因果关系基准
➢ 相关性的强度strength of association ➢ 相关性的一致性consistency of association ➢ 特异性specificity ➢ 暂时性temporality ➢ 合理性plausibility ➢ 一致性coherence ➢ 类推性analogy ➢ 生态梯度ecological gradient ➢ 实验法experimentation
1 试验生物
2 试验生物量 3 试验设计 试验容器类型和大小 受试物质加入 采样 4 物理化学参数 温度 沉积物 水 天气
鱼类 浮游植物 浮游动物 水生昆虫 底栖大型无脊椎动物 细菌 鱼类的生物量< 2g/m3
面积至少为5m2，深度至少1.25m的槽，材料为玻璃纤维或不锈钢 在6~8周后加入受试物质储备液 在2周后采样，在受试物质加入后采样持续2~3月；采样频率根据受试物质性质和研究目 的而定
水化学包括杀虫剂， 初级生产量，大型植 物，浮游动物密度和 物种组成，各营养层 次群落结构
底栖无脊椎动物和鱼 化学分散，和非分散Biblioteka 类石油1－2周
毒性和累积
小型动物群落
抗胆碱酯酶杀虫剂 2－30天
生殖行为
微宇宙(隔室)研究的优势与局限
微宇宙相对于中宇宙的优势
a) 微宇宙环境比中宇宙能更快地运转； b) 更方便重复，耗费更低； c) 比室内实验能涉及更广泛的生态问题； d) 为宇宙实验允许使用放射性示踪，而在野外围栏是 不现实的或非法的。
天然聚集体
营养物
3年
水中叶绿素a， 磷浓 度，溶解性反应性磷 浓度，沉积物氧化还 原电位，藻类生物量， 浮游动物放牧速率
自然聚集体
现存的群落加繁殖用 鱼类
烈性杀虫剂硫丹
各种杀虫剂，单独或 组合，部份要求用于 登记
25周
通常至少一季度，夏 季每两周给剂量
水化学包括杀虫剂， 浮游动物，大型无脊 椎动物，水中悬垂生 物，大型植物，鱼
酸化逆转性
5年
枫糖和松树森林植被
硫酸和或硝酸沉降处理，
有或无土壤肥料改善
2－5 年
橡松树森林
慢性 辐射
15 年
终点
无脊椎动物漂移
水化学，初级生产，不同 营养层次的群落结构
主要化学参数，形态变化， 所有营养水平的群落指数
添加的Cd的地球化学，水 化学，浮游动物，大型无 脊椎动物群落结构，在平 行的实验室实验测得的Cd 的食物链效应
与围栏效应的改变随时间出现
即使在时间为零时，系统在重复实验中仍 可出现变化，而且重复实验随时间出现分歧
环境条件和暴露比室内研究更有现实性
可以同时研究化学物对多物种具有不同灵 敏度的效应
尽管可以监测，但实验条件难以控制。未 预料的事件，例如异物引入某一重复实验将 摧毁全部实验
可以调查生态系统水平效应和物种间相互 作用