环境生物学 05 环境污染生物净化的原理
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环境生态学的进展与展望
摘要:通过简述环境问题的产生与发展,提出了“可持续发展”战略。而环境问题和生态问题制约着社会的可持续发展,因此为了解决生态问题,保证社会的可持续发展,人们对环境生态学的研究越来越重视,对它的发展趋势越来越关注。本文对现阶段环境生态学研究领域进行了综合分析和论述,总结了现在环境生态学的研究进展,并展望了未来环境生态学研究方向。
关键词:环境问题 环境生态学 可持续发展 生物监测 生物净化 保护生态学
环境是以人类为主体的外部世界,是人类赖以生存和发展的基本条件和物质基础[1]。人类是环境发展到一定阶段的产物,同时又是环境的改造者。人口的增加使得人类的生活活动对环境的影响越来越大,科技的发展使得人类的生产活动对环境的影响越来越大,继而人类与环境的关系发生了巨大的变化,从依赖环境到利用环境,再到改造环境,由人类活动造成的环境问题也越来越明显和突出。环境问题分一般可以分为两大类,一类是由人类向自然环境过度排放而引起的环境污染,如气候变暖、臭氧层破坏、酸雨、有毒物质污染等,另一类是因人类对自然资源过度索取而引起的生态破坏,如植被破坏、水土流失、土壤沙漠化、资源缺乏等。
一、 环境问题的产生与发展
人类社会处于农业文明阶段时,人类采取刀耕火种的耕作方式,对环境的影响是局部的暂时的,并没有影响到自然生态系统的恢复能力和正常功能,因此造成的环境问题不严重,没有危害到人类和生物的生存和发展。
人类社会处于工业文明阶段时,科技的发展改变了人类的生产力和生产方式,对环境的影响大大增强。例如18世纪后半叶开始,第一次产业革命发生,人类进入了蒸汽机时代,在工业生产过程中向环境排放污水、废气、废渣,这个时期环境问题主要表现是环境污染,但当时的环境污染还没有引起大多数人的高度注意和重视。19世纪30年代以后,第二次产业革命发生,人类进入了电气时代,这个时期环境问题主要表现是生态破坏,原因是大规模的开发严重破坏了生态系统乃至生物圈的结构和功能,降低了其自净能力和恢复能力。此外与大工业相伴而来的都市化、工业化、城市化引发了许多环境问题,使人类的生存环境进一步恶化。从20世纪30年代的比利时马斯河谷事件开始,震惊世界的环境八害事件相继发生,人类安全受到了威胁,经济发展受到了影响。
-简 2013年8月
“环境生物学"创新性课程体系建设探索
赵晓祥杨再福宋新山
(东华大学 环境科学与工程学院,上海 201620)
[摘要]环境生物学是环境科学专业的一门核心基础课,加强环境生物学创新性课程体系建设,对学生的创新性综合能力的 培养尤为重要。在环境生物学课程建设过程中,增加环境微生物的基础教学,既能培养学生的创新性综合实验能力,发挥学生的自 主学习主动性,又能加强师生间的交流和讨论。选择适合的考核方式,也有利于创新性课程体系建设。 [关键词]环境生物学课程体系建设创新性 [中图分类号]G642.3 [文献标识码]A [文章编号]2095—3437(2013)15—0041—03
随着对生物学研究的不断深入,现在人们对环境生
物的发展和应用越来越关注。环境生物学是一门重要的
专业基础学科,它是环境科学的一个分支学科,_1_它主要
探讨在人类干扰和影响条件下生物与其所在环境之间
的关系,环境生物学为认识全球变化、生物多样性的保
护、人体健康、地球生物圈的可持续发展提供科学理论
指导。环境生物学的演化、形成以及发展与世界环境问
题的产生和研究密切相关。闭环境生物学课程内容与人
们所关注的生命质量与环境质量之间的内在关系及污
染治理密切相关,而且所涉及的问题都是一些具体而现
实的问题,如环境污染对生态系统及人体健康的损害、
持久性有毒污染物对生物的“三致”作用等。[31
环境生物学是环境生物技术、环境科学、环境工程
等本科生的必修专业基础课程。学生能否掌握该课程的
基本理论与方法对学生后续专业课程以及毕业课题等
方面有着举足轻重的作用,它是学习、工作和科研的基
础,因此受到历届学生的普遍重视。然而,该学科涉及
知识面较广,需要有广泛的自然科学根基。同时,随着生
命科学的飞速发展,环境生物学的理论知识、研究方法、
技术手段不断推陈出新,日益呈现出高度综合化的发展
趋势。所以,怎样在新进展与经典原理方法间进行选择、
环境生物学教学大纲
学生通过学习这门课程,掌握环境科学的基本知识,全球环境问题及其对策与生物学效应(酸雨、温室效应、臭氧层破坏、厄尔尼若现象、基因污染和生物污染、生物多样性丧失等),掌握环境污染的生物学效应及生物净化等科学知识。共40课时,课时安排如下:
绪论(2个课时)
第一节 环境科学概述
一、环境科学与环境问题
二、环境科学的发展历史
第二节 环境生物学概述
一、环境生物学定义
二、环境生物学的形成与发展
三、环境生物学的研究对象与任务
四、环境生物学的研究方法
五、环境生物学的发展趋势
六、环境生物学与相关学科的关系
第一篇 环境污染的生物效应
第一章 环境污染物在生态系统中的行为(4个课时)
第一节 环境污染概述
一、环境污染
二、污染源
三、污染物
四、优先污染物
第二节 污染物在环境中的迁移与转
一、污染物在环境中的迁移
二、污染物的形态和分布
三、污染物在环境中的转化
四、污染物的生物地球化学循环
第三节 污染物在生物体内的生物转运和生物转化
一、生物转运
二、污染物在体内的生物转化
第四节 环境污染物在生物体内的浓缩、积累与放大
一、生物浓缩
二、生物积累
三、生物放大
四、生物浓缩系数
五、生物浓缩机理和浓缩模型
第五节 生物对污染物在环境中行为的影响
一、生物引起的环境污染
二、金属的生物转化
第二章 污染物对生物的影响(4个课时)
第一节 污染物在生物化学和分子水平上的影响
一、对生物机体酶的影响 二、对生物大分子的影响
第二节 污染物在细胞和器官水平上的影响
一、对细胞的影响
二、对组织器官的影响
第三节 污染物在个体水平上的影响
一、死亡
二、对行为的影响
三、对繁殖的影响
四、对生长和发育的影响
第四节 污染物在种群和群落水平的影响
一、对生物种群的影响
环境生物学:研究生物与受人类干扰的环境之间相互作用规律及其机理的科学,是环境科学的一个分支学科。
对象---生物与受人类干扰的环境之间相互关系,目的---为人类维护生态健康,保护和改善环境,为合理利用自然和自然资源提供科学基础,促进环境和生物的相互关系以有利于人类的生存和社会的可持续发展。方法---①野外调查和试验 ②实验室试验③模拟研究。
环境污染:有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统的结构和功能发生改变,对人类以及其它生物的生存和发展产生不利影响的现象。
优先控制污染物:由于有毒物质品种繁多,不可能对每一种污染物都制定控制标准,因而提出的在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制的对象。
污染物迁移:污染物在环境中发生的空间位置的移动及其引起的富集、分散、消失的过程。
污染物在环境中的迁移方式机械迁移(水、气、重力);物理化学迁移(最重要的形式);生物迁移(吸收、代谢、生长、死亡等)。
污染物形态:环境中污染物的外部形状、化学组成和内部结构的表现形式。
污染物转化:污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变形态或转变为另一种物质的过程。
转化形式有物理、化学、生物转化。
在大气中,以光化学氧化、催化氧化反应为主;在水体中,氧化还原作用,配合作用,生物降解作用;在土壤中,生物降解为主。 氧垂曲线:在河流受到大量有机污染时,由于有机物这种氧化分解作用,水体溶解氧发生变化,随着污染源到河流下游一定距离内,再到原来的溶解氧水平,可绘制成一条溶解氧下降的曲线 (清洁区,分解区,腐败区,恢复区,清洁区)。
生物转运:环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。
方式:被动转运(简单扩散和滤过)生物膜不起主动作用,不消耗细胞的代谢能量;特殊转运(主动运输和易化扩散)具有特定结构的环境污染物和生物膜中蛋白质构成的载体形成可逆性复合物进行转运,生物膜又主动选择性;胞饮作用(吞噬作用和胞饮作用)生物膜变形。