环境生物学 03 污染物的生物效应检测PPT幻灯片

环境污染生物效应

❖ 转化的定义
指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成另一种物质的过程。
❖ 转化的形式
物理转化：化学转化：各种化学反应生物转化
❖ 转化的结果：
两种可能：污染物转化为无毒物质或易降解结构污染物的毒性增强或转化为难降解结构
按污染产生的原因
交通污染
生活污染
环境污染生物效应
环境效应——环境污染所导致的环境变化
– 环境污染不仅具体的指有害物质或因子进入环境系统，导致其结构和功能不利于人类及生物正常生存和发展的变化，而且也包含各种变化所衍生的环境效应。
环境效应按环境变化的性质可以分为：
❖ 环境生物效应：指各种环境因素变化而导致生态系统变异的结果。
– 进入环境的污染物可以在各个环境要素（水、气、土）中发生迁移并输送到很远的距离。污染物的长距离传送，往往由局部性污染引发区域性污染甚至全球性污染，这也是环境污染成为当代主要环境问题的原因之一。
环境污染生物效应
污染物在环境中的迁移方式
❖ 机械迁移
（1）水的机械迁移作用（2）气的机械迁移作用（3）重力的机械迁移作用
• 难溶态
环境污染生物效应
污染物的分布
❖ 污染物的分布
定义：指污染物在环境多组分间分布，不仅指在环境空间的浓度分布，而且还指污染物不同形态、不同相态之间的分配。
例：汞形态的分布。不同生命体对污染物敏感度不同；生命体不同部位对污染物富集能力不同，污染物浓度不同。
环境污染生物效应
1.2.3 污染物在环境中的转化（Transformation of Pollutant）
• 定义：指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。
• 污染物的存在形态包括：

污染物的生物效应检测

LD50/LC50常用于表示急性毒性的大小。数值越小，表示外源化学物的毒性越强；反之，数值越大，则毒性越低。
D. 效应与反应
• 效应（effect）:是量效应，表示接触一定剂量的环境污染物后，引起的机体个体发生的生物学变化，多用计量单位表示。
• 反应（response）:是质效应，指接触某一化学物的群体中出现某种效应的个体在群体中所占比率。一般以百分率或比值表示，如发病率、死亡率、肿瘤发生率等。
2、受试生物的选择（P97） • 有代表性、对毒物具有敏感性、试验的可行性。
3、生物测试的标准化
• 生物测试的影响因素：
受试生物、试验条件和不同的实验室
• 为便于比较和分析测试结果，必须把测试方法标准化。应具有精确性、重复性、可操作性和可比性。
• 【测试条件、生物规格、操作程序方法等规定】
危害性(Hazard)：指定性表示外源化学物对人群健康引起的有害作用。
安全性(Safety)：是指无危险或危险度，可为社会接受(即危险度可忽略)，即笼统地指在通常条件下接触化学物对人体和人群健康不会引起有害作用。
F、安全限值
► 安全限值即卫生标准：是指为保护人群健康，对生活和生产环境和各种介质(空气、水、食物、土壤等)中与人群身体健康有关的各种因素(物理、化学和生物)所规定的接触浓度和接触时间的限制性量值，在低于此种浓度和时间内，根据现有的知识，不会观察到任何直接和或间接的有害作用。也就是说，在低于此种浓度和时间内，对个体或群体健康的危险度是可忽略的。
5、与生物大分子（蛋白质、核酸、脂质）结合。毒物与生物大分子相互作用主要方式有两种，一种是可逆的，一种是不可逆的。如底物与酶的作用是可逆的，共价结合形成的加成物是不可逆的。

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环境监测技术
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材料科学与化学工程学院
半数忍受限度（TLm），即半数存活浓度。求TLm值的简便方法是将试验鱼存活半数以上和半数以下的数据与相应试验液毒物（或污水）浓度绘于半对数坐标纸上（对数坐标表示毒物浓度，算术坐标表示存活率），用直线内插法求出。
毒物浓度 / Байду номын сангаасmg·L-1)
10.0 7.5 5.6 4.2 3.2 2.4 对照组
硅藻指数0～50为多污带；硅藻指数50～100为 α-中污带；硅藻指数100～150为β-中污带；硅藻指数150～200为轻污带。
2019/12/8
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（二）污水生物系统法
材料科学与化学工程学院
将受有机物污染的河流按照污染程度和自净过程，自上游向下游划分为四个相互连续的河段，即多污带段、α-中污带段、β-中污带段和寡污带段，每个带都有自己的物理、化学和生物学特征。根据这些特征进行判断。
试验溶液的温度要适宜，对冷水鱼为12～28℃，对温水鱼为20～28℃。同一试验中，温度变化为 ±2℃。
试验溶液中不能含大量耗氧物质，要保证有足够的溶解氧，对于冷水鱼不少于5mg/L，对于温水鱼不少于4mg/L。
试验溶液的pH值通常控制在6.7～8.5之间。配制试验溶液和驯养鱼用水应是未受污染的河水
对水环境进行生物监测的主要目的: 了解污染对水生生物的危害状况，判别和测定水体污染的类型和程度，为制定控制污染措施，使水环境生态系统保持平衡提供依据。
2019/12/8
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采样断面和采样点的布设原则
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断面要有代表性尽可能与化学监测断面相一致考虑水环境的整体性、监测工作连续性和经济性

第03章污染物的生物效应检测1

生物测试意义和价值：
① ② ③ ④ ⑤ 监测环境质量的变化；确定单一污染物的安全浓度；研究多种污染物的联合作用的生物效应；制定排污标准和环境质量标准污染物的生态风险评价（Ecological Risk Assessment）等。
二、生物测试的方式
生物测试的分类受试生物的选择
生物测试的分类1
生物测试标准方法
美国试验和材料学会（American Society for Testing and Materials, ASTM
Standard Guide for Performance of Lifetime Bioassay for the Tumorigenic Potential of Implant Materials Standard Guide for Conducting In-situ Field Bioassays With Caged Bivalvesr Standard Test Method for Obtaining a Pharmacological Profile with Mice, etc.
全活全死剂量之间按等对数间距设57个剂量组1对照组每组1020尾鱼染毒4896hrs定期观察24hrs记录中毒反应及死亡时间死亡鱼立即取出剖检计算各时间组ld50或lc50急性毒性分级标准评定其毒性大小预试验水蚤类急性毒性试验世代周期短实验室易培养装置简单省人力大型水蚤daphniamagnastraus是水蚤属中个体最大的种类系水蚤类毒性试验的标准生物试验用水蚤一般为孤雌生殖新生蚤24h
根据生物测试所经历的时间长短可以分为短期测试方式中期测试方式长期测试方式根据试验溶液或试验气体的给予方式分为静止式生物测试流动式生物测试

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环境生物学主编孔繁翔课件罗玲玲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（一）污染物透过细胞膜的方式1被动转运：简单扩散滤过2特殊转运：主动转运易化扩散3胞饮作用：（二）污染物的吸收动物：呼吸系统消化管皮肤植物：根系叶片上的气孔表皮渗透经呼吸道吸收特点：1. 吸收迅速：肺泡表面积大(50~100m2)肺泡壁薄(1~4μm)肺泡间有丰富的毛细血管2. 不经肝转化、解毒，直接进入体循环。

3. 凡呈气体、蒸汽、气溶胶形态的毒物都经呼吸道进入。

4. 脂溶性气体或能与血液成分结合的气体吸收更多更快。

经消化道吸收特点：1. 水和食物中的有害物质经消化道吸收;2. 主要吸收部位为小肠，因为吸收面积大;3. 不同pH物质在消化道吸收不同部位吸收程度不同；4. 某些化学物进入消化道后形成新的化学物质，改变其毒性。

经皮肤吸收两条途径1污染物－角质层－透明层－颗粒层－生发层和基膜－真皮－毛细血管－血液2通过汗腺、皮脂腺和毛囊等皮肤附属器，绕过表皮屏障随意直接进入真皮－毛细血管－血液污染物经皮吸收的两个不同阶段第一阶段－－穿透相，污染物透过表皮进真皮。

脂溶性污染物简单扩散，脂溶性越大穿透力越强；非脂溶性污染物滤过（少数）第二阶段－－吸收相，污染物由真皮进入乳头层毛细血管。

扩散速度取决污染物本身的水溶性。

经皮吸收的污染物必须具有脂溶性、水溶性，油/ 水分配系数接近1的污染物最易经皮吸收。

经皮肤吸收特点：1. 经皮吸收途径：①表皮②毛囊、汗腺、皮脂腺；2. 既有脂溶性又有水溶性的物质易通过皮肤吸收：有机磷农药、汞、砷；3. 皮肤被破损时，易从皮肤吸收；4. 吸收的毒物不经肝解毒，直接进入体循环。

影响因素：污染物的脂溶性和水溶性污染物的浓度接触面积和时间环境温、湿度及皮肤的完整性（三）污染物的体内分布污染物血浆蛋白结合器官组织分布特点：1. 分布不均匀，某种毒物对某些组织器官有选择性的亲和力。

2. 重新分布3. 机体屏障作用：血脑屏障胎盘屏障血眼屏障血睾屏障靶器官target organ定义：某种化学物质进入机体后，分布浓度最高、中毒性损害重并引起典型病变的系统、组织或器官。

环境污染生物监测--101(共97张PPT)

பைடு நூலகம்
假设某废水实验结果
每组鱼数（尾）
试验鱼死亡数 24（h） 48（h） 96(h)
10
10
10
10
10
9
9
10
10
7
7
9
10
1
4
4
10
0
1
1
10
0
0
0
—
5.2% 4.7% 4.4%
安全浓度=
安全浓度=
24hL5C00.3 (24hL5C0/48hL5C0)3
48hL5C00.3 (24hL5C0/48hL5C0)2
（三）生物测试法
• 利用生物受到污染物质危害或毒害后所产生的反应或生理机能的变化，来评价水体污染状况，确定毒物安全浓度的方法称为生物测试法。
• 有静水式生物测试和流水式生物测试两种。
按水流方式：静水式和流水式
按测试时间分类：急性试验和慢性试验
按受试活体分类：水生生物和发光细菌等
分类
1、水生生物毒性试验
不限于在采集点采集，而是在拟评价或监测的河段把各种低栖大型无脊椎动物尽量采到。
BI≥20，为清洁水区；
10＜BI＜20，为轻度污染水区； 6＜BI≤10，为中等污染水区； 0＜BI≤6，为严重污染水区。
生物种类多样性指数
该指数的特点是能定量反映群落中生物的种类、数量及种类组成比例变化信息。
① 马格里夫多样性指数计算式为：
细菌较多，每毫升在10万个以上
摄食细菌动物占优势，肉食性动物增加，对溶氧和 pH变化表现出高度适应性，对氨有一定耐性，对硫化氢耐性较弱
出现蓝藻、绿藻、接合藻、硅藻等
仍以微型动物占大多数