生物对污染物吸收和迁移.ppt
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1、关于生物对污染物的吸收和迁移第一张,PPT共五十五页,创作于2022年6月1一、基本概念一、基本概念污染物、毒物与毒性污染物、毒物与毒性剂量剂量 第二张,PPT共五十五页,创作于2022年6月2污染物污染物(pollutant)辞海辞海:进入环境后能直接或间接危害人类的物质,:进入环境后能直接或间接危害人类的物质,如火山灰、二氧化硫、汞等;如火山灰、二氧化硫、汞等;中国大百科全书中国大百科全书环境科学卷环境科学卷:进入环境后使环境的:进入环境后使环境的正常组成发生直接或间接有害于人类的变化的物质。正常组成发生直接或间接有害于人类的变化的物质。进入环境后使环境的正常组成发生直接或间接有害于进入环
2、境后使环境的正常组成发生直接或间接有害于生物生长、发育和繁殖的变化的物质生物生长、发育和繁殖的变化的物质(王焕校等,(王焕校等,2000)。这类物质有自然排放的,也有人类活动产生的。这类物质有自然排放的,也有人类活动产生的。环境科学研究的主要是人类生产和生活排放的污染物。环境科学研究的主要是人类生产和生活排放的污染物。第三张,PPT共五十五页,创作于2022年6月3污染物的性质污染物的性质 一种物质成为污染物,必须在特定的环境一种物质成为污染物,必须在特定的环境中达到一定的数量或浓度,并且持续一中达到一定的数量或浓度,并且持续一定的时间。定的时间。污染物会在环境中发生转化,即具有易变污染物会在
3、环境中发生转化,即具有易变性。性。第四张,PPT共五十五页,创作于2022年6月4优先污染物(优先污染物(Priority pollutant)由于有毒物质品种繁多,不可能对每一种污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,因而提出在众多污染染物都制定控制标准,因而提出在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制对象,称之为优先污染物。制对象,称之为优先污染物。1988年我国初步提出水中优先控制污染物黑年我国初步提出水中优先控制污染物黑名单,共名单,共14类类68种。种。14类分别是:挥发性卤类分别是:挥发性卤代烃、苯系物、氯代苯类、
4、多氯联苯、酚类、代烃、苯系物、氯代苯类、多氯联苯、酚类、硝基苯类、苯胺类、多环芳烃类、酞酸脂类、硝基苯类、苯胺类、多环芳烃类、酞酸脂类、农药、丙烯醛、亚硝胺类、氰化物、重金属农药、丙烯醛、亚硝胺类、氰化物、重金属及其化合物。及其化合物。第五张,PPT共五十五页,创作于2022年6月5第六张,PPT共五十五页,创作于2022年6月6持久性有机污染物持久性有机污染物 持久性有机污染物持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs),指一类具有半挥发性、),指一类具有半挥发性、难降解、高脂溶性等理化性质,可进行远距难降解、高脂溶性等理化性质,可进行远距离甚至全
5、球尺度的迁移扩散,并通过食物链离甚至全球尺度的迁移扩散,并通过食物链在生物体内浓缩积累,对人体和生态在生物体内浓缩积累,对人体和生态 环境环境产生毒性影响的有机污染物。如产生毒性影响的有机污染物。如DDT,PCB等。等。第七张,PPT共五十五页,创作于2022年6月7POPs的主要环境特点的主要环境特点持久性;持久性;生物累积性;生物累积性;长距离运输;长距离运输;生物毒性。生物毒性。第八张,PPT共五十五页,创作于2022年6月8首批列入首批列入关于持久性有机污染物的斯德哥尔关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约摩公约受控名单的受控名单的12种种POPs有意生产有意生产有机氯杀虫剂:滴滴涕、氯
6、丹、灭蚁灵、有机氯杀虫剂:滴滴涕、氯丹、灭蚁灵、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、毒杀酚;艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、毒杀酚;有意生产有意生产工业化学品:六氯苯和多氯联苯;工业化学品:六氯苯和多氯联苯;无意排放无意排放工业生产过程或燃烧生产的副产品:二恶英工业生产过程或燃烧生产的副产品:二恶英(多氯二苯并(多氯二苯并-p-二恶英)、呋喃(多氯二苯并呋喃)二恶英)、呋喃(多氯二苯并呋喃)第九张,PPT共五十五页,创作于2022年6月9环境激素(环境激素(Environmental Endocrine Disruptors,EEDs)环境激素,是指那些由于人类活动而释放到环境激素,是指那些由于人
7、类活动而释放到环境中,且能干扰生物体正常激素功能,引环境中,且能干扰生物体正常激素功能,引起内分泌紊乱,使生殖机能失常的化学物质,起内分泌紊乱,使生殖机能失常的化学物质,也称为也称为“环境荷尔蒙环境荷尔蒙”、“外因性内分泌干外因性内分泌干扰物质扰物质”。环境激素包括二恶英(环境激素包括二恶英(TCDD)、二氯二苯)、二氯二苯氯乙烷(氯乙烷(DDT)、多氯联苯()、多氯联苯(PCBs)、石)、石棉、汞、镉及其化合物、苯乙烯、聚碳酸脂棉、汞、镉及其化合物、苯乙烯、聚碳酸脂塑料等有害物质。塑料等有害物质。第十张,PPT共五十五页,创作于2022年6月10挥发性有机物(挥发性有机物(Volatile
8、Organic Compounds,VOCs)第十一张,PPT共五十五页,创作于2022年6月11一些能污染环境和危害健康的一些能污染环境和危害健康的VOCs第十二张,PPT共五十五页,创作于2022年6月12持久性有毒物持久性有毒物(Persistant Toxicity Substances,PTS)第十三张,PPT共五十五页,创作于2022年6月13毒物(毒物(toxicant)毒物毒物(toxicant)是指对有机体产生有害作用(毒作用)的)是指对有机体产生有害作用(毒作用)的化学物质(化学物质(P198)。)。毒物毒物是指在一定条件下,较小剂量就能对机体产生损害是指在一定条件下,较小
9、剂量就能对机体产生损害作用或使机体出现异常反应的外源化学物(李建政作用或使机体出现异常反应的外源化学物(李建政等,等,2006)。)。能对人畜鱼禽或其他生物体显示体内毒性的那些环境污染能对人畜鱼禽或其他生物体显示体内毒性的那些环境污染物又可称为环境物又可称为环境毒物毒物(何燧源,(何燧源,2002)。环境毒物可分)。环境毒物可分为为化学性的、生物性的和物理性的化学性的、生物性的和物理性的三类。三类。第十四张,PPT共五十五页,创作于2022年6月14毒性(毒性(toxicity)毒性毒性是指一种物质对生物体易感部位产生是指一种物质对生物体易感部位产生有害作用的性质和能力。有害作用的性质和能力。
10、毒性分级毒性分级:在我国,常见的是将毒物分为:在我国,常见的是将毒物分为剧毒、高毒、中等毒、低毒和微毒这五级。剧毒、高毒、中等毒、低毒和微毒这五级。第十五张,PPT共五十五页,创作于2022年6月15二、剂量二、剂量 一般指给予机体的或机体接触的外源化学物数一般指给予机体的或机体接触的外源化学物数量。毒理学常用的剂量概念如下:量。毒理学常用的剂量概念如下:安全浓度安全浓度(safe concentration)最大无作用浓度最大无作用浓度(maximal no effect level)最小有作用浓度最小有作用浓度(minimal effect level)效应浓度效应浓度(effective
11、 concentration)致死浓度致死浓度(lethal concentration)第十六张,PPT共五十五页,创作于2022年6月16概念解释概念解释安全浓度安全浓度(safe concentration):生物与某种污染物长期):生物与某种污染物长期接触,仍未发现受害症状,这种不会产生受害症状的浓度接触,仍未发现受害症状,这种不会产生受害症状的浓度称之为安全浓度。称之为安全浓度。最大无作用浓度最大无作用浓度(maximal no effect level):未能观察到):未能观察到任何损害作用的最高剂量。任何损害作用的最高剂量。最小有作用浓度最小有作用浓度(minimal effec
12、t level):能使生物体开):能使生物体开始出现毒性反应的最低剂量。始出现毒性反应的最低剂量。效应浓度效应浓度(effective concentration):在某一期限内导):在某一期限内导致某一特殊反应的毒物浓度。致某一特殊反应的毒物浓度。第十七张,PPT共五十五页,创作于2022年6月17概念解释概念解释致死浓度致死浓度(lethal concentration):一次染毒后引起受试):一次染毒后引起受试动物死亡的浓度。动物死亡的浓度。致死浓度分绝对致死浓度、半数致死浓度和最小致致死浓度分绝对致死浓度、半数致死浓度和最小致死浓度等(指一次染毒后引起受试动物个别死亡的浓死浓度等(指一
13、次染毒后引起受试动物个别死亡的浓度)。度)。第十八张,PPT共五十五页,创作于2022年6月18二、植物对污染物的吸收与迁移二、植物对污染物的吸收与迁移(一)植物对污染物的吸收(一)植物对污染物的吸收(二)植物对污染物的迁移(二)植物对污染物的迁移第十九张,PPT共五十五页,创作于2022年6月19(一)植物对污染物的吸收(一)植物对污染物的吸收植物对化学物的吸收是一个复杂的生理过程,植物对化学物的吸收是一个复杂的生理过程,它一方面与吸水有关系,另一方面又有它的它一方面与吸水有关系,另一方面又有它的独立性,同时对不同离子的吸收还有选择性。独立性,同时对不同离子的吸收还有选择性。植物吸收污染物的
14、主要器官是根,但叶片也植物吸收污染物的主要器官是根,但叶片也能吸收污染物。能吸收污染物。第二十张,PPT共五十五页,创作于2022年6月20(一)(一)植物对污染物的吸收植物对污染物的吸收1.1.根部的吸收根部的吸收根尖是植物根部吸收环境化学物的主要部位,根尖是植物根部吸收环境化学物的主要部位,其中根毛部是根部吸收最活跃的区域。根部其中根毛部是根部吸收最活跃的区域。根部对土壤溶液中离子的吸收过程可以分为几个对土壤溶液中离子的吸收过程可以分为几个步骤:步骤:将离子吸附到根细胞表面;将离子吸附到根细胞表面;离子通过自由空间(外部空间)进入皮层内离子通过自由空间(外部空间)进入皮层内部部 ;离子通过
15、内部空间进入木质部;离子通过内部空间进入木质部;离子进入导管离子进入导管 。第二十一张,PPT共五十五页,创作于2022年6月21 根毛及其放大图根毛及其放大图根毛根毛土壤水分土壤水分土壤颗粒土壤颗粒根毛第二十二张,PPT共五十五页,创作于2022年6月22步骤之一:将离子吸附到根细胞表面步骤之一:将离子吸附到根细胞表面水溶态的污染物到达根表面,主要有两个途水溶态的污染物到达根表面,主要有两个途径:一条是质体流途径(径:一条是质体流途径(mass flow),即),即污染物随蒸腾拉力,在植物吸收水分时与水污染物随蒸腾拉力,在植物吸收水分时与水一起到达植物根部;另一条是扩散途径,即一起到达植物根
16、部;另一条是扩散途径,即通过扩散而到达根表面。通过扩散而到达根表面。在土壤中,重金属的扩散一般遵循在土壤中,重金属的扩散一般遵循Fick的第的第二法则,它的平均扩散距离为:二法则,它的平均扩散距离为:x2=2DT,式中,式中D是扩散系数是扩散系数(cm2/s),t是时间是时间(s)。第二十三张,PPT共五十五页,创作于2022年6月23步骤之一:将离子吸附到根细胞表面步骤之一:将离子吸附到根细胞表面土壤中重金属离子的扩散系数为:土壤中重金属离子的扩散系数为:Zn2+:310-10cm2/s;Mn2+:310-8cm2/s。如用上。如用上述公式求算述公式求算100天内天内Zn2+和和Mn2+移动
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