第三节 污染生态学基础1在线视频

各位同学大家好

今天我们开始讲第三节污染生态学基础

首先我们一起来看一下污染生态学的概念

污染生态学的概念是指

研究生物与受污染的环境之间相互作用的

机理和规律的学科

它是环境生态学的一个分支

既然是环境生态学的分支

也是生态学的一个分支

污染生态学主要是干什么的

我们一起看一下它的主要内容有哪些

第一个是研究污染物在生物体内的

积累富集放大等作用

以及污染物在生态系统当中的迁移

转化和积累及其规律

这是第一个方面内容

第二个方面是污染对生态系统结构

与功能的影响

并且要评价和预测污染的状况和趋势

以及制定相应的环境生态规划

这是第二个方面的内容

第三个方面内容是环境污染的生物净化

包括我们净化的过程

净化的作用

净化的机理等等

这是第三个方面

第四个方面是研究受污染的

环境质量的生物监测

生态监测和生物学评价等等方面内容

我们注意一下

生物监测和生态监测是两个不同的范畴

生物监测只是在生物体内

比如说植物体内动物体内它积累的量

生态监测不单单包括生物

还有土壤和水体环境当中的

就是生态因子中

或者生态要素中积累的量

生物学评价有一系列的指标

比如说生物毒性实验等

来评价这个污染物的作用

在污染生态学当中

还要学习污染物的类型与成因

污染物到底有哪些类型

底是由什么样的因素引起的

这是污染生态学

需要学习的第二大内容

我们一起看一下

第一个污染与污染源

什么是污染呢

污染主要指由于人类活动

特别是工农业生产活动和军事活动所引起

包括有毒物质的释放和废弃物的排放

对生态系统产生的不良作用

这是污染

除了对生态系统

还有对整个环境都可能产生污染

这是第一个污染

凡是对环境产生污染的物质

我们就称为污染物或者污染因子

我们说污染发生的源

则称为污染源

这是污染和污染源的概念

第二个我们来看一下污染源的类型

刚才说的污染发生的源头

就是污染源

污染源到底有哪些类型呢

一般来讲按照这样几个方面来分

第一个是按照污染造成的原因来分

有天然的污染物和人为的污染物

天然的污染物

大家都知道

比如说火山喷发

出来的大气的污染和降尘等等

那么造成了土壤污染

这是天然污染的一个方面

人为污染的例子很多

比如说化肥农药

过量的使用产生的污染

比如说人类用的洗涤剂

洗涤剂排到水体中

这就是污染

这些都是人为污染

第二个按照受污染的环境要素来分

这里可以按要素来分

有大气的有水体的有土壤的以及生物的污染物

这是按照环境的要素来分

另外一个分类的方法

就是第三个分类的方法

就是按照污染物的形态

形态特征来分

第一个是气态的

当然很容易理解就是气态的污染物

第二个是液态的就是液态污染物

第三类是固态污染物

固态污染物

比如说我们平时吃饭以后剩余的

剩饭剩菜等等都是固体污染物

这是污染源的类型

第四个分类的类型

是我们按照污染物的性质来分

污染物的性质有

化学的污染物理的污染物和生物的污染物

化学污染物刚才说的农药化肥

是化学污染物

物理污染物

比如说噪音

我们每天放出来的噪音

或者是军事

或者是医学当中用的

核放射性的东西

就是物理的污染

那么放射性污染

还有生物污染物

生物污染物

比如说在转基因的时候

会产生一些转基因的生物

到其他的生物体内

就是生物的污染物

这是污染物的性质来分的

根据污染物在环境当中的

物理化学性状的变化

也可以分为一次性污染物和二次污染物

现在说的雾霾很多时候

是由二次的污染物造成的

环境当中造成的影响

关于雾霾的这个二次污染

咱们现在看到的报道已经很多了

无论是在网络上还是在学术的期刊上

大家可以下去再看一下

什么叫二次污染物

除了这些体系以外

为了强调污染物对人体的某些有害作用

还可以分为致畸型的污染物

致突变的污染物

比如说基因的突变

以及致癌的污染物等

那么这是根据人体的健康来分类的体系

这是不同染物的分类体系

关于整个污染源

这个分类

我们列图来整体的总结一下

环境污染源可以分为自然的

和人为的污染源

那么自然染源源有分为生物的污染源

非生物的污染源

人为的污染源

有生产型的污染源和生活污染源

自然的污染源

比如生物的污染源

比如说老鼠蚊子苍蝇

它们携带一些污染物质

还有病菌等等病原体

非生物的污染物

刚刚说的火山喷发地震泥石流有毒的矿物

矿泉当中喷出的有毒物质

还有其他的一些污染物

这是自然污染源里的

两类生物污染源和非生物污染源

在人为污染源里

有生产性的污染源和生活的污染源

生产性的污染源

包括工业生产

农业生产交通

交通比如说尾气的排放

有时候科研部门

也会排放一些污染物

比如说化学药品处置不当的时候

如果随意排放也会产生污染物

还有其他方面

生活污染源包括居住的污染

比如说我们每天的居住环境里

比如说人为排放的垃圾也好

还有比如说我们自己的花园之类的

修剪的这些树木杂草都是污染物

第二个是饮食类的

饮食类的刚才说厨余垃圾

是典型的污染物

医院的来源就是医疗废物

很多的医疗废物都是有毒有害的

必须谨慎的处置

还有商业活动当中

中最主要最主要的

就是包装问题

那么现在网购很流行

很多的时候网购

造成了大量的包装废物的污染

生活污染还有其他方面

这是整个污染源的总结

它到底是哪类

有哪些方面

第三个方面我们一起来了解一下

污染的成因

污染到底形成的原因是什么样的

就是污染的成因问题

前面已经讲过污染源有两大成因

自然和人为

那么其实污染跟污染源是一样的

它也是自然因素和人为因素两个成因

关于自然因素是污染的形成与产生

主要有自然环境状况引起

比如刚才说的火山的喷发

比如说泥石流

比如说地震等等造成的污染

这是自然因素

第二个是人为因素

这个污染大多都是人的工业农业活动

以及科研等等形成的

这种污染的形成

主要取决于科学技术的水平

工艺设备生产的管理

以及人们对环境的意识等多方面因素

包括现在大家都强调的工厂

的废水的排放

废气的排放等等

如果它的技术水平很高的话

可以再循环利用

它的污染的排放

就明显的会比

低技术的排放要低得多

工业设备当然越先进的设备

它的这种废物的处置以及排放

至少做到低排放的水平

还有生产管理完全取决于人的水平

如果管理水平比较高的时候

污染物的排放自然会减少

还有最主要的是人们的意识

对这环境意识的认识越高的时候

对污染物的排放会减少

第三大块

一起来看一下污染效应的发生机制

到底污染物

污染源到环境当中怎么样发生了污染

这就是发生机制的一个过程

其实污染的发生机制

第一个是物理机制

物理的机制也就是说没有任何化学反应

在污染物排放到环境当中

或者生态系统当中

跟介质接触以后

直接就发生了物理的反应

这个是

就是污染物在生态系统当中发生的

渗透蒸发

渗透一般是液体的

蒸发气体的凝聚吸附

这个是液体也可以是固体

解吸扩散沉降放射性蜕变等许多物理过程

伴随着这些物理的过程

生态系统的某些因子的物理性质

也发生改变

导致各种生态效应的发生

那么这里我们可以看一下

这个图式展示了一个什么现象

就是土壤当中污染效应发生的物理机制

比如说第二是吸附

那么这些小颗粒被土壤颗粒吸附了

这是第一个过程

第二个表面的沉降

这两个都一样

这种沉降的或者是固体的或者气态的

沉降到土壤颗粒上面以后

就会形成污染

那么如果是一个

气体的扩散你也看不到

这就是这样一个扩散面

D是凝聚

凝聚是很多时候聚在颗粒的周围

这是污染物的物理发生机制

或污染效应

第二个是化学机制

化学机制是指

化学污染物质与生态系统中的无机环境

各要素之间发生的化学反应

比如说某个化肥农药

或者是杀虫剂等

排放到环境当中

或者生态系统当中

会跟土壤发生一系列的化学反应

或者是跟水体发生化学反应

导致污染的存在形式不断地发生变化

因而对生物的毒性及产生的生态效应

随之不断地改变

那么一旦在土壤当中发生污染了

这个污染它会作用到

作用到土壤上生长的植物

或者是这个植物被动物采食，有可能

甚至会影响到动物

但是这种污染发生的机制

我们说也是生态效应

或许随着数量的增长

它会累积逐渐的放大

如果生物有抗性或者说耐受力的话

或者这种毒性会减小

这是两种变化

下面是我们一起看一下这个反应式

这个反应式展示了大家重金属与无机

或有机配体发生的络合反应或螯合反应

其实容易理解这个

比如说我们的铁锰到土壤当中

跟土壤中的

有机质发生了络合反应

产生了一个新的物质

这个物质或许会降低了重金属的毒性

或者呢会增加重金属的毒性

这都是有可能的

这是第二个机制

化学机制

第三个方面是生物学机制

污染物它进到生态系统当中

除了同介质

比如环境介质土壤水体发生反应以后

也跟环境当中生物介质发生反应

生物学机制是什么样的呢

刚才说到我们的污染物进到

土壤后土壤上面生长的植物

通过吸收

或者是富集会产生影响

植物有可能也会受到影响

我们一起来看一下

污染物它是怎么样

在生物体当中发生反应的

这是指污染物进入生物体以后

对生物体的生长形成代谢

生理生化过程产生的各种影响

这种影响

可能是生物体的

积累和富集的一个过程

植物中吸收的越来越多

它就富集起来了

如果植物被动物吃了以后

也在动物体内不断的积累

因为如果植物体或者动物体没有降解

这些污染物的酶对它进行分解的话

这些污染物一直在体内积累

这就是积累和富集的作用

那么还有一种是生物的吸收

代谢降解与转化机制

有的生物它可以对这个污染物进行吸收

吸收以后降低它的毒性

或者是吸收以后会增加毒性

比如跟血液当中的物质结合

有可能对我们的人体产生毒害

那么一种是代谢

有的生物可以把污染物

通过代谢过程排泄出去

那么这是过程

降解污染物，通过生物学的一些机制

刚才说酶等等把它分解了

那么降低它毒性

还有一种转化

把一种污染物转化成另外一种

或者是无毒的物质

这张图是给大家一个图示

是指导植物

在对污染物响应的三种机制

那么第一种机制是累积

叫Accumulator

那么Accumulator什么概念呢

是生物体当中污染物会累积起来

刚开始你看就这么一点剂量的时候

就大量大量吸收

累积起来

第二种是土壤当中的污染物和生物之间

生物体内的污染物之间是一个线性的关系

那么这个我们叫Indicator什么意思呢

就是指实际的作用

那么随着土壤当中污染物的增加

植物中增加

这就表明这个植物可以指示

污染物的量的过程

所以我们叫指示者

那么第三种是累积

这是排除者

Excluder

Excluder是什么意思呢

土壤当中的污染物无限制的增加的时候

就是不理你

把你排除到我的体外

但是到一个临界值以后

也可能在我们植物体内吸收累积

这是三种模式

一种是植物的累积

叫累积者

如果从植物的角度来讲

Accumulator是累积污染物的累积者

那么指示者

就是Indicator

可以指示这个污染物在土壤当中的富集

那么第三种叫排除者

就是Excluder这个概念

污染物随着土壤体内的增加

植物一直不吸收排斥它

这是三种模式

可以看到污染物发生的三种机制

第三种就是生物学机制

前面讲的物理化学和生物机制

第四种是综合机制

综合机制是指的什么

污染物进入生态系统产生的总体的生态效益

生态效益还综合了前面说的

物理的化学的和生物学的过程

而且往往是多种污染物共同作用

形成复合的污染特征

这是综合机制

好我们举一个例子

土壤中污染物效应发生的综合机制

这个图示可以很直观明了的说明

综合机制的一个状态

我们的举一个重金属的例子

就是说重金属进入土壤当中

形成自由态金属的浓度

那么再从土壤当中

到水体大气和生物界面转移

这是复合介质的综合的机制

那么在土壤当中

通过沉淀和溶解作用

就是物理学的作用可以发生一系列的效应

那么酸碱反应当然化学机制了

还有氧化还原反应也是化学

还有我们的螯合那么这是化学

离子交换和吸附

这个有可能是在生物体当中

也会发生吸附

比如一些污染物被植物吸收

离子交换当然有一些也是化学反应

那么这是综合机制的一个表现

到底污染物在不同介质当中

以及不同的机制

比如说物理的化学的

还有生物学的机制

怎么样发生的这个图示

很直观的能说明

污染物的污染效应的综合机制

这就是整个污染效应发生的综合机制

包括在不同的介质

之间发生的综合机制

还有物理化学和生物的综合效应机制

好我们今天的课就到这

下次再见

谢谢