水污染生态学课件.ppt

(1)急性毒性试验的数据 急性毒性试验的结果不足以预报毒物对生态系统的安全浓度，试图从急性毒性试验的数据来提出水质标准，是缺乏科学性的。因为生态系统不是各种生物的集合物，在生态系统中的许多生物与生物之间，生物与非生物之间的相互作用会改变毒物对生态系统的影响。1988年9月22日美国参议院接受一项提案并在国会通过了一项《消费者产品安全试验法令》(Consumer Products Safety Test Act)。法令指出在产品试验中用脊椎动物进行的急性毒性试验—LC50(半致死剂量)试验是不准确的，使人误解而无益，为此联邦政府采取禁止使用LC50试验。 急性毒性试验的数据 但是世界上每年新的化学品有成千上万种，如果都要求通过急性、慢性毒性试验和 生物积累试验，也是很困难的。因此用快速的急性毒性试验方法对众多的化学品进行筛 选试验，还是必要的。也有用LC50估计最大可接受毒物浓度(maximum allowable toxicant concentration, MATC)，公式为AF= MATC/ LC50, AF(application factor)是应用因子的意思，其值变动于0.0001—0.1之间，它是慢性毒性试验获得的MATC和急性毒性试验获得的LC50两者之比值。从生物学上分析，MATC和LC50是两个不等量的测量，LC50中死亡的生物可能是由于机械性地破坏了呼吸作用如鱼在鳃上涂上一层化合物引起窒息而死，MATC则是对繁殖的损伤，酶的破坏或是行为的变化。把这两种数量进行比较，无疑是一个概念性的错误。诚然也不排斥在LC50和MATC之间有可能存在着过渡性的联系，但是已知AF值在同一水平上有很大的变化，对同一种化学品不同的受试生物的AF值可有二位数的差异幅度，在同一种生物对不同的化学药品则可以有4位数的差异幅度，对一个未知MATC的化学品，往往在求得LC50以后，就借用同类化学品的AF值，代入公式MATC＝LC50×AF，由此估计新化学品大致的MKTlC值．只能视之为勘察的试探值。 (2)慢性毒性试验的数据 虽然慢性毒性试验比急性毒性试验复杂而昂贵．但所得的数据在预报安全浓度时很有用，而且具有重要的生态学意义，因为它证实了毒物对生物生长和繁殖的影响，从而揭示了导致生态系统中多样性指数下降的机理。如果采用流水装置的慢性毒性试验，就可以在现场决定当地的MATC值，在这个浓度以下对本地的生物、群落没有致毒效应，是安全的。 (3)生物积累试验的数据 水生生物是环境中污染物迁移、转化、直至物质循环的重要参与者。生物积累试验的数据是对慢性毒性试验重要的佐证，也是建立MATC的重要参数。对同一化学品不同种类、不同龄期的生物有不同的浓缩因子(BCF)，相差可大至数千倍。生物放大是通过食物链而积累毒物，但也不总是遵循着随营养级的递进而逐级上升，也有可逆的，如砷就是鱼＜蚤＜藻类。在生物体内毒物消除的速度在不同的生物、不同的组织器官也有不同的半衰期。在预报毒物进入受纳系统中的扩散程度时，生物积累试验更是必不可少的。 (4)毒性试验数据的验证 根据急性、慢性毒性和生物积累的三类试验结果可以提供一个较为合理的MATC。从三类毒性试验综合所得的MATC相对地比较正确，但不能作为预报的最后依据，还要经过实践验证，很多毒理学家忽视了这一步骤。不经过验证会造成过度保护或是欠保护。并不是说实验室内求得的MATC不正确，而是自然界的环境因子太复杂，实验室的MATC和自然水体中客观存在的MATC要衔接起来．这中间似乎还缺少点什么。因此提出与其把技术力量放在创造新的毒性试验战术上。还不如放在发展和增加预报效能的战略上更为明智些。 四、公害评价的基本原理 国家环保部门对当前水污染中的潜在公害问题急需知道的是：①有多少潜在污染物 进入环境，什么地方、什么时候、怎样进入? ②污染物在环境中将会在物理上、化学上、生物上发生什么情况?③如果这种化学品已达到环境的不同部位，会对个体(包括人)、种群、群落、整个生态系产生什么效应?④化学品在环境中和其他物质将会如何互相作用?⑤如果该种化学品己引起了上述的这些效应，会引起环境产生什么性质的变化?要回答这些问题，既有化学家的工作，也有生物学家的任务。 原理 同化容量（assimilative capacity）是Cairns(1977)提出的观点，认为自然生态系有同化一定容量的化学物质的能力。Cairns认为在生物效应浓度之下的都是同化容量(私人通讯)。通常的方法是要测定生物效应浓度和环境浓度，如果环境浓度低于生物效应浓度，则表示还有剩余的容量。如果环境浓度高于生物效应浓度，则表示已超过了同化容量，带来了危害。公害评价要有系列的试验数据(称为“Tiers”))即扫描试验(screening test)、预报试验