2章-生态毒理学的基本概念与理论.ppt

* 一般情况下，当生物体连续暴露于一稳定不变的毒物或污染物浓度条件下，在一定的时间内，生物体对毒物的吸收与排泄动力学如下图所示： * 排毒动力学最简单的情形可以用单速率常数(一分室模型)进行描述，相应的排毒速率与其组织浓度成正比，适合这一过程的一阶动力学方程为 -dC/dt=KC或Ct=Coe-Kt 式中，C为有机体组织浓度；Co为当暴露终止那一刻毒物的浓度；Ct为时间t时毒物的浓度；K为排毒速率常数；-dC／dt为毒物从有机体排出的速率。 排毒速率分为两个阶段的过程，采用二分室模型进行描述。 * 毒物生物动力学阶段的反应，也称毒理微观动力学，是指包含了分子、离子或胶体形式存在的毒性物质与细胞上或细胞内部的特定作用部位(即受体)的交互作用，最后产生毒性效应。 所包括的毒性作用机制涉及细胞原生质膜、细胞器、细胞核、细胞质、酶系统、生物合成文路、发育与生殖等方面的改变。 * 六、环境毒物的生态适应性原理 (一)回避反应 简单而言，就是“趋吉避凶”。 回避反应最为明显的例子，是在水生生态系统中，一些鱼类经常具有避开水中毒物或污染物，游向非污染清洁区的行为和能力。 产生回避反应的水生生物还有虾和蟹。 * 一些植物也具有这种回避反应。这些植物主要通过形态解剖特征上的变化，来达到适应环境中的毒物或污染的环境。例如，一些植物的叶子呈针状、鳞片状，或者叶片覆盖蜡质，叶面密生叶毛，以及气孔凹陷或者气孔及时关闭等反应，都在一定程度上减少或阻止环境毒物进入生物机体，或者避免有害气体的侵袭和暴露。 * (二)抗性与耐性 生物抗性是指生物体抵御环境毒物导致不良效应的能力。生物体本身具有的抵御能力，为天然抗性；生物体在经受环境毒物的暴露后，经过一段时间的适应，后天获得的抵御能力，为获得性抗性。例如，由于人来长期使用农药来灭杀害虫，导致害虫逐渐对农药产生的抗性。 * 不同类型，不同种类的生物体，对同一环境毒物具有不同的抗性。例如，对环境毒物的抗性，草鱼低于泥鳅，鲑鱼低于鲤鱼。同一生物体的不同发育阶段，对环境毒物的抗性也不同。例如，未孵化出膜的鱼卵，对毒物抗性强；而孵出的鱼苗和幼鱼，则对毒物的抗性最低。 植物通过本身的调节作用以增强对环境毒物的抵御能力，称植物抗性，可分为抗性强、抗性中等和敏感3类。 * 耐性，又称为生理学抗性，是指生物体具有生理生化特性保护机制，可以避免和减轻环境毒物危害的能力。 魏树和等对沈阳地区一些杂草的耐性进行了研究，结果表明，在镉单一污染处理中，植物地上部生物量(茎、叶、花序干重之和)没有显著(P＜0.05)下降，即对镉有较好的耐性。 * (三)耐受指标与半数耐受限度 耐受指标是指生物体能耐受环境毒物的最大限度，或者是环境毒物不危及生物体的最大允许浓度。 例如，刚毛藻对重金属汞的最大耐受浓度为50mg/L；颤蚓对DDT的耐受浓度达到100mg/L以上，而那些长期生活在DDT污染环境中的颤蚓，其耐受能力则有所增强。 * 耐受指标受多种环境因子和生物体的各种生理特性影响较大。 例如，大多数植物叶片能耐受铜的最大浓度为30mg/kg，不同的植物类型及不同的生育期，以及依托生长的土壤类型不同，其耐受指标差异很大。 * 半数耐受限度，是指在实验条件下，在急性毒性试验中，使受试植物、动物或微生物在一定时间内，半数存活的毒物浓度。也称平均耐受限度、半数存活浓度或半耐受度。 早期主要是用于判定环境毒物对鱼类生存影响的一种指标，常常测定24h或96h鱼类存活的半数耐受限度。 * 第三节 联合效应广义理论 一、复合污染的基本内涵 环境系统中有一个以上化学污染物或毒物存在时，我们是不是就可以认为是复合污染？ 如果你认为那个是复合污染，说明你对复合污染的概念在认识上有较大的片面性。 * 从理论上，复合污染的内涵包括以下四个方面： 1)一种以上的化学污染物同时或先后进入同一环境介质或生态系统同一分室。 2)化学污染物之间、化学污染物与生物体之间发生交互作用。 3)经历化学、物理化学过程、生理生化过程和生物体发生中毒过程或解毒适应过程三个阶段。 4)产生抑制、促进或独立效应。 * 二、毒物浓度组合关系的直接支配作用 大量事实表明，作物产量对农业环境污染有不良反应，轻者减产，重者颗粒无收，即所谓零产量。 * 以乙草胺和铜复合污染胁迫对小麦产量的影响为例。 在低浓度铜与乙草胺构成的复合污染中，铜与乙草胺两者呈拮抗作用；而在高浓度铜与乙草胺构成的复合污染中，铜与乙草胺两者呈协同作用。 * 铜浓度 乙草胺浓度（mg/kg） 小麦产量变化趋势 回归方程 说明 低铜浓度(30mg/kg) 0 0.1 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 增加 Y1=14.41Xace+122.66（r=0.524,n=28,p0.005） 乙