17 第十六章 水污染生态学 .ppt

第1页：第十六章水污染生态学封面

第十六章 水污染生态学

讲述水资源现状、污染与胁迫的概念、污染物对水生生物的影响及其反馈作用（生物净化），以及公害评价的基本原理。

第2页：水污染对水生生物的影响本节目录

• 一、水资源现状
• 二、污染与胁迫
• 三、污染物对水生生物的影响及其反馈作用——生物净化

第3页：水资源现状

水是人类宝贵的自然资源，因为地球上的生命都离不开水。与海洋相比，淡水仅占地球表面较小的比例，但是它对人类的重要性却是无与伦比的。

• 地球上咸水占97.3%，而淡水仅占2.7%
• 这小部分淡水中还包括人类目前尚无法利用的南北两极的冰山和冰河，以及深度在750 m以下的地下水
• 因此，人类能利用的淡水还不到地球总储水量的1%

第4页：水资源现状：淡水紧缺与污染

• 近50年来，人类对淡水的消耗量增加了一倍，全世界对水的需要量将逐年增加
• 造成淡水紧缺的更重要原因是水污染十分严重：宝贵的水不能循环使用，是对水资源的最大破坏，而且还直接危害人类健康
• 1977年联合国“水”会议秘书处发表公告，指出全世界40亿人口中有70%得不到安全的饮用水
• 我国水污染的来源主要是工厂废水：1991年报道废水总量为336.2亿吨，其中70%是工业废水
• 中国42个城市的处理污水能力还不到5%，不少城市的供水水源——地下水也已受到酚、氰、砷等不同程度的污染

第5页：胁迫的定义

胁迫（stress）

环境生物学家从工程学借用来的一个词。在工程学上stress是“应力”之意，标准工程定义是指由于外部的力、不均匀的温度等引起一个弹性物质的变形或应力变化，是对该弹性物质在该条件下的一种定量表示方法。

胁迫效应（stress effect）

生态学家用这一术语描述各种因子能引起一个有机体的正常生理状况的一些可检出的变化，或是引起种群、群落、生态系统天然状况的一些可检出的变化。

要了解整个生态系胁迫的反应，必须要有功能变化和结构变化的信息。

第6页：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：

• 有多少潜在污染物进入环境，什么地方、什么时候、怎样进入
• 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
• 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
• 化学品在环境中和其他物质将会如何互相作用
• 如果该种化学品已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。

第7页：同化容量

同化容量（assimilative capacity）

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；在生物效应浓度之下的都是同化容量。

• 通常的方法是要测定生物效应浓度和环境浓度：环境浓度低于生物效应浓度表示还有剩余的容量；环境浓度高于生物效应浓度表示已超过同化容量，带来危害
• 公害评价要有系列的试验数据（称为“Tiers”）：扫描试验（screening test）、预报试验（predictive test）和验证试验（confirmative test）
• 生物效应浓度和环境浓度的关系从理论上可画成图13.3：两条粗线为客观存在的生物效应浓度和环境浓度，其上下各有两条虚线相随，虚线间的跨距随信息增加（即Tier的递进）而缩小

第8页：公害评价中的不确定性与交叉点

在图左边跨距大，即不确定性（uncertainty）大，因为人们刚开始收集信息。随着信息的增加，图上向右推进时这种不确定性就明显下降，但不可能消失，因为人们不可能做无休止的试验以完全消除不确定性，因此这两条粗线是理论值。

• 根据生物效应线下面的浓度区域可以决定同化容量区域
• 合理地管理环境，必须使化学物的环境浓度明确地低于生物效应浓度
• 要注意两条粗线上下的虚线（渐近线）会互相交叉：如果试验在交叉点左边进行，很有可能得出生物效应浓度在环境浓度之上，评审者会做出错误的裁决；只有在交叉点右边、在条纹区内，才能做出正确的判断
• 交叉点在Tier 1、2、3均可出现，视虚线的斜率而定；在Tiers试验系列中现在还没有足够的方法能有效测量客观存在的环境浓度和生物效应浓度

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第10页：生物效应浓度和环境浓度的关系

从理论上说，生物效应浓度和环境浓度之间存在着三种关系（图13.4）。

化学家如何正确预报化学品的环境浓度、生物学家如何正确预报化学品的生物效应浓度至关重要，而且两者不可分割、不可偏废，只有这样才能对公害作出正确的评价和预报。

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