第八章-水污染的环境毒理学.

第八章水污环境毒理学1、水占地球表面的3/4，水环境是人类生存空间的重要组成。2、水环境毒理学是研究水环境中的外源化学物质对水生生物的毒性作用及其规律的学科。第一节水体污染的来源及其特点一、工业生产废水工业废水是最重要的污染源，它有以下特点：1．量大，污染范围广，排放方式复杂2．污染物种类繁多，浓度波动幅度大3．污染物质有毒性、刺激性、腐蚀性、pH变化幅度大，悬浮物和富营养物多4．污染物排放后迁移变化规律差异大5．恢复比较困难二、生活污水生活污水的排放比工业废水要少得多，而且在组成上也有很大不同，多为无毒物质，主要是日常生活中的各种洗涤水。它有如下特点：(1)磷、硫高。(2)有纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等，在厌氧性细菌作用下易产生恶臭物质。(3)含有多种微生物，如细菌、病原菌，易使人传染上各种疾病。(4)由于洗涤剂大量使用，使污水中洗涤剂含量增大，对人体有一定危害。三、农业生产污水主要是农村污水和灌溉水。(一)化学污染物：(二)生物性污染物：主要是病原微生物：细菌、病毒、寄生虫等。根据污染物质及其形成污染的性质，可以将水污染分成化学性污染、物理性污染和生物性污染三类。1.化学性污染：酸碱污染，重金属污染，需氧性有机物污染，营养物质污染和有有机毒物污染等。2.物理性污染：常见的物理性污染有：1.悬浮物污染2.热污染3.放射性污染3.生物性污染：主要指致病及病毒的污染。生活污水，特别是医院污水，往往带有一些病原微生物，如伤寒、霍乱、细菌性痢疾的病原菌等。这些污水流入水体后，将对人类健康及生命安全造成极大威胁。第二节水体污染的自净和污染物的转归一、水体中污染物的转化污染物转化主要通过氧化还原，络合水解和生物降解等作用。二、水体中污染物的生物放大作用进人环境中的污染物即使是微量的，通过食物链也可使处于高位营养级的别种生物受到损害而威胁人类健康。污染物质在生物体内的增加一般有三种方式：生物蓄积、生物浓缩和生物放大。（一）生物浓缩1、定义：指生物体从环境中蓄积某种污染物，出现生物体中浓度超过环境中浓度的现象，又叫生物富集。生物浓缩系数（BCF）=生物体内污染物的浓度/环境中该污染物的浓度2、意义：（二）生物积累1、定义：指生物个体随生长的不同阶段从环境中蓄积某种污染物，而使其浓缩系数不断增大的现象。生物积累系数（BAF）=2、意义：（三）生物放大1、定义：指在生态系的同一食物链上，某种污染物在生物体内的浓度随着营养级的提高而逐步增度的现象。生物放大系数（BMF）=意义：如果与环境中的浓度相比，这种生物放大作用可达千倍、万倍，从而损害人类的健康。世界上已经确认的环境公害病：水俣病、痛痛病都与食物链的生物放大作用有关。三、水体富营养化天然水体中磷和氮的含量是控制浮游生物量的因素。城市污水经过二级生化处理，水中耗氧性有机物可达到规定的排放标准，但是仍含相当量的磷、氮及其无机盐。第三节水体污染对人及水生生物的影响水是人们生产与生活中不可缺少的物质，水环境的质量将直接影响人的健康。由于水是自然环境中化学物质迁移、循环的重要介质，人类活动产生的污染物很大一部分以水溶液的形式排放，所以化学物质易于进入水体，并产生以下危害。（一）生物地球化学性疾病在一些地区的水土中，由于某种微量元素过多或缺乏，会引起生物地球化学性疾病，即地方病。能够引起人和动物地方病的微量元素主要有以下几种：镍、氟、砷、铜、硼、钼、铝、碘、锌等。如“乌脚病”或“黑脚病”是由于长期饮用含砷量高的水而引起的皮肤色素沉着症、角化症、皮肤癌以及周围血管疾病。（二）急、慢性中毒当饮水中的有害物质超过容许浓度时，人饮用后就可能产生急性和慢性中毒，如氰化物在水中含量过高时，人饮用后就会产生急性中毒，表现为细胞内窒息。1、酚类化合物酚是一种重要的化工原料也是有毒物质，在工业生产中广泛使用，含酚废水是常见有害工业废水。2、氰化物氰化物分为无机氰和有机氰或腈。3、汞氯碱、塑料、电池和电子等工业排放的废水是水体中汞及其化合物的主要来源。另外，大气和土壤中的汞亦可通过降落、降水淋洗等进入水体。4、其他污染物（三）致突变、致癌和致畸作用水中常见的致突变物有：氯化甲烷、溴代甲烷、溴仿、二氯乙烷、氯乙烯、四氯乙烯等；而四氯化碳、氯仿、氯丹、林丹、狄氏剂、艾氏剂、四氯乙烯、苯并(a)芘、丙烯腈等具有潜在致癌作用。水体中的致突变、致癌物可能会增加人群癌症的发病率和死亡率。(四)公害病公害病是环境污染造成的区域性中毒性疾病，这类疾病是环境污染造成的严重后果。如1953年日本水俣湾附近由于受到水俣化肥厂排出的甲基汞污染发生的“水俣病”等。（五）介水传染病病原体可随人畜粪便、污水及其它污物进入水体，引起细菌、病毒、寄生虫性污染，导致介水传染病的传播和流行。另外，一些有害物质如铜、锌、镍、氰化物等进入水环境后可毒害水体中的微生物群，从而阻碍水中有机物的无机化过程，影响水体的自净能力，使水的感官性状恶化。水体污染还可使水生物的种群优势发生改变，甚至使一些水生物完全绝迹。二、对水生生物的影响(一)水体酸化对鱼类的影响水体pH值和鱼类生长呈相关性。通常鱼类生长的最适pH值为5—9；pH值在5．5以下鱼类生长受阻，产量下降；pH值在5以下鱼类生殖功能失调，繁殖停止。由于酸雨的影响，鱼类在许多湖泊中消失。根据统计，挪威5000个湖中现有50％无鱼，其中90％是1960年后无鱼的；25％湖泊鱼的种类减少，密度降低，敏感性鱼类消失。鱼卵和鱼苗对pH值为最敏感的时期。鱼类繁殖停止和消亡，是和水中钙、CO2含量、硬度和电导率等因子密切有关。其中钙是鱼类繁殖和生长的一个主要因素。(二)底泥中重金属对鱼类的影响由于大量重金属污染物排入江河，最终绝大部分进入河床表层沉积物中，相对使水质中重金属含量相对降低。在条件变化时，又有一部分重金属从沉积物中向水相释放，造成次生污染。重金属对鱼类和鱼胎均具有明显的毒性。底质中重金属不断在沉积物中积累，可超过水中含量几个数量级。底泥中重金属的大量积累具有潜在性的污染与危害。（三）有机污染(城镇生活污水)有机物在水中的矿化或细菌的分解，需要消耗大量的氧气，使水中的溶解氧很快下降，严重时溶解氧降至零。在这种条件下，绝大部分种类的水生生物就会窒息、死亡。（四）农药污染：（五）赤潮：①引起海水缺氧或无氧状态，致使许多需氧生物窒息死亡，特别是底栖生活的虾、贝类受害程度更加严重，几乎可全部死亡；②赤潮引发甲藻产生杀鱼毒素，微小的含量即可造成鱼类大批死亡；③某些赤潮生物排出的分泌粘液及这些藻类死亡分解产生的粘液能附着于贝类和鱼类的鳃上，造成它们的呼吸困难，严重者可能致死。