微生物与环境

微生物与环境主要内容1人类与环境2微生物与水体自净1人类和环境1.1人类环境的特点1.2环境污染物1.3环境污染与健康1.4环境对人类健康影响的危险度评价退出1.1人类环境的特点1.1.1环境的组成自然环境(naturalenvironment)社会环境(societalenvironment)-自然环境空间位置：海平面以下约12公里到海平面以上约10公里，亦称为生物圈(biosphere)。1.1人类环境的特点1.1人类环境的特点原生环境/次生环境-原生环境(primitiveenvironment)天然形成的未受到人为活动影响或影响较少的自然环境（生物地球化学性疾病）1.1人类环境的特点次生环境(secondaryenvironment)在人类活动影响下，发生了重大变化的自然环境。[这种变化可产生有利或有害的影响，生产劳动微小次生环境(生产环境)]-社会环境又称社会文化环境，可直接影响健康，还可以影响自然环境和人的心理环境，间接影响健康。。1.1人类环境的特点1.1.2人类环境的生态平衡-生态系统(ecosystem)生物群落和其生存环境所构成的系统。1.1人类环境的特点食物链(foodchain)一种生物被另一种生物吞食，后者再被第三种生物吞食，形成以食物连接起来的链锁关系食物链对环境中物质的转移和蓄积有重要作用。1.1人类环境的特点1.1人类环境的特点生物富集(bio-enrichment)环境中某些有毒物质可通过食物链传播使浓度逐级提高1.1.3生态平衡(ecologicalequilibrium)这是一种动态的平衡1.1.4生态系统与人类健康1.1人类环境的特点1.2环境污染物1.2.1环境污染与公害1.2.1.1环境污染(environmentalpollution)人类排放的污染物超过了环境的自净能力，使环境发生了不良变化，危害了人类的健康和生存，这就是环境污染。酸雾酸雨赤潮水华1.2环境污染物1.2.1.2公害(publicnuisance)人为造成广泛的环境污染，严重危害居民健康、破坏生态。-公害病(publicnuisancedisease)公害造成的地区性疾病-公害事件(publicnuisanceincident)严重的公害可引起许多居民患病或死亡日本的水俣病1.2环境污染物1.2环境污染物-光化学烟雾(photochemicalsmoke)排入大气中的NOx和烃类在强烈的太阳紫外线作用下，发生光化学反应产生具有很强刺激性的浅蓝色烟雾。其主要成分为臭氧，过氧酰基硝酸酯、醛类、酮类等。光化学烟雾1.2环境污染物1.2.2环境污染物的来源1.2.2.1自然污染来源1.2.2.2人为污染来源生产性污染/生活性污染/其他污染-生活性污染垃圾、污水、粪便，室内空气污染（室内燃烧产物、烹调油烟、香烟烟雾、装饰材料的挥发性有机物、建筑材料中的氡及空调场所的微生物等)。1.2环境污染物1.2环境污染物-生产性污染工业生产中的物理、化学因素、三废，农业农药、化肥滥用等-其他污染如交通等•随着手机越来越普及，一些高分贝的个性化手机铃声逐渐成为人们的新宠，然而专家指出，如果手机铃声不加以控制，就很可能成为新的污染源。•手机的铃声音量均可达80分贝以上，而经积分级器测试，距1米处，手机铃声平均为76分贝，距5米仍有60分贝，如果把手机放在耳边时可达129分贝；如果2部手机同时响起距1米可达80分贝，由此可见，手机铃声的确很“吵”•据专家介绍，噪声一般来说，对于睡眠的理想值是30分贝，而脑力劳动是40分贝，体力劳动理想值是70分贝，一个声音超过80、90分贝的时候就会对人的生活造成一定的影响，比如降低人的工作效率，增加人的烦恼度，它还容易引发工作场所的事故。•专家说，手机铃声在公共场所频繁响动，对人们的工作、休息和交流都会造成一定干扰。为了防止手机铃声成为新的污染源，专家提醒人们不要把手机铃声音量调得过大，即使在公共场所使用手机时，也要注意不要影响他人•来源：《生活时报》2002年10月22日基因污染——环保新概念紧跟新世纪到来的脚步，大量转基因生物及其产品被推向市场。现在，人们开始对转基因生物可能对环境及人类健康等方面造成的破坏感到担忧。于是，“基因污染”这个词出现了，并开始成为人们关注的问题之一。基因工程作物中的转基因能通过花粉(风扬或虫媒)所进行的有性生殖过程扩散到其它同类作物上，这已成为事实。这是一种遗传学上称为“基因漂散”的过程。而这种人工组合的基因通过转基因作物或家养动物扩散到其它栽培作物或自然界野生物种并成为后者基因的一部分，在环境生物学上则称为“基因污染”。基因工程可能产生的生态危险性问题至少有以下几个方面：1、污染自然界的生物基因库2、影响自然界的生态平衡3、污染传统作物4、污染“微生态”菌群5、能够在自然界增殖和扩散-一次污染物(primarypollutant)由污染源直接排入环境，其物理和化学性状都未发生改变的污染物，称为，或原发性污染物。由一次污染物造成的环境污染称一次污染。1.2环境污染物-二次污染物(secondarypollutant)一次污染物与环境中的其他物质发生反应，形成物理、化学性状与一次污染物不同的新污染物称为也称继发性污染物。由二次污染物造成的环境污染称为二次污染。1.2环境污染物1.2.3环境污染物的种类1.2.3.1化学性污染物有害气体SO2、CO、NOx等；重金属Hg、Cd、Pb、等；有机化合物如有机磷、有机氯农药、有机溶剂等。1.2环境污染物1.2环境污染物1.2.3.2物理性污染噪声、电离辐射、电磁辐射等1.2.3.3生物性污染物病原微生物，寄生虫等1.2环境污染物1.2.4污染物在环境中的转归1.2.4.1污染物的迁移污染物可以通过生物富集产生生物放大作用1.2.4.2污染物的转化污染物通过理、化或生物学的作用，转变成另一种物质我国其它酸雨区：1、珠江三角洲及其北部2、杭州湾1.2环境污染物1.2.4.3环境的自净(environmentalself-purification)少量污染物一时性进入环境，可经过自然过程的作用达到自然净化。-物理作用-化学作用-生物作用污染物经微生物作用可使有机物无机化1.2环境污染物1.3环境污染与健康1.3.1环境污染对健康影响的特点1.3.1.1广泛性1.3.1.2长期性1.3.1.3多样性1.3.1.4复杂性1.3环境污染与健康1.3.1.1广泛性污染影响范围大，人口多，对象广泛1.3.1.2长期性可长时间作用于人群，甚至终生1.3环境污染与健康1.3.1.3多样性特异性、非特异性损害，局部的、全身的，急性、慢性的，近期、远期1.3.1.4复杂性各种因素的联合作用1.3.2环境污染对人体健康的危害1.3.2.1急性作用(acuteeffect)污染物一次大量或24小时内多次接触机体后，在短时内使机体发生急剧的毒性损害。1.3环境污染与健康1.3环境污染与健康1.3.2.2慢性作用(chroniceffect)污染物浓度较低，长期反复对机体作用时所产生的危害。-慢性作用毒物在体内的蓄积（物质蓄积）或由于毒物对机体微小损害的累积（机能蓄积）所致。慢性作用表现为慢性中毒和慢性非特异性影响1.3环境污染与健康1.3环境污染与健康-慢性中毒引起特定功能或器质性改变后出现的疾病状态。水俣病(Minamatadisease，甲基汞污染)痛痛病(Itai-itaidisease，镉污染)慢性非特异性影响是指影响机体正常生长发育和功能，使机体的非特异免疫功能下降，导致受污染区的人群抵抗力下降，发病率死亡率增加等。1.3环境污染与健康1.3.3.3远期作用(remoteeffect)-致突作用(mutagenesis)化学致突变物占重要地位。-致癌作用(carcinogenesis)-致畸作用(teratogenesis)1.3环境污染与健康1.3环境污染与健康1.3.3.4间接效应-温室效应(greenhouseeffect)燃料燃烧产生大量CO2，使大气中CO2含量增加，CO2能吸收红外线等长波辐射，使气温变暖，并妨碍地面散热，致地球表面气温上升。1.3.4臭氧层的破坏臭氧层能吸收短波紫外线。由于人类大量生产与使用氯氟烃(chlorofluorocarbons,氟利昂，CFCs)。接触过量的短波紫外线可使皮肤癌和白内障等发病增加。1.3环境污染与健康在离地面10－50公里的大气平流层中，集中了大气中约90％的臭氧，这一层大气层称为臭氧层。臭氧由三个氧原子组成，而且非常稀少；1千万个大气分子中只有三个臭氧分子。•这层薄薄的臭氧有效遮挡住阳光中有害的紫外线,臭氧层•就象撑在空中的一把伞，保护着地球上的生灵免遭短波紫外•线的伤害.•一九二八年，CFCs(氟氯氟烃)这种“神奇气体”被发明，•并在商业上得以广泛的应用。•CFCs不溶于水，径直上升至平流层，正在把臭氧层吃光……•随着臭氧层的破坏，越来越多的短波辐射透射到地球表面臭氧空洞1、自然原因：太阳黑子爆炸时发出许多带电质子，轰击地球上层大气，对臭氧层破坏；另外，南极上空的上升气流把臭氧含量较高的中层大气输送到上层，从而降低了那里的含量2、人为原因：冷冻剂、消毒剂、发泡剂和灭火剂等化学制品在使用时排放的氟氯烃使臭氧变成纯氧从而破坏臭氧层。O31.3环境污染与健康1.3.5酸雨pH值小于5.65酸雨中起主要作用的是H2SO4和HNO3，母质气体主要是硫氧化物和氮氧化物。1.4环境对人类健康影的危险度评价1.4.1危险度评价(riskassessment)对环境中有害因素可能引起的健康效应及其危害程度进行定性和定量的评价，并预测环境有害因素在接触人群中可能引起的有害效应的检出率或病死率1.4环境对人类健康影的危险度评价1.4.2评价的四个阶段1.4.2.1危害鉴定(hazardidentification，定性评价阶段）:判断某物质对各种生物系统和人的毒性和危害性。1.4环境对人类健康影的危险度评价1.4.2.2暴露评定(exposureassessment)没有确切的暴露资料，就无法评价该物质对人群产生的危害。1.4.3.3剂量—反应关系评定(dose-responseassessment)是指一定剂量的化学或物理因素与机体接触后，产生某种效应的个体数在群体中所占比率。危险度评价的核心部分/定量评价阶段的开始。1.4环境对人类健康影的危险度评价1.4.3.4危险度特征分析(riskcharacterization)计算求得危险人群(暴露组)的反应率，即该人群的健康危险度。主要根据求得的剂量—反应关系与暴露组的暴露特征的数据通过数学模式推算。1.4环境对人类健康影的危险度评价1.5.1环境保护是我国的基本国策环境保护基本方针1.5环境污染的防制对策1.5环境污染的防制对策1.5.2环境污染的防制措施主要从环境污染源和立法方面入手1.5.2.1治理工业“三废”：是防止环境污染的主要措施1.5.2.2预防农药污染：合理利用农药，减少农药残留1.5环境污染的防制对策1.5.2.3预防生活性污染生活污水垃圾、医院污水垃圾1.5.2.4制定完善的环境保护法律、法规和保证体系2微生物与水体自净2.1有机污染物生物净化2.2天然物质、人工合成物质2.3无机污染物生物净化2.1有机污染物的生物净化净化本质——微生物将其转化为无机物机理——好氧分解与厌氧分解2.1.1好氧分解细菌原理：好氧有机物呼吸C→CO2+碳酸盐和重碳酸盐H→H2ON→NH3→HNO2→HNO3S→H2SO4P→H3PO42.1.2厌氧分解厌氧细菌原理：发酵、厌氧无机盐呼吸无毒无臭！→矿化盐2.1有机污染物的生物净化C→RCOOH（有机酸）→CH4+CO2N→RCHNH2COOH→NH3（臭味）+有机酸（臭味）S→H2S（臭味）P→PO43-水体自净的天然过程中厌氧分解（开始）→好氧分解（后续）2.1有机污染物的转化2.1.1碳源污染物的转化包括糖类、蛋白质、脂类、石油和人工合成的有机化合物等。-糖类污染物哪些