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生物与环境 一 人类的生存环境二 人为逆境三 污染物对生物的影响四 环境污染的生物净化五 生物技术与环境污染治理 一 人类的生存环境 自然环境地质环境 矿藏 温泉 自然遗迹 土壤环境大气环境水体环境 海洋 湖泊 河流 生物环境 森林 草原 野生动植物等 社会环境生产环境交通环境商业环境聚落环境文教环境卫生环境旅游环境 环境与生态平衡 自然环境中的生态圈 生物圈初生大气 氮 氢大气圈次生大气 又称原始大气 CO2 CH4 H2SNH3 少量HCN 没有游离的氧第三代大气 温室效应与臭氧层变薄日趋严重 水圈岩石圈各圈层之间进行物质和能量交换 温室效应 大气吸收生热红外线辐射使地球气温持续上升的效应 主要原因是大气中CO2含量持续上升 温室效应的直接后果是地球温度持续上升 其次 温度上升导致海平面上升 据报道 今后的50年海平面可能上升20 150cm 荷兰 威尼斯 尼罗河三角洲等地可能被海水淹没 伦敦的泰晤士和可能会泛滥 生态难民将浪迹他乡 第三 种植业将会受到巨大影响 草原减少 土壤沙化 风雹 虫灾会增加 臭氧层变薄 南极上空甚至出现空洞 原因 1氟利昂 氯氟化碳 过量使用2大量化肥的使用 硝酸盐氮的低氧化物大量产生 后者在紫外线的作用下使臭氧分解 危害 导致人类皮肤癌患者增加 措施 减少森林的砍伐 特别是热带森林 是吸收的主力军减少有害气体的排放 体操是用乙醇燃料 或采用核能天然气减少的排放制定签署限制氯氟烃生产的条约 特别是制冷剂 应禁止使用氟利昂 选育优良农作物品种 抗旱抗高温品种 提倡节水农业 物质循环水循环 Watercycle CO2 6H2Ohv叶绿素C6H12O6 6O2 氮循环 大气中约含 氮气 碳循环 二 人为逆境 由人类活动产生的不利于生物生存的环境状态产生人为逆境的因子称为人为逆境因子 一 环境的化学性污染 大气的化学性污染水体的化学性污染土壤的化学性污染 1 大气的化学性污染 2 水体的化学性污染 污染源 工业废水生活污水农业退水 3 土壤的化学性污染 有机污染物重金属化学肥料 二 环境的物理性污染 电离辐射非电离辐射噪声污染热污染 1 电离辐射 电离辐射主要是 射线 射线 射线 X 射线 核工业 废弃物 意外事故核爆炸试验 其他人为来源 2 非电离辐射 雷达 激光器紫外辐射 灭菌灯 太阳微波 射频辐射 3 噪声污染 过响声妨碍声不愉快声无影响声 4 热污染 大量废热 热废水 废气 热辐射 不断进入环境 使环境温度升高 工业冷却水 热废水 热辐射居民炉灶 空调机动车 密集人群 三 病原体的传播与外来物种的引入 1 病原体的传播2 外来物种的引入 空气病原菌水体病原菌土壤病原菌 四 自然资源的过度开发 水资源的过度开发土地资源的过度开发生物资源的过度开发 三 污染物对生物的影响 污染物 生物系统 生物分子 RNA DNA 酶 生化反应 应激蛋白乙酰胆碱脂酶抑制金属硫蛋白 体内代谢 混合功能氧化酶 谷胱甘肽转移酶 DNA修复酶 细胞和细胞器 细胞膜影响染色体损伤线粒体改变 个体影响 死亡繁殖行为改变 种群参数 种群密度生产力基因结构竞争改变 群落参数 群落结构能量传递稳定性 一 在分子水平上的影响 对蛋白质的影响对核酸的影响对酶的影响 1 对蛋白质的影响 蛋白质中的活性基团 OH NH2 SH诱导产生功能蛋白质 2 对核酸的影响 紫外线 放射性损伤化学物质损伤可修复 3 对机体酶的影响 可诱导出多种酶 混合功能氧化酶 抗氧化防御系统酶 GSH VC VE SOD酶 Ct 胡萝卜素 污染物对酶的抑制作用 抑制腺三磷酶 ATPase 有机氯农药乙酰胆碱酯酶 有机磷农药 二 污染物在细胞水平的影响 对细胞膜的影响膜脂的过氧化影响膜的离子通透性污染物与膜受体结合细胞器的影响对线粒体的影响对内质网的影响 三 污染物在组织水平上的影响 靶器官 污染物进入机体 被分布到机体的特殊器官上 对组织器官的影响大气污染物导致叶组织死亡铅损伤造血细胞和神经细胞 四 污染物在个体水平上的影响 死亡行为繁殖生长 发育 1 死亡 一定剂量或浓度作用下污染物能引起动物死亡 这样的剂量或浓度称致死剂量或致死浓度 不同污染物引起同一物种死亡率不同 同一污染物可导致不同物种死亡率不同 生物的生理状态 年龄 发育阶段影响致死浓度 2 行为改变 回避行为捕食行为影响胃口降低捕食能力降低捕食效率警惕行为 3 对繁殖的影响 污染物影响繁殖系统污染物的激素活性 天然雌激素和合成雌激素植物雌激素具雌激素的化合物 有机磷表面活性剂 塑料添加剂 食品添加剂 工业废水 生活污水 4 对生长与发育的影响 生物体从食物中获取的能量超过机体维持正常所需能量时 才能进行生长 发育 繁殖有些污染物导致生长发育受阻有些污染物不影响摄食率和生理代谢 五 污染物在种群和群落水平上的影响 四 环境污染的生物净化 微生物对污染物的降解与转化是污染处理和净化的基础 微生物个体小 比表面积大 代谢速率快微生物种类繁多 分布广泛 代谢类型多样微生物具有多种降解酶微生物繁殖快 易变异 适应性强微生物具有巨大的降解能力 生物净化方法 污水的生物处理固体废弃物的生物处理大气的生物处理 污水的生物处理 污水的好氧生物处理活性污泥法生物膜法废水的厌氧生物处理 活性污泥法 污水 初次沉淀池 曝气池 空气 二次沉淀池 再生池 污泥 污泥 出水 回流污泥 生物膜法 废水的厌氧生物处理 2 固体废弃物的微生物处理 堆肥卫生填埋厌氧发酵 3 大气污染物的微生物处理 煤炭的微生物脱硫微生物对无机废气的处理微生物对有机废气的处理 煤炭的微生物脱硫 氧化亚铁硫杆菌 氧化硫硫杆菌 假单胞菌等处理有机硫 微生物对无机废气的处理 硝化细菌 硫化细菌 氢细菌等生物膜法吸收塔 微生物对有机废气的处理 微生物吸收法 微生物洗涤法 利用活性污泥配制的混合液微生物过滤法 用含有微生物的固体颗粒吸收 五 生物技术与环境污染治理 清洁生产可降解材料环境治理 环境污染治理 基因工程细胞工程酶学工程发酵工程 1 基因工程与环境治理 降解性质粒的发现分解尼龙的基因工程菌抗金属基因工程菌抗除草