第二章 生物富集

第二章生物富集第1页，课件共20页，创作于2023年2月第一节生物富集的概念生物从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解化合物，导致生物体内该物质的浓度超过环境浓度的现象——生物富集（又称为生物浓缩）生物富集常用富集系数或浓缩系数表示富集系数生物体内污染物浓度/环境中污染物浓度第2页，课件共20页，创作于2023年2月第二节生物富集的机制生物学特性污染物的性质污染物的浓度和作用时间环境特点富集与食物链第3页，课件共20页，创作于2023年2月1、生物学特性生物学特性包括5个方面：第一、生物有机分子第二、生物器官第三、不同发育阶段第四、不同生物种类第五、超积累植物第4页，课件共20页，创作于2023年2月第一生物有机分子生物体内能够与污染物（尤其是重金属）结合的有机分子包括：糖类、蛋白质、脂肪类和核酸类以及一些有机小分子。有机分子对污染物结合能力的强弱和结合数量的多少取决于：有机分子上能够与污染物相结合的活性物质的活性强弱和数量多寡。第5页，课件共20页，创作于2023年2月糖类：单糖分子含有醛基或酮基，双糖分子含有半缩醛羟基和醇羟基等活性官能团，可与金属离子结合；蛋白质：含有氨基和羧基，其中羧基可与金属离子结合。在能够与重金属结合的蛋白质中，最重要的是金属硫蛋白及类金属硫蛋白。脂类含有脂键，脂键能够与金属离子结合形成络合物或螯合物。核酸是极性化合物，既含有磷酸基团又含有碱性基团，在一定条件下可与金属结合，目前知之甚少。第6页，课件共20页，创作于2023年2月第二、生物器官生物不同器官对污染物的富集程度存在很大差异:鱼类对Pb的积累表现为：鳃>内脏>骨骼>肌肉。鸡对Pb的积累表现为：骨骼>内脏>肌肉>鸡蛋。水稻对Pb的积累表现为：根>叶>茎>谷壳>米。第7页，课件共20页，创作于2023年2月第三、不同生育期水稻不同生育期各器官Pb含量（mg/kg）第8页，课件共20页，创作于2023年2月第9页，课件共20页，创作于2023年2月第四、不同生物种第10页，课件共20页，创作于2023年2月第11页，课件共20页，创作于2023年2月第五、超积累植物超积累植物：能超量吸收和积累重金属的植物。Jaffre等（1976）在他们的论文题目中首次使用该概念，Brooks等（1977）用该概念定义含Ni浓度超过1000mg/kg的植物。第12页，课件共20页，创作于2023年2月超积累植物研究简史1885年，Baumann发现堇菜属和遏蓝菜属植物的含Zn量大于1%；20世纪30年代，Beath和他的同事发现黄芪属13种植物能够超量积累Se（Se〉1000mg/kg）；Minguzzi等（1948）发现庭荠属植物干叶组织含Ni量高达7900mg/kg；到了1980年代，人们提出利用超积累植物治理重金属污染土壤的想法；目前，超积累植物和植物修复的研究成为植物学、生态学、土壤科学和环境科学研究的热点之一。第13页，课件共20页，创作于2023年2月重金属在土壤和普通植物中的平均含量及超积累植物的临界标准mg/kg.DW元素正常土壤普通植物含量超积累植物的临界标准Cd0.1100Co1011000Cr6011000Cu20101000Mn8508010000Ni4021000Pb1051000Se0.11000Zn507010000第14页，课件共20页，创作于2023年2月Ni的超积累植物：318种，主要包括大戟科（83）、十字花科（82）、紫箢属（２７）、大风子科（１９）黄杨科（１７）、茜草科（１２），其他７８种来自３１个不同的科。Ｚｎ的超积累植物主要是十字花科的遏蓝菜属及蓼科、堇菜科的某些种类。Ｐｂ的超积累植物主要是十字花科的遏蓝菜属植物。Ｃｄ的超积累植物包括十字花科的遏蓝菜属植物和浮萍。Ｃｏ和Ｃｕ的超积累植物较少。Ｓｅ的超积累植物主要是黄芪属植物。第15页，课件共20页，创作于2023年2月2、污染物的性质污染物的性质包括：第一、污染物的价态第二、污染物的形态第三、污染物的结构第四、污染物的相对分子量第五、污染物的溶解度第六、污染物的物理稳定性第七、污染物的化学稳定性第八、污染物的生物稳定性第九、污染物在溶液中的扩散能力第十、污染物在生物体内的迁移能力第16页，课件共20页，创作于2023年2月3、污染物的浓度和作用时间污染物的浓度越高、作用时间越长，则生物体内污染物的富集量相对越多。第17页，课件共20页，创作于2023年2月4、环境特点土壤水分过高，污染物以还原态为主，活性受到抑制，植物富集量减少；土壤水分过低，污染物可给量数量减少，植物富集量亦减少；土壤pH值降低，有利于污染物质活化，植物富集量增加；土壤中大量有机质和矿物质的增加，降低植物对污染物的富集量；土壤类型能够影响植物对污染物的