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1、水域生态学,第十六章 水污染生态学,第一节 水污染对水生生物的影响,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,一、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。与海洋和陆地相比，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。据统计地球上咸水占973，而淡水仅占2.7。就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750m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。,水资源现状-2,随着工农业生产的发展和人们生活水平的提高，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
2、要量将逐年增加。这一发展的趋势是无法阻挡的。造成淡水紧缺的更重要的原因是水污染十分严重。宝贵的水不能循环使用，这是对水资源的最大破坏，而且还直接危害了人类的健康。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3362亿吨，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。,二、1.胁迫的定义,胁迫(stress)是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。它的标准工程定义是指由于外部的力，不均匀的
3、温度等引起一个弹性物质的变形或应力变化。stress是对这一弹性物质在该条件下的种定量表示方法。这一工程上的术语被生态学家用来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。这些变化可称之为胁迫效应(stress effect)。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。,四、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
4、(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?如果该种化学品己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。,原理,同化容量（assimilative capacity）是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。Cairns认为在生物效应浓度之下的都是同化容量(私人通讯)。通常的方法是要测定生物效应浓度和环境浓度，如果环境浓度低于生物效应浓度，则表示还有剩余的容量。如果环境浓度高于生物效应浓度，则表示已超过了同化容量，带来了危害。公害评价要有系列的试
5、验数据(称为“Tiers”)即扫描试验(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。此图中有两条粗线。即客观存在的生物效应浓度和环境浓度。在这粗线的上下各有两条虚线相随，虚线间的跨距将随着信息的增加（即Tier的递进）而缩小。,原理,在图左边的跨距大，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了，但是不可能消失，因为人们不可能做无休止的试验以完全消除这种不确定性因此这两条粗钱是理论值。根据
6、生物效应线下面的浓度区域可以决定同化容量区域。人们要合理地管理环境，必须使化学物的环境浓度明确地低于生物效应浓度。同时要注意这两条粗线上下的虚线(渐近线)会互相交叉的。如果公害评价时进行的试验是在交叉点的左边，那就很有可能得出生物效应浓度在环境浓度之上，于是评审者就会做出错误的裁决。只有在交叉点的右边，在条纹区内，才能做出正确的判断。此外，还须指出交义点在Tier1，2，3均可出现，这要视虚线的斜率而定。确实，在Tiers 试验系列中现在还没有足够的方法能有效地测量客观存在的环境浓度和生物效应浓度，还需要从方法上进行探索。,生物效应浓度和环境浓度之间的关系,从理论上说，生物效应浓度和环境浓度之
7、间存在着三种关系(图134)：生物效应浓度大大地高于环境浓度(图13.4a)。有较大的安全余地(safety margin)。在这种情况下人们可以合理下结论，即使用这化学品的危险性较小，通过部分的Tiers试验就可以作出正确的裁决，在常规的生物监测中只须采用少量合理的参数。生物效应虽在环境浓度上，但十分接近(图13.4b)。安全余地很窄，只有通过整个Tiers试验，才能对化学品的危害作出科学的判断。环境浓度高于生物效应浓度(图13.4c)。没有安全余地，这种化学品应禁止进入环境。因此，化学家们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 生物效应浓度是至关重要的。而且两者是不可分割、不可偏废的。只有这样才能对公害作出正确的评价和预报,
