新型持久性有机污染物的生物富集 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容简介

　　环境中的新型持久性有机污染物是近20年来环境科学领域持续关注的一个重要热点问题。生物可富集性是持久性有机污染物的重要特性。了解这些新型持久性有机污染物的生物富集特征是当前研究的一个重要领域。
　　《新型持久性有机污染物的生物富集》首先简明扼要地概括及总结了有机污染物生物富集的相关概念、原理、方法、研究历史与现状。基于室内暴露实验和野外实际监测的数据，讨论了新型持久性有机污染物多溴联苯醚（PBDEs）、六溴环十二烷（HBCDs）、得克隆（DP）及短链氯化石蜡（SCCPs）在生物中的富集、代谢及食物链传递特点。着重探讨了这些新型持久性有机污染物在水生、陆生生物中的差异性富集及机理。同时也介绍了卤代持久性有机污染物在电子垃圾回收区不同植物中的叶片和根系吸收过程及机理。
　　《新型持久性有机污染物的生物富集》可以作为高等院校环境科学、环境工程等专业的教学参考书，也可供从事环境生物学、污染物环境监测、化学品控制与管理的研究人员和技术人员参考。

内页插图

目录

丛书序
前言

第1章 持久性有机污染物的生物富集概论
本章导读
1．1 生物富集及相关术语
1．2 生物富集的研究内容
1．3 生物富集的评判指标与基准值
1．4 生物富集研究历史与现状
参考文献

第2章 生物富集的基本理论与方法
本章导读
2．1 生物富集的生理过程
2．1．1 吸收与排泄
2．1．2 组织分布
2．1．3 生物代谢
2．2 生物富集的相关原理及实验测定方法
2．2．1 生物浓缩机理与实验测定方法
2．2．2 生物放大机理与实验测定方法
2．3 生物富集模型
2．3．1 生物富集的经验模型
2．3．2 生物富集的机理模型
参考文献

第3章 典型卤代持久性有机污染物在电子垃圾回收区植物中的富集
本章导读
3．1 植物富集的相关机理
3．1．1 植物叶面吸收机制
3．1．2 植物根系吸收机制
3．2 广东清远电子垃圾回收区两种植物对大气中典型卤代持久性有机污染物的富集及机制
3．2．1 样品采集、处理及分析
3．2．2 大气中的卤代持久性有机污染物及季节变化
3．2．3 卤代持久性有机污染物在大气中的气粒分配
3．2．4 植物中的卤代持久性有机污染物浓度、组成与季节变化
3．2．5 植物中卤代持久性有机污染物与大气中卤代持久性有机污染物及气象条件间关系
3．2．6 植物叶面从大气中吸收PBDEs及PCBs的机制
3．2．7 植物／大气分配系数与化合物辛醇／空气分配系数的关系
3．3 电子垃圾污染土壤中典型卤代持久性有机污染物在水稻中的富集与传递
3．3．1 实验方案设计
3．3．2 样品处理与分析
3．3．3 电子垃圾污染土壤对植物生长发育过程中形态及生理参数的影响
3．3．4 种植前后土壤中卤代持久性有机污染物的变化
3．3．5 水稻组织中卤代持久性有机污染物的浓度及污染物组成
3．3．6 卤代持久性有机污染物从土壤到水稻根部的累积（土壤-根部富集因子，RCF）
3．3．7 卤代持久性有机污染物从根到茎及从茎到叶的传递
参考文献

第4章 多溴联苯醚生物富集及转化的室内模拟研究
本章导读
4．1 食物暴露条件下PBDEs在鲤鱼中的富集、代谢及转化的稳定碳同位素示踪
4．1．1 三种PBDEs工业品的鲤鱼暴露实验
4．1．2 PBDEs的提取与定量分析
4．1．3 鱼体中PBDEs单体稳定碳同位素分析
4．1．4 质量保证与质量控制
4．1．5 PBDEs在鲤鱼肠道中的吸收与转化
4．1．6 PBDEs在鲤鱼体内的单体组成模式及其脱溴代谢
4．1．7 鲤鱼血清中MeO-BDEs和OH-BDEs
4．1．8 单体稳定碳同位素示踪PBDEs单体在鲤鱼中的脱溴代谢
4．2 室内暴露条件下PBDEs在水生食物链上的富集、传递及代谢特征
4．2．1 TBDE-71X工业品水生食物链暴露实验及样品分析
……

第5章 多溴联苯醚在水生生物中的富集与食物链传递
第6章 多溴联苯醚在水生、陆生鸟类中的富集与食物链传递
第7章 六溴环十二烷的生物富集与放大
第8章 得克隆的生物富集与放大
第9章 短链氯化石蜡在电子垃圾回收区水生与陆生生物中的富集

前言/序言

　　持久性有机污染物（POPs）是指能持久存在于环境中通过生物食物链（网）累积对野外生物及人类健康造成有害影响的化学物质。与常规污染物不同，POPs在自然环境中滞留时间长，极难降解，毒性极强，能导致全球性的传播；被生物体摄入后不易分解，并沿着食物链浓缩放大，对人类和动物危害巨大。很多POPs不仅具有致癌、致畸、致突变性，而且还具有内分泌干扰作用。POPs对人类的影响会持续几代，对人类生存繁衍和可持续发展构成重大威胁。
　　没有富集就没有伤害。POPs排放进入环境后会通过各种途径进入到生物及人体。只有在达到一定的浓度阈值或持续长期暴露才会导致负面效应的发生。在这个过程中，生物富集起到了至关重要的作用。通过生物富集作用，环境中微量存在的POPs会在高等级生物及人体中浓度达到足够产生明显毒害性的程度。与传统的POPs如有机氯农药、多氯联苯及二�逵⒗嗷�合物相比，以卤代阻燃剂为代表的新型或疑似持久性有机化合物具有分子量更大、亲脂性更高以及分子体积大等特点，如十溴联苯醚、十溴二苯乙烷和得克隆等辛醇／水分配系数都在10左右，是超强的疏水性物质。尽管不少生物监测结果揭示出这些化合物广泛存在生物体内，但对于这些强疏水性有机化合物是否具有生物可富集性仍存有争议。与此同时，这些新型卤代持久性有机物一般都具有众多的同系物或者立体／手性异构体，在生物体内会存在各种同系物或立体／手性异构体的选择性富集。有机污染物生物富集研究的最新进展表明，水生、陆生生态系统生物在污染物的富集上存在明显的差异，一些具有较低辛醇／水分配系数，但同时具有较高辛醇／空气分配系数的化合物能在陆生生物中富集和放大，但不能在水生生物中放大。新型污染物强的疏水性限制了其在水生生物体内的富集，但它们是否在陆生生物中产生富集？强的疏水性质是否会影响它们在植物中的富集行为？所有这些问题都迫切需要我们开展更多有关这些新型持久性有机污染物的生物富集行为的研究，一方面丰富有机污染物生物富集的理论知识；另一方面为相应的管理部门提供重要的科学支撑。
　　从2003年起，在连续三期持久性有机污染领域国家重点基础研究发展计划项目（以下简称“973”POPs项目），国家自然科学基金委员会重大、重点、国家杰出青年科学基金及面上项目，中国科学院，广东省自然科学基金委员会重点项目的资助下，我们以新型卤代持久性有机污染物多溴联苯醚（PBDEs）、六溴环十二烷（HBCDs），得克隆（DP）和短链氯化石蜡（SCCPs）为目标化合物，以珠江三角洲为核心研究区域，通过室内暴露及野外生物监测相结合的方法，研究了这些新型污染物在以鱼为核心及以鸟为核心的水生、陆生生物中的吸收、组织分布、生物转化及食物链传递行为，重点关注了这些污染物在水生、陆生生物上的差异性生物富集行为。同时，对卤代持久性有机污染物在植物中的叶面吸收与根系吸收也进行了初步研究。取得的创新性的认识有：有机污染物的植物／大气分配系数与化合物辛醇／空气分配系数之间并不是简单的线性关系，而是表现出由植物吸收污染物机制变化所控制的多段性；在高污染情况下，土壤根系吸收有机污染物的贡献不可忽视；生物代谢的差异性是造成多溴联苯醚生物差异性富集的重要机制，多溴联苯醚和得克隆在水生、陆生生物上的生物富集存在明显差异性；异构化反应是HBCDs立体异构体组成发生变化的重要原因；短链氯化石蜡在高污染水生食物链上为食物链稀释而非放大。同时，我们也利用单体稳定碳同位素技术对多溴联苯醚的生物转化进行了示踪。本书即是上述研究成果的一个综合集成。
　　本书由9章组成，分别是持久性有机污染物的生物富集概论；生物富集的基本理论与方法；典型卤代持久性有机污染物在电子垃圾回收区植物中的富集；多溴联苯醚生物富集及转化的室内模拟研究；多溴联苯醚在水生生物中的富集与食物链传递；多溴联苯醚在水生、陆生鸟类中的富集及食物链传递；六溴环十二烷的生物富集与放大；得克隆的生物富集与放大；短链氯化石蜡在电子垃圾回收区水生与陆生生物中的富集。前两章主要从概念、原理、方法、研究历史与现状等方面较全面地介绍了有关生物富集的基本理论和方法，以期使读者对生物富集的研究内容、研究方法有一个较全面的了解。后面各个章节针对具体某一类化合物，先简要介绍相关化合物的基础信息，包括化学结构、性质、生产及使用情况；然后具体介绍了相关室内暴露、野外环境监测的实验数据和结果；特别注重了污染物在水生、陆生生态系统中的差异性富集与食物链传递行为。污染物的植物富集单独以一章来阐述，也是先介绍基本原理，然后从叶面吸收和根系吸收两个方面介绍了作者课题组的最新成果。总之，本书将以较系统、完整的学科体系和最新的研究成果来编织。

湖泊生态系统中的微塑料与新兴污染物：互作机制与风险评估 本书简介 本书聚焦于当代湖泊生态系统面临的两大关键环境挑战：微塑料污染和新兴污染物（CECs）的广泛存在及其复杂的生态毒理学效应。不同于传统的持久性有机污染物（POPs）研究范式，本书深入探讨了这些新型污染物在水生环境中的动态行为、生物相容性风险以及跨界相互作用的生态学意义。 第一部分：湖泊环境中的微塑料污染特征与归宿 第一章：微塑料的来源、形态学分类与空间分布 本章系统梳理了湖泊微塑料污染的陆源和水源输入途径，包括城市污水处理厂排放、农业径流和大气沉降。详细阐述了微塑料的形态学分类（纤维、碎片、颗粒、薄膜），并重点分析了不同粒径（从宏观塑料到纳米塑料）在湖泊水柱、沉积物和生物体内的空间分布格局。研究表明，粒径、密度和形状是决定微塑料在湖泊中沉降速率和最终归宿的关键物理参数。 第二章：微塑料的表面特性、吸附能力与潜在的“载体效应” 微塑料的表面积大、表面电荷密度低，使其成为环境中多种化学物质的有效吸附剂。本章着重分析了不同聚合物类型（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯）在不同pH值和有机质含量条件下对水体中常见无机离子（重金属）和内源性有机物的吸附/解吸动力学。特别强调了微塑料作为“载体”的角色，讨论了其如何富集和转运持久性有机污染物（POPs）以及其他新兴污染物，进而改变这些污染物在生物体内的暴露剂量和生物有效性。 第三章：湖泊沉积物中微塑料的长期积累与地层学意义 沉积物是湖泊生态系统中微塑料的主要汇集地。本章采用多学科方法（包括红外光谱分析、粒度分析和地层学分层），评估了不同年代沉积层中微塑料的积累速率和累积量。探讨了微塑料在沉积物孔隙水中的迁移机制，以及其对底栖生物群落结构和生物地球化学循环（如碳、氮循环）的潜在干扰。 第二部分：新兴污染物（CECs）的输入、转化与生物学效应 第四章：药物、个人护理产品（PPCPs）和内分泌干扰物（EDCs）的湖泊环境行为 本章聚焦于人类活动高频排放的PPCPs和EDCs，如抗生素、激素类药物和双酚A等。分析了这些化合物在湖水和沉积物中的检出率、浓度范围及其对水生生态系统浓度的影响因素（如光解、生物降解和水合作用）。重点讨论了抗生素的耐药基因（ARGs）在水环境中通过特定化学物质介导的水平转移现象。 第五章：新型工业化学品与农用化学品在水生生物中的生物放大潜力 本章关注当前监管体系中关注度相对较低的新型阻燃剂（如替代性溴化阻燃剂）、塑化剂替代品（如替代性邻苯二甲酸酯）以及新烟碱类杀虫剂的生态毒性。通过分子标记技术和代谢产物分析，评估了这些CECs在湖泊食物网中的生物浓缩因子（BCF）和生物放大因子（BAF），并结合体外酶学活性测定，初步评估其对非靶标水生生物（如藻类、溞和鱼类）的内分泌干扰和神经毒性风险。 第六章：水体中复杂化学混合物的协同毒性与风险评估框架 真实湖泊环境中污染物通常以复杂混合物的形式存在，单一污染物的评估已不能满足现代风险管理的需求。本章探讨了微塑料与特定CECs混合暴露下，水生生物生理功能（如氧化应激、DNA损伤和生殖能力）的变化。引入了基于效应阈值（PNEC）和暴露水平（PEC）的综合风险指数模型，用于评估湖泊生态系统中多重污染物负荷下的整体生态健康状态。 第三部分：污染物互作与生态系统响应 第七章：微塑料与CECs在生物体内的协同吸收和跨膜转运机制 本章深入探讨了生物体如何同时摄入微塑料和附着其表面的CECs。通过同位素示踪实验，分析了微塑料的摄入是否会显著改变水溶性CECs（如PPCPs）的肠道吸收效率。研究了生物体对微塑料表面吸附的污染物（疏水性物质）和水相中溶解的污染物（亲水性物质）的吸收途径是否存在竞争或协同效应。 第八章：湖泊食物网中新型污染物的生物流动态势建模 本书的最后部分构建了一个动态食物网模型，用以预测微塑料和与其联结的CECs在初级生产者、无脊椎动物和鱼类之间的传递效率。模型考虑了污染物在生物体内的吸收、代谢、排泄（ADME）过程以及微塑料在不同营养级之间的“生物传递”效应。这为预测未来气候变化和人类活动强度变化对湖泊污染物生物累积趋势提供了科学基础。 结论与展望 本书总结了微塑料和新兴污染物对湖泊生态系统构成的交叉性威胁，强调了理解污染物在物理载体（微塑料）上和化学性质（CECs）上的相互作用是未来环境科学研究的核心。为湖泊管理和水环境保护策略的制定提供了坚实的科学支撑。