南极海洋生物持久性有机污染物:水平、传递与风险评价

尽管南极被认为是远离人类污染的净土,但近年来不断发现有机氯农药、多氯联苯、多溴联苯醚和全/多氟化合物等传统和“新型”持久性有机污染物(POPs)存在于南极的非生物及生物环境中,由此引发了全球各国对南极生态系统的不断关注。POPs性质稳定,能够久存于环境中,并具有毒性,易富集于生物体内并产生一定的健康风险。为了解南极和南大洋持久性有机污染物的生物地球化学过程及其对生物种群和生态系统产生的影响,本文以南大洋典型食物链为主线并结合南极海洋生物生活习性,综述了近年来国内外学者对南极海洋食物链不同营养级生物体内POPs的研究现状,并对南极海洋生态系统POPs研究前沿和热点提出了展望。研究显示,南极地区是世界上污染程度最低的地区,但过去几十年有关南极海洋生物中POPs的类型不断增加,表明该地区受到地区内/外活动的影响日益增加。零散的研究数据以及各异的技术方法使得目前仍无法阐析POPs沿食物链传递的机制。有关南极海洋生态系统POPs动态的长期监测与评估计划亟待建立。     

重金属在海洋食物链中的传递

近年来 ,金属在不同海洋食物链中摄食富集的定量研究得到越来越多的关注。自然环境中生物体内金属的浓度并不一定和生物在食物链中所处的营养级有相关关系 ,金属在生物体内的富集还受到生物的同化、排出等过程以及其它生理生化因子的影响。在经典的海洋浮游生物食物链中 (浮游植物→桡足类→鱼类 ) ,桡足类往往可以很有效地排出体内的金属 ,同时鱼类的金属同化率又很低 ,所以该食物链中金属的浓度随食物链水平增加而减少。目前研究发现只有甲基汞和铯 Cs会被食物链所放大。在以腹足动物为顶级捕食者的底栖食物链中 ,因为生物结合金属的效率很高 ,高同化率和低排出率导致金属浓度在生物体内得到放大。重金属在生物体内的可利用性可以通过测定同化率、排出率等参数、并结合考虑生物对该金属的消化行为 ,运用一个简易的动态模型来估算。已有的研究中人们多考虑金属的化学性质对食物链传递的影响。着重介绍了近年来国外对金属在不同海洋食物链 (底栖和浮游 )中的传递的研究成果 ,强调在金属的生物可利用性评估中 ,要充分考虑到动物的生理、生化过程的影响 ,同时也必须认识到不同的海洋生物有着复杂且不同的金属代谢机制     

重金属污染对鸟类的影响

鸟类属于高等脊椎动物,是食物链中的高级消费者,由于生物富集作用,鸟类容易受到环境中污染物质的影响。鸟类羽毛和卵壳中的重金属浓度可以反映其所处环境中重金属的污染状况,因此可以用鸟类作为指示生物来监测环境中的重金属污染。对重金属污染的来源和特征进行了介绍,阐述了重金属污染对环境安全构成威胁的原因,分析了汞、铅、镉、砷、铜等几种重金属元素在鸟体内富集的特点及其对鸟类的危害。重金属污染物在不同生物体内的浓度存在差异,反映出它们通过食物链的生物富集和放大,对环境和鸟类的毒害作用有所增加。建议选择野生鹭类、麻雀和喜鹊等鸟类作为指示生物监测环境中的重金属污染。     

重金属镉、锌在菹草叶细胞中的超微定位观察

水环境污染中十分突出的是重金属的污染 ,主要来源为流入物、渗漏和大气沉降 (Ｌａｒｃｈｅｒ ,1995 )。由于重金属污染物不但不能被微生物所分解 ,而且能在生物体内富集 ,并通过水生食物链的生物放大作用而对高营养级的生物甚至人类造成危害 ,因此日益引起人们的特别关注。许多研究从超微结构损伤和生理生化的角度研究了重金属对植物的毒害机制。施国新等 (2 0 0 0 )观察了重金属汞、镉污染对水生植物黑藻叶细胞的超微结构损伤。彭鸣等 (1991)研究了重金属镉、铅诱导的玉米超微结构的变化。李荣春 (2 0 0 0 )研究了Ｃｄ、Ｐｂ及其复合污染…     

高寒草甸生态系统食物链结构分析--来自稳定性碳同位素的证据

稳定性同位素技术应用于生态系统物质流动和食物链营养关系的研究方法 ,是基于生物体内天然存在的同位素比值与它们食物密切相关这一原理建立起来的。即将生物体内的稳定性同位素比值 (如δ1 3C)作为一自然标记 ,根据物种间该值的相对差异 ,追踪生态系统中的主要物质 (如碳源 )的来源和物质流动。于 2 0 0 2年 4～8月测定了高寒草甸生态系统主要生物群落中物种的稳定性碳同位素比值 (δ1 3C) ,依据得到的系统的富集因子( 1 0 5± 0 4 5 )‰ ,分析并确定了所测物种间的取食与被取食关系。结果发现 :高寒草甸生态系统由 5条主要的食物链构成 ,其中 1条为“植物→小型哺乳类→食肉兽 /猛禽”的三节点食物链 ,2条为“植物→牲畜和植物→植食性鸟类”的二节点食物链 ,2条分别为“植物→昆虫→雀形目鸟类→猛禽 /食肉兽”和“植物→昆虫→两栖类→猛禽 /食肉兽”的四节点食物链 ;系统食物链的最大长度为 3 5 3 ,与系统的最大节点数相近。表明稳定性碳同位素可以作为分析高寒草甸生态系统食物网和食物链结构以及食物链长度的有效代理 (proxy)。     

生态系统中的菌流

本文对生态系统中的能量液、物质流和信息流作了扼要的评述,提出了“菌流”新概念。菌流是指正常微生物群组分通过食物链或其它媒介在生态系统中不同营养级生物体内或体表持续稳定的流过程。生态系统中的菌流具备以下特征：１．流转的基本单位为活体群,其数量在特定的营养级都存在动态变化阈值;２．流转的基本单位对各营养级生物体存在正向压力;３．流转的途径为食物链或其它媒介,并且食物链对菌群有衰减与放大作用。菌流不仅是     

关于生态系统中食物链、营养级的几个问题

在生态系统内,各类生物之间存在着一系列的吃与被吃的关系。这种以食物营养为中心,生物个体之间捕食与被捕食的链条关系,称为食物链。食物链是一环扣一环的。各种生物体分别位于食物链的不同环节上(按食性划分)。食物链的每一个环节称为营养级,食物链长短不一,营养级的数目也不一样。由于各种生物的营养关系复杂,一种消费者常常不只吃一种食物,而一种生物又可被不同消费者所吃,这样就决定了在一个生态系统内有许多食物链。这些食物链彼此相互交结,紧密相联,构成     

浅谈生态金字塔

任何一个生态系统都包括生物和非生物两类成分。生物成分的生产者和消费者之间,由于取食关系而形成一种单向联系,即食物链。食物链是生态系统中物质循环和能量流动的渠道。因此,关于食物链的研究,在生态学研究中占有重要地位。食物链上的每一个环节被称之为营养级。在顺序的营养级序列上,后一营养     

能量在食物链中流动的一种简单模型

本图解是利用一张四边形方纸,帮助学生理解在食物链中包括的几种营养水平.纸片a表示食物链中的植物在光合作用过程中所捕获的能量. 将这张纸片撕成对等的两半张(b,c),表示植物利用这种能量的途径,即一半(c)用于“生命过程”,而另一半(b)用于形成新的植物组织.     

应用碳氮同位素技术研究重金属在大亚湾食物网中的累积

大亚湾是受人类活动影响严重的典型亚热带半封闭海湾,长期受到重金属污染的压力,但是重金属在大亚湾生态系统中的累积情况尚不清楚.于2015年夏、冬两季(6月和12月)分别采集海水、沉积物和生物样品(包括浮游生物、游泳生物、底栖生物),在通过稳定同位素(δ¹³C和δ¹⁵N)构建大亚湾食物网结构的基础上,分析重金属(Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Cd和Pb)在大亚湾食物网中的累积和传递特征.结果表明:大亚湾生物体的主要物质来源于海洋,但也受到淡水输入的影响;大亚湾生态系统的食物链长度较短,最高营养级为3.48;高级捕食者鱼类在夏季摄食广泛,而冬季偏向于底栖食性.大亚湾环境和生物体内重金属浓度整体符合国家标准,仅发现个别站位海水中Zn和Pb超出第一类海水水质标准,口虾蛄和断脊口虾蛄体内Cd超过农产品安全标准.Cr、Co、Ni、Zn、Cd、Pb在夏、冬两季沿着食物链的传递其生物累积水平显著降低;Cu在夏季沿着食物链的传递其生物累积水平显著降低,冬季有降低趋势但不显著;Ag与营养级之间并没有显著相关性,但在甲壳动物中有生物放大的潜能.研究表明大亚湾生态系统中重金属基本处于正常状态,而Zn、Ag、Cd、Pb等重金属需要进一步关注.     

用"倍率法"解析食物链中的生物量

1)在 1条食物链中求解各营养级之间的生物量 ,只须按能量流动效率进行相应的“放大”(按营养级递减计算 )或“缩小”(按营养级递增计算 )即可。如在“硅藻→小甲壳动物→小鱼→大鱼”食物链中 ,若大鱼增重 1g,至少需小甲壳动物多少克 ?由题意能量流动效率应取2 0 % ,即按“5倍率”进行“放大”计算 ,其结果应为 1× 5 2= 2 5 g;相反地 ,若消耗了 10 0 0 g硅藻 ,大鱼至少增重多少克 ?此时能量流动效率应取 10 % ,即按“10倍率”进行“缩小”计算 ,其结果应为 10 0 0 / 10 3=1g。2 )在由多条食物链组成的食物网中 ,求解营养级之间的生物量时 ,…     

对“生物与环境”一章的二点分析

高中《生物》第七章“生物与环境”讲述的是有关生物与环境之间密切关系的基础知识。教师在讲述生态系统中的食物链、能量流动等时,建议从以下几方面加深对问题的分析理解,以利提高课堂教学质量。一、关于食物链高中生物课本中对食物链所下定义是:“在生态系统中,各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系,叫做食物链”。由于这个概念中没有指明任何食物链(捕食链)都是以绿色植物为基础,从食草动物为开始的过程。因此,有些学生就搞不清在一个生态系统中由许多食物链彼此互相连结的食物网中的确切食     

持久性有机污染物在水生食物网中的传递行为

食物网是持久性有机污染物(POPs)在水生生态系统中传递的重要途径,了解其传递行为与机制是POPs生态暴露风险评价的科学基础。从4个方面展开了讨论和分析:(1)食物网主要特征(营养级和食物链长度)与POPs环境行为的关系;(2)POPs在底栖及底栖-浮游耦合食物网中的环境行为;(3)微食物网对POPs环境行为的作用;(4)食物网的变化对POPs环境行为的影响。主要结论如下:(1)已有研究对水生生物中POPs生物放大作用存在较大争议。一般营养级越高,POPs生物富集性越强,但由于各种生态和生理性质的影响,也存在例外情况。食物链长度与POPs生物富集性呈正相关。(2)POPs通过底栖食物网将沉积物中的POPs向上传递,底栖-浮游食物网的耦合提高了高营养级消费者的暴露风险,目前就POPs在底栖食物网中的生物放大性是否大于浮游食物网存在争议。(3)微生物具有较大的比表面积,是吸附POPs的重要载体。另,沉积物中的微生物通过分解有机质,将POPs释放到水柱中。微生物降解也是环境中POPs脱离环境的重要途径。(4)在内、外压力下,食物网结构和功能发生变化,使物质和能量的传递方向和效率发生改变,并与环境理化性质的变化互相耦合,影响POPs的环境行为。当前研究的重点多集中在POPs在浮游食物网,尤其是高营养级浮游食物网中的环境行为,对POPs在底栖及底栖-浮游耦合食物网和微食物网中环境行为的研究相对缺乏。有关POPs在食物网中环境行为的研究多集中在食物网的某个部分,时间尺度较短,缺乏对POPs环境行为动态变化的研究,未来需深入开展多尺度和多角度的POPs在食物网中环境行为的动态变化研究。新型POPs的生产和使用量不断增加,但有关其在食物网中环境行为的相关分析还较为匮乏,需加强研究。     

Aroclor 1248对大弹涂鱼的毒性与氧化胁迫

<正>多氯联苯(PCBs)是典型的持久性有机污染物(POPs),具有难降解性、生物毒性、生物蓄积性、远距离迁移性,因此可通过食物链而富集并直接危害人类健康,已成为全球性的重要污染物之一。近20年来,虽然在多数工业化     

食物链长度理论研究进展

食物链长度（Food chain length,FCL）是生态系统中最重要的特点之一,它通过改变生物间的营养关系,影响着生物多样性,群落的结构以及稳定性;它是反映食物网物质转换与能量传递的综合指数,食物链及其动态特征是生态学许多重要理论的基础,食物链长度理论的研究进展,推动了人们对水域生态系统中生物和非生物相互作用的理解。回顾了食物链长度的3种度量方法及其详细的计算方法,在此基础上简述了各方法的特点。综述了食物链长度的决定因素的4种假说（资源可利用性假说、生产力空间假说、生态系统大小假说、动态稳定性假说）及其交互作用,重点总结了湖泊食物链长度的空间格局与决定因素的研究进展。最后,食物链长度研究展望,包括食物链长度决定因子研究存在的问题及发展方向的总结,以及在在水域生态学中的应用的研究进展,例如食物链长度在指示污染物的生物富集中的研究进展、食物链食物链长度在指导生物操作、以及在食物链长度在对气候变化响应方面的研究进展等等。     

"生态系统的能量流动"一节的教学设计

“问题导学法”是一种以教材为依据 ,通过学生对问题进行分析、探究来获得知识和发展能力的一种课堂教学模式 ,这种教学法注重学生主体地位的发挥和能力的培养 ,充分体现了“以学生为中心”的教学理念。教师的作用主要体现在如何设计问题和组织教学。笔者在“生态系统的能量流动”一节的教学中成功运用了此方法 ,收到了良好的教学效果。1　教材内容分析生态系统的能量流动是生态系统的基本功能之一 ,能量流动的结构基础是食物链和食物网 ,生态系统中能量的输入和输出涉及到生物新陈代谢过程中光合作用和呼吸作用的知识 ,能量在各个营养级上…     

三氯生单独暴露对斑马鱼幼鱼眼部的毒性研究

三氯生(2,4,4’-三氯均二苯脲, triclosan, TCS)是环境中应用最为广泛的新兴外源性污染物之一,可强烈地吸附在土壤、沉积物、胶体中。TCS具有生物蓄积作用,在生物体内的富集浓度远超过在水、土壤等环境中的浓度,并且可通过生物富集作用进入食物链。本实验以斑马鱼(Danio rerio)胚胎为模型,探讨不同浓度的TCS暴露对斑马鱼胚胎、幼鱼发育的影响。结果发现, TCS暴露对斑马鱼胚胎和幼鱼具有较强的致畸、致死效应。为了进一步了解TCS对斑马鱼眼部超微结构的影响,将其眼部电镜切片放在透射电镜下观察。结果显示, TCS暴露后斑马鱼幼鱼眼部感光细胞外节盘数量明显减少,外网状层及内网状层较对照组明显变薄且空泡化严重,外核层细胞核固缩现象严重甚至部分细胞核出现溶解的现象。实验结果表明TCS暴露对斑马鱼幼鱼眼部发育有潜在的毒性作用,这可为进一步探讨TCS对人体潜在的毒性作用提供科学、可靠的依据。     

中国红树林湿地有机污染物研究进展

随着经济的发展, 分布于热带、亚热带沿海潮间带的红树林遭受到各类污染物的威胁。各种陆源有机污染物严重威胁着红树林湿地的水体、沉积物及生物体。汇总我国红树林生态系统水、沉积物及生物体内多环芳烃、多氯联苯、有机氯农药、抗生素、溴代阻燃剂等机污染物的研究结果, 进而评价我国红树林生态系统的有机污染现状及生态风险。总体来看, 已有多种污染物在红树林水体、沉积物及生物体中检出, 有机污染物含量处于较低水平。红树林水体中有农药及抗生素检出; 沉积物中多环芳烃、多氯联苯含量在珠江口地区最高, 二者在沉积物中的潜在生态风险较低; DDT 在红树林沉积物中的生态风险属于较低水平, 但部分红树林区DDT 含量存在超过ERM 的现象, 应引起重视;多溴联苯醚等“新型”有机污染物在珠江口红树林沉积物中普遍检出。多种有机污染物在红树林植物及林内生物体种存在生物富集效应。红树林是多种有机污染物的重要蓄积地。     

用生物模拟采样技术研究硝基芳烃在鱼体内的富集和降解

生物模拟采样技术的一个典型代表是三油酸酯/半渗透膜采样器件（SPMD）,是将于体内的一种典型中性脂封装在一个半渗透膜内,允许水相污染物跨膜在内侧脂相富集,原理和生物富集过程相似。本研究在实验室控制条件的流动体系中,研究了九种典型低疏水性的硝基芳烃化合物在SPMD和金鱼体内的富集动力学过程,探讨利用SPMD模拟硝基芳烃化合物在金鱼体内的富集,并和同期进行的金鱼富集实验结果比较,讨论该类污染物在金鱼体内降解的构效关系。结果表明,SPMD能够用模拟鱼从水体中亲脂性富集硝基芳烃化合物的过程,富集系数和化合物正辛醇/水分配系数相似;当SPMD和鱼暴露于同一浓度水体时,SPMD富集系数和BCF之间的差别能够表征该化合物在鱼体内的酶促降解过程。     

广州黄埔区夜鹭和池鹭体内汞浓度和分布特性

1　引　　言许多研究表明,汞是能在食物链中富集的重金属[2].汞对鸟类的危害受到广泛的关注,Sundlof等[12]学者指出,全球涉禽种群减少的部分原因可能是汞中毒.鸟类从食物中摄取的汞在体内组织中富集.在鸟的生长过程中,体内富集的汞释放入羽毛中,鸟类通过定期的换羽把汞排出体外.汞进入羽毛后牢固地与羽毛中的角蛋白结合,其生理和化学过程比较稳定,所以汞在羽毛中的浓度最高.有研究表明,博氏鸥(Larusphiladelphia)成鸟体内93%的汞存留在羽毛中,黑鸢(Milvusmigrans)体内70%的汞在羽毛中[1,9].羽毛中汞的浓度与鸟体内组织中汞浓度相关[4].其…