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《污染生态学》教学大纲PollutionEcology课程代码：BK095012学时：32学分：2理论学时：32实验或讨论学时：0适用专业：生态学课程性质：必修撰稿人：谢会成审定人：李传荣一、课程说明（一）课程性质、地位与任务污染生态学属于应用生态学科范畴，是生态学下的一个分支学科，属于应用生态学的一个热点研究领域。该课程是生态学专业的一门必修课。污染生态学研究生物与污染环境的关系规律，以污染物在环境系统和生物系统内的污染生态过程为主线，以典型的生态系统结构和功能对不同污染物的响应规律为主要内容，以典型污染物的污染生态效应及其防治为重点，介绍污染物在环境系统和生态系统内的迁移转化规律，生物受害机制，抗性和净化机制，污染沿食物链富集规律和人体受害原因，和污染生态效益监测与评价及污染生态系统的修复技术。（二）课程教学的基本要求通过本课程的学习，学生应掌握生物对污染物的吸收、污染物在生物体内及生态系统中的迁移，富集，污染物对生物的毒害机理，生物对污染物的解害及抗性形成，生物对长期污染胁迫条件的生态效应和适应进化，水污染，大气污染、土壤污染的生物修复及其污染效应的生物学评价等基本理论和基本知识。理解污染物对生物体毒害作用的测定方法和污染效应的生态学评价程序等基本技能。二、教学内容与学时分配绪论2学时第一节污染生态学的形成、发展和定义0.5学时知识点：污染生态学形成和发展的时代背景、可持续发展的需要、污染生态学的定义、污染生态学与相关学科的关系第二节污染生态学的研究内容与任务0.5学时知识点：污染生态学的研究内容、污染生态学的任务第三节污染生态学的学科发展动态0.5学时知识点：污染生态学的学科发展趋势、中国污染生态学的优先研究领域第四节污染生态学的研究方法0.5学时知识点：野外调查、受控实验、多学科交叉、新技术的运用本章小结：本章首先介绍了污染生态学的形成和发展的背景，然后阐述了其研究内容与任务。最后介绍了污染生态学的发展动态及研究方法。重点：污染生态学的研究内容及污染生态学的主要研究方法。难点：污染生态学的发展趋势思考题：1、简述污染生态学的定义，研究内容和任务。2、污染生态学的研究方法主要有哪些？最新研究进展有哪些？教学方法：多媒体教学第一章生物对污染物的吸收和迁移3学时第一节基本概念1学时知识点：污染物，优先污染物、持久性有机污染物、环境内分泌干扰物、持久性有毒物、持久性生物积累性有毒污染物、挥发性有机物、剂量第二节植物对污染物的吸收与迁移0.5学时知识点：植物对污染物的吸收、污染物在植物体内的迁移第三节动物对污染物的吸收与迁移0.5学时知识点：污染物通过动物细胞膜的方式、动物体对污染物质的吸收、污染物在动物体内的迁移与排出第四节微生物对污染物的吸收0.5学时知识点：微生物细胞吸收污染物的机理、影响微生物吸收污染物的因素第五节影响植物吸收、迁移污染物的因素0.5学时知识点：植物种的生物学、生态学特性、污染物的种类及其形态差异、pH、氧化还原电位、土壤阳离子交换量、污染物间的不同效应、土壤性质的影响、根际微生物的作用本章小结：了解污染生态学中的一些基本概念，重点学习污染物在植物、动物和微生物中的迁移以及污染物的吸收过程。了解影响植物吸收、迁移污染物的因素。重点：植物对污染物的吸收与迁移、动物对污染物的吸收与迁移、微生物对污染物的吸收、影响植物吸收、迁移污染物的因素难点：植物对污染物的吸收与迁移、动物对污染物的吸收与迁移思考题：1、何谓污染物？它具有哪些性质？如何分类？2、简述植物对水溶态污染物的吸收过程3、微生物细胞吸收污染物的机理是什么？第二章生物富集2学时第一节生物富集的概念0.5学时知识点：生物富集的概念第二节生物富集机制1学时知识点：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、富集与食物链第三节研究生物富集的方法0.5学时知识点：模拟研究、调查实验研究本章小结：了解生物富集的概念，生物富集的机制，学会研究生物富集的方法。重点：生物富集的概念，生物富集的机制，研究生物富集的方法难点：生物富集的机制思考题;1、什么叫生物富集、生物放大和生物积累？它们之间有什么联系和区别？2、污染物在生物体内富集后产生哪些效应？3、生物富集与环境之间有什么关系？第三章污染物的毒害作用及机理3学时第一节污染物的毒害作用1学时知识点：污染物对植物的影响、污染物对动物和人体健康的影响、污染物对土壤微生物的影响第二节受害机理1学时知识点：生物活性位点、重金属对生物毒性效应的分子机理、金属离子对生物大分子活性位点的竞争及其与金属生物毒性的关系、分子原子结构理论解释第三节受害条件0.5学时知识点：毒物性质、外界条件第四节化学元素间的作用关系0.5学时知识点：化学元素的颉颃作用、化学元素的协同作用、化学元素的相加作用本章小结：生态系统受到污染后，其中的动物、植物、微生物会吸收、积累污染物而产生不同的受害症状。污染物对于生物的毒害最先表现在微观方面，污染物对生物生命活动的影响，最直接的表现是对新陈代谢的影响，进而影响到正常生命活动过程。重点：污染物的毒害机理、化学元素间的作用关系难点：受害机理、化学元素间的作用关系思考题：1、简述生物对污染物吸收、富集和污染物对生物毒害的关系。2、生物的内源污染和外源污染对生物的毒性有何区别？为什么？第四章生物对污染物的解毒4学时第一节生物对污染物的结合钝化1学时知识点：植物对污染物的结合钝化、动物对污染物的结合钝化、微生物对污染物的结合钝化第二节生物对污染物的代谢解毒1学时知识点：植物对污染物的代谢解毒、动物对污染物的代谢解毒、微生物对污染物的代谢解毒第三节生物对污染物的遗传解毒控制1学时知识点：植物对污染物的遗传解毒控制、微生物对污染物的遗传解毒控制第四节生物对污染物及其代谢产物的排出作用1学时知识点：植物对污染物及其代谢产物的排出作用、动物对污染物及其代谢产物的排出作用、微生物对污染物及其代谢产物的排出作用本章小结：生物在长期的进化和对环境的适应过程中，逐步形成了对环境污染物的各种解毒作用，主要包括生物对污染物的结合钝化作用、生物对污染物的分解转化作用、生物的遗传解毒作用和生物对污染物的排出作用。重点：生物对污染物的结合钝化、生物对污染物的分解转化，生物的遗传解毒作用和生物对污染物的排出作用难点：生物对污染物的结合钝化、生物对污染物的分解转化思考题：1、生物对污染物的解毒通过哪些途径实现？2、如何理解生物对污染物的吸收、累积与解毒的关系？3、简述微生物的解毒机理，如何利用微生物的解毒作用解决环境污染问题？第五章生物对污染物的抗性及生物监测3学时第一节生物对污染物的抗性及抗性生物1学时知识点：抗性的概念和类型、生物抗性的指标、抗性生物的筛选方法、抗性生物运用的利弊分析第二节环境污染的生物监测与指示2学时知识点：生物监测与指示概述、大气污染的生物监测与指示、水体污染的生物监测与指示、土壤污染的生物监测与指示、环境污染的生物监测与指示本章小结;生物的抗性指标包括生长状况及繁殖能力指标，生理生化指标、细胞遗传学及分子生物学指标等。生物监测包括动物监测，植物监测和微生物监测。重点：生物抗性指标、抗性生物的筛选方法、环境污染的生物监测与指示难点：抗性生物的筛选方法、环境污染的生物监测与指示思考题：1、植物对土壤污染物的排斥作用有哪些？2、利用生物监测环境质量有哪些优势？3、简述生物抗性的利与弊，在环境保护中的应用。第六章生物对长期污染的生态效应与适应进化2学时第一节生物多样性的丧失0.5学时知识点：遗传多样性的丧失、物种多样性的丧失、生态系统水平的响应第二节生物对污染的适应0.5学时知识点：生物对污染适应的一般原理、生物对污染的适应性反应第三节污染条件下生物的分化与微进化1学时知识点：污染选择下的种群响应、污染条件下生物种群适应性分化的过程、影响植物污染抗性进化的生物因素、生物对污染适应的代价、污染条件下生物分化与进化的一般趋势本章小结：根据进化生态学或生态遗传学的基本原则，从DNA分子-基因表达-生化代谢-生理生态-个体适应-种群效应-生态系统反应等不同层次上，逐级分析问题，形成一个从微观到宏观层次的污染进化生态学过程，建立一个研究和分析问题的逻辑框架是本章学习的重点。重点：污染条件下的种群响应、污染条件下生物种群适应性分化的过程、污染条件下生物分化与进化的一般趋势难点：生物对污染适应的一般原理、生物对污染的适应性反应思考题：1、生物对污染环境的长期生态学效应有哪些？各有何特点？2、污染为什么会影响生物多样性的变化？第七章水体污染及其生物防治3学时第一节水体污染1学时知识点：水体污染的概念、水体污染源、水体污染物及其化学行为第二节：水体富营养化0.5学时知识点：主要水质指标与标准、富营养化形成的条件、富营养化形成的指标与评价第三节水体污染对生物的影响0.5学时知识点：水体富营养化对水生生态系统的影响、污水灌溉对农田生态系统的影响第四节水体污染的生物防治1学时知识点：氧化塘技术、土地处理系统、湿地系统本章小结：水资源是人类和地球赖以生存的环境资源和自然资源，水资源的保护和水体污染的防治对于经济可持续发展和社会稳定具有重要的意义。重点：水体污染物及其化学行为、水体富营养化对水生生态系统的影响、污水灌溉对农田生态系统的影响难点：氧化塘技术、土地处理系统、湿地系统思考题：1、水体富营养化的概念是什么？水体富营养化形成的条件有哪些？2、污水土地处理系统的基本功能及处理机制。第八章大气污染及其生物防治3学时第一节大气污染概述0.5学时知识点：大气污染的概念、大气污染的危害、我国大气污染的特点第二节温室效应0.5学时知识点：温室效应与温室气体、温室效应的后果、温室效应的防治对策第三节酸雨0.5学时知识点：酸雨及其形成机理、酸雨的危害、酸雨的防治对策第四节臭氧层衰减与UV-B辐射增强0.5学时知识点：臭氧层介绍、臭氧层衰减的危害、防治措施第五节大气污染与生物防治1学时知识点：植物对空气中有毒有害物质的吸收、不同树种对大气污染物的吸收与抗性、城市绿化工作的原则本章小结：大气污染主要会产生温室效应，酸雨以及臭氧层衰减。生物防治是治理大气污染一种有效持久的方法。城市人口集中，工业污染较重，更需要植物净化大气。重点：大气污染的危害、温室效应的后果、温室效应的防治对策、酸雨的危害、酸雨的防治对策、臭氧层衰减的危害及防治对策难点：植物对空气中有毒有害物质的吸收、不同树种对大气污染物的吸收与抗性、城市绿化工作的原则思考题：1、我国大气污染属于什么类型？在时空分布上有何差异？主要污染物有哪些？2、什么是酸雨？我国酸雨属于何种类型？分布上有什么特点？第九章土壤污染与生物防治3学时第一节土壤污染概述0.5学时知识点：土壤污染的特点、土壤污染的类型第二节土壤污染的生态效应1学时知识点：重金属污染的生态效应、土壤有机废物污染的生态效应、农药、化肥施用不当的生态效应、致病生物对土壤的影响、土壤中放射性污染物的生态效应第三节土壤污染的生物防治1.5学时知识点：土壤重金属污染的生物防治技术、土壤有机污染的生物防治技术本章小结：土壤污染不仅导致土壤质量恶化，而且污染物还会通过土壤进入食物链中并引起生物中毒。通过生物措施增加土壤环境容量，提高土壤自净能力是治理土壤污染的积极有效的措施之一。重点：土壤污染的生态效应、土壤重金属污染的生物防治技术、土壤有机污染的生物防治技术难点：土壤污染的生态效应、土壤重金属污染的生物防治技术、土壤有机污染的生物防治技术思考题：1、土壤污染有哪些特点？2、生物防治土壤污染的作用是什么？3、重金属污染土壤植物修复的方法主要有哪些？第十章污染生态学中的环境质量评价问题4学时第一节环境容量1学时知识点：研究的程序、研究基本内容和参数、生态系统容量的制定第二节环境评价及分区1学时知识点：土壤污染评价及分区、生物污染评价及分区、生态质量评价、生态系统健康评价第三节人群健康环境影响评价1学时知识点：污染物沿食物链进入人体、人群健康环境影响评价第四节环境污染的生态和健康风险评价1学时知识点：环境污染的生态风险评价、环境污染的健康风险