第五章-生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過程及毒性

第五章生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過程及毒性1現(xiàn)在是1頁\一共有73頁\編輯于星期四生物膜的結(jié)構(gòu)主要由脂質(zhì)（主要是磷脂和膽固醇）、蛋白質(zhì)和多糖類組成。另有少量的水和金屬離子。第一節(jié)物質(zhì)通過生物膜的方式2現(xiàn)在是2頁\一共有73頁\編輯于星期四磷脂雙分子層既有疏水基團(tuán)，又有親水基團(tuán)。親水的頭部處于水相，疏水的尾部朝向中央。

（1）磷脂雙分子層3現(xiàn)在是3頁\一共有73頁\編輯于星期四生物膜中的蛋白質(zhì)約占細(xì)胞蛋白總量的20%～30%，它們或是單純的蛋白質(zhì),或是與糖、脂結(jié)合形成的結(jié)合蛋白。根據(jù)它們與膜脂相互作用的方式及其在膜中的排列部位，可以大體分為兩類：表在蛋白與內(nèi)在蛋白。不同生物膜所具有的不同生物學(xué)功能主要是由于所含膜蛋白的種類和數(shù)量的不同。（2）蛋白質(zhì)4現(xiàn)在是4頁\一共有73頁\編輯于星期四生物膜中含有一定的寡糖類物質(zhì)。它們大多與膜蛋白結(jié)合，少數(shù)與膜脂結(jié)合。糖類在膜上的分布是不對(duì)稱的，全部都處于細(xì)胞膜的外側(cè)。生物膜中組成寡糖的單糖主要有半乳糖、半乳糖胺、甘露糖、葡萄糖和葡萄糖胺等。生物膜中的糖類化合物在信息傳遞和相互識(shí)別方面具有重要作用。（3）糖類5現(xiàn)在是5頁\一共有73頁\編輯于星期四物質(zhì)通過生物膜的方式1、膜孔濾過2、被動(dòng)擴(kuò)散

3、被動(dòng)易化擴(kuò)散

4、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

5、胞吞和胞飲呈現(xiàn)特異性選擇；是正常的營養(yǎng)物質(zhì)及其代謝產(chǎn)物通過生物膜的主要方式。大多數(shù)物質(zhì)通過生物膜的方式。具體以何種方式通過生物膜，主要取決于機(jī)體各組織生物膜的特性和物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)。6現(xiàn)在是6頁\一共有73頁\編輯于星期四物質(zhì)從高濃度的一側(cè)，通過膜轉(zhuǎn)運(yùn)到低濃度的另一側(cè)。通過被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)本身的擴(kuò)散作用進(jìn)行的，是一個(gè)不需要外加能量的自發(fā)過程。許多物質(zhì)的被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程需要特殊的蛋白載體幫助。被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)：7現(xiàn)在是7頁\一共有73頁\編輯于星期四主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是在外加能量驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行的物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)，可以是離子、小分子化合物，也可以是復(fù)雜的大分子物質(zhì)，如某些蛋白或酶等。這一過程一般都與ATP的釋能反應(yīng)相偶聯(lián)。8現(xiàn)在是8頁\一共有73頁\編輯于星期四生物膜法是指用天然材料（如卵石）、合成材料（如纖維）為載體，在其表面形成一種特殊的生物膜，生物膜表面積大，可為微生物提供較大的附著表面，有利于加強(qiáng)對(duì)污染物的降解作用。生物膜法60年代末期開始出現(xiàn)，主要工藝方法有生物濾池、生物接觸氧化法等。應(yīng)用：生物膜法處理工業(yè)廢水9現(xiàn)在是9頁\一共有73頁\編輯于星期四污染物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過程包括吸收、分布、生物轉(zhuǎn)化和排泄。第二節(jié)污染物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)10現(xiàn)在是10頁\一共有73頁\編輯于星期四吸收（1）消化管：是吸收污染物質(zhì)最主要的途徑。

一般通過攝取食物和飲水進(jìn)入體內(nèi)。消化管的主要吸收部位在小腸，其次是胃。一般污染物脂溶性越強(qiáng)，濃度越高，被消化道吸收越快。另外，由于胃酸的分泌，一些弱堿性的有機(jī)污染物在胃中呈極性離子態(tài)，水溶性增強(qiáng)，脂溶性變差，不易被吸收，但是弱酸性的有機(jī)污染物在胃中容易被吸收。11現(xiàn)在是11頁\一共有73頁\編輯于星期四（2）呼吸管吸收大氣污染物的主要途徑。其中的大顆粒部分停留在鼻腔、咽喉等部位，通過噴嚏、進(jìn)食、吐痰等排出。細(xì)顆粒部分可以進(jìn)入肺部不易復(fù)出，其主要吸收部位是肺泡。肺泡的膜很薄，數(shù)量眾多，四周布滿壁膜極薄、結(jié)構(gòu)疏松的毛細(xì)血管，因此細(xì)顆粒中的可溶性部分經(jīng)過肺部毛細(xì)血管轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入血液循環(huán)。12現(xiàn)在是12頁\一共有73頁\編輯于星期四（3）皮膚：由于皮膚角質(zhì)層的阻隔，皮膚吸收污染物的能力較差，只是一些污染物質(zhì)進(jìn)人機(jī)體的途徑。一般水溶性強(qiáng)，分子量低的污染物（例如酚、苯胺）才可以通過皮膚吸收。但是當(dāng)皮膚毛孔張開時(shí)，一些大分子污染物也可以通過毛孔進(jìn)入人體。13現(xiàn)在是13頁\一共有73頁\編輯于星期四（1）葉片吸附可吸附一些顆粒態(tài)污染物，植物葉片越粗糙，比表面積越大，越能吸附大量污染物。一些植物葉片分泌一些油脂性物質(zhì)，增加了對(duì)氣態(tài)污染物的吸附作用。例如云杉、油松、馬尾松能分泌油脂性物質(zhì)，楊梅、草莓等葉片粗糙，比表面積大。對(duì)植物而言：主要是葉片吸附、葉孔吸收、根部吸收三個(gè)途徑14現(xiàn)在是14頁\一共有73頁\編輯于星期四（2）葉孔吸收植物呼吸主要通過葉片氣孔進(jìn)行，大量污染物由此進(jìn)入植物體內(nèi)，例如二氧化硫通過通過氣孔進(jìn)入葉片，被葉肉組織吸收，高濃度的二氧化硫能導(dǎo)致氣孔的開閉功能癱瘓；氟化物、臭氧、光化學(xué)煙霧有害成分、一些農(nóng)藥等都能通過氣孔進(jìn)入植物體內(nèi)；15現(xiàn)在是15頁\一共有73頁\編輯于星期四（3）根部吸收大部分通過植物根部細(xì)胞膜的被動(dòng)擴(kuò)散吸收，即當(dāng)外部污染物濃度大時(shí)，可以擴(kuò)散進(jìn)入根部細(xì)胞，然后通過蒸騰作用進(jìn)入植物全身。但是一般在植物根部累積的污染物濃度最大。16現(xiàn)在是16頁\一共有73頁\編輯于星期四分布污染物質(zhì)常與血液中的血漿蛋白質(zhì)結(jié)合。這種結(jié)合呈可逆性，結(jié)合與解離處于動(dòng)態(tài)平衡。血腦屏障：高脂溶性低解離度的污染物質(zhì)，容易通過血腦屏障，由血液進(jìn)人腦部，如甲基汞化合物。污染物質(zhì)由母體轉(zhuǎn)運(yùn)到胎兒體內(nèi)，必須通過由數(shù)層生物膜組成的胎盤，稱為胎盤屏障。有些污染物質(zhì)可與血液的紅細(xì)胞或血管外組織蛋白相結(jié)合，也會(huì)明顯影響它們?cè)隗w內(nèi)的分布。分布是指污染物質(zhì)被吸收后或其代謝轉(zhuǎn)化物質(zhì)形成后，由血液轉(zhuǎn)送至機(jī)體各組織；與組織成分結(jié)合；從組織返回血液；以及再反復(fù)等過程。17現(xiàn)在是17頁\一共有73頁\編輯于星期四排泄排泄是污染物質(zhì)及其代謝物質(zhì)向機(jī)體外的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。排泄器官有腎、肝膽、腸、肺、外分泌等，而以腎和肝膽為主。1、腎排泄一般來說，腎排泄是污染物質(zhì)的一個(gè)主要排泄途徑。腎小球毛細(xì)血管壁有許多較大的膜孔，大部分污染物質(zhì)都能從腎小球?yàn)V過;但是，分子量過大的或與血漿蛋白結(jié)合的污染物質(zhì)，不能濾過仍留在血液內(nèi)。這就是一些高分子污染物（PCB）長(zhǎng)期富積人體的原因。18現(xiàn)在是18頁\一共有73頁\編輯于星期四2、肝膽

污染物質(zhì)的另一個(gè)重要排泄途徑，是膽汁排泄。

膽汁排泄是指主要由消化管及其他途徑吸收的污染物質(zhì)，經(jīng)血液到達(dá)肝臟后，與膽汁一起分泌→十二指腸→小腸→大腸→排出體外的過程。少數(shù)是原形物質(zhì)，多數(shù)是原形物質(zhì)在肝臟經(jīng)代謝轉(zhuǎn)化而形成的產(chǎn)物。一般水溶性大、脂溶性小的化合物，膽汁排泄好。有些物質(zhì)由膽汁排泄，在腸道運(yùn)行中又重新被吸收，稱為腸肝循環(huán)。19現(xiàn)在是19頁\一共有73頁\編輯于星期四機(jī)體長(zhǎng)期接觸某污染物質(zhì)，若吸收超過排泄及其代謝轉(zhuǎn)化，則會(huì)出現(xiàn)該污染物質(zhì)在體內(nèi)逐增的現(xiàn)象，稱為生物蓄積。機(jī)體的主要蓄積部位：血漿蛋白、脂肪組織和骨骼。污染物的蓄積部位與毒性部位不一定相同。蓄積部位中的污染物質(zhì)，常同血漿中游離型污染物質(zhì)保持相對(duì)穩(wěn)定的平衡。蓄積量是吸收、分布、排泄等的代數(shù)和蓄積20現(xiàn)在是20頁\一共有73頁\編輯于星期四生物富集生物通過非吞食方式，從周圍環(huán)境蓄積某種元素或難降解的物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。生物濃縮系數(shù)(BioconcentrationFactor，BCF)

：影響B(tài)CF的因素物質(zhì)性質(zhì)：降解性、脂溶性、水溶性等生物特征：種類、大小、性別、器官、生長(zhǎng)發(fā)育階段等環(huán)境條件：溫度、鹽度、pH、氧含量等第三節(jié)污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累21現(xiàn)在是21頁\一共有73頁\編輯于星期四生物濃縮系數(shù)：Cb—某種元素或難降解物質(zhì)在機(jī)體中的濃度;Ce—某種元素或難降解物質(zhì)在機(jī)體周圍環(huán)境中的濃度。22現(xiàn)在是22頁\一共有73頁\編輯于星期四生物放大(Biomagnification)同一食物鏈上的高營養(yǎng)級(jí)生物，通過吞食低營養(yǎng)級(jí)生物富集某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)的濃度隨營養(yǎng)級(jí)數(shù)提高而增大的現(xiàn)象。生物放大并不是在所有條件下都能發(fā)生生物積累

(BioaccumulationProcess)生物從周圍環(huán)境和食物鏈蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體中的濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。23現(xiàn)在是23頁\一共有73頁\編輯于星期四24現(xiàn)在是24頁\一共有73頁\編輯于星期四在一個(gè)海洋模式生態(tài)系統(tǒng)中研究藤胡、牡蠣、蛤、藍(lán)蟹和沙蠶等5種動(dòng)物對(duì)鈦、錳、鎘、硒、砷、鉻、汞等10種重金屬的放大作用，發(fā)現(xiàn)藤胡和沙蠶的生物放大能力較大，牡蠣和蛤次之，藍(lán)蟹最小。生物放大并不是在所有條件下都能發(fā)生如汞和銀都被脂首魚積累，但脂首魚對(duì)汞有生物放大作用，而對(duì)銀沒有。25現(xiàn)在是25頁\一共有73頁\編輯于星期四一、生物轉(zhuǎn)化中的酶酶(Enzyme)：一類由細(xì)胞制造和分泌的、以蛋白質(zhì)為主要成分的、具有催化活性的生物催化劑。第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化26現(xiàn)在是26頁\一共有73頁\編輯于星期四酶的發(fā)現(xiàn)1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠中，然后讓鷹吞下去。過一段時(shí)間他將小籠取出，發(fā)現(xiàn)肉塊消失了。于是，他推斷胃液中一定含有消化肉塊的物質(zhì)。但是什么，他不清楚。1836年，德國科學(xué)家施旺從胃液中提取出了消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)。解開胃的消化之謎。20世紀(jì)30年代，科學(xué)家們相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶，并指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì)。20世紀(jì)80年代，美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用。

27現(xiàn)在是27頁\一共有73頁\編輯于星期四生物轉(zhuǎn)化中的酶催化作用的場(chǎng)所催化反應(yīng)的類型成分酶的分類胞外酶胞內(nèi)酶氧化還原酶水解酶裂解酶異構(gòu)酶合成酶轉(zhuǎn)移酶單成分酶雙成分酶（酶蛋白+輔酶）28現(xiàn)在是28頁\一共有73頁\編輯于星期四根據(jù)酶的催化反應(yīng)性質(zhì)分為：氧化還原酶：如細(xì)胞色素氧化酶轉(zhuǎn)移酶：如胃蛋白酶、淀粉酶

水解酶：如轉(zhuǎn)氨酶

裂解酶：如碳酸酐酶

異構(gòu)酶：如磷酸葡萄糖異構(gòu)酶

合成酶：如谷氨酰胺合成酶

29現(xiàn)在是29頁\一共有73頁\編輯于星期四耗氧有機(jī)污染物質(zhì)(Oxygen-ConsumingOrganicPollutant):是生物殘?bào)w、排放廢水和廢棄物中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等較易生物降解的有機(jī)物質(zhì)。生物降解(Biodegradation)：有機(jī)物質(zhì)通過生物氧化以及其他的生物轉(zhuǎn)化，可以變成更小、更簡(jiǎn)單的分子過程。耗氧有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解30現(xiàn)在是30頁\一共有73頁\編輯于星期四氮的微生物轉(zhuǎn)化同化：綠色植物和微生物吸收硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，組成機(jī)體中蛋白質(zhì)、核酸等含氮有機(jī)物質(zhì)的過程。氨化：生物殘?bào)w中的有機(jī)氮化合物，經(jīng)微生物分解成氨態(tài)氮的過程。硝化：氨在有氧條件下通過微生物作用,氧化成硝酸鹽的過程。31現(xiàn)在是31頁\一共有73頁\編輯于星期四反硝化：

硝酸鹽在厭氧條件下，通過微生物作用而還原的過程。（1）硝酸鹽還原成亞硝酸

（2）硝酸鹽還原成氮（3）硝酸鹽還原成亞硝酸鹽和氨32現(xiàn)在是32頁\一共有73頁\編輯于星期四氮的微生物轉(zhuǎn)化傳統(tǒng)水處理理論認(rèn)為：氨氮的去除是通過硝化和反硝化兩個(gè)相互獨(dú)立的過程實(shí)現(xiàn)的，由于對(duì)環(huán)境條件的要求不同，這兩個(gè)過程不能同時(shí)發(fā)生，而只能序列式進(jìn)行，即硝化反應(yīng)發(fā)生在好氧條件下，反硝化反應(yīng)則發(fā)生在嚴(yán)格的缺氧或厭氧條件下。在這種理論指導(dǎo)下，傳統(tǒng)的生物脫氮工藝都是將缺氧區(qū)(或厭氧區(qū))與好氧區(qū)分隔開，如A/O系統(tǒng)。在好氧區(qū)供氧充足，氨氮被硝化菌群氧化成硝酸鹽氮，然后混合液進(jìn)入缺氧段；在缺氧條件下，反硝化菌利用硝酸鹽氮和原污水中的有機(jī)物完成反硝化過程，達(dá)到脫氮的目的。33現(xiàn)在是33頁\一共有73頁\編輯于星期四固氮：通過微生物的作用把分子氮轉(zhuǎn)化為氨的過程。生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用氮素是農(nóng)作物從土壤中吸收的一種大量元素，土壤每年因此要失去大量的氮素。土壤可以通過兩條途徑獲得氮素：一條是含氮肥料；另一條是生物固氮：豆科植物。好氧根瘤菌34現(xiàn)在是34頁\一共有73頁\編輯于星期四硫的微生物轉(zhuǎn)化

硫化：微生物（硫桿菌和硫磺菌）作用下，S、H2S生成H2SO4的過程。反硫化：SO42-、SO32-在微生物（脫硫弧菌）作用下，還原生成H2S的過程。由于海水中硫酸鹽濃度較高，所以由硫酸鹽經(jīng)細(xì)菌作用還原為硫化氫，是海水硫化氫的主要來源。35現(xiàn)在是35頁\一共有73頁\編輯于星期四

毒物(Toxicant)毒物是進(jìn)入生物機(jī)體后能使體液和組織發(fā)生生物化學(xué)的變化，干擾或破壞機(jī)體的正常生理功能，并引起暫時(shí)性或持久性的病理損害，甚至危及生命的物質(zhì)。毒物與非毒物之間并不存在絕對(duì)的界限——16世紀(jì)的瑞士醫(yī)生和化學(xué)家帕拉塞爾蘇斯

“所有的物質(zhì)都是毒物，沒有物質(zhì)不是毒物，唯一的區(qū)別是它們的劑量”。

第五節(jié)污染物質(zhì)的毒性36現(xiàn)在是36頁\一共有73頁\編輯于星期四效應(yīng)：毒理學(xué)把毒物劑量（濃度）與引起個(gè)體生理學(xué)的變化，如腦電、心電、血象、免疫功能、酶活性等的變化稱為效應(yīng)。反應(yīng)：把引起群體的變化，如腫瘤或其他損害的發(fā)生率、死亡率等變化稱為反應(yīng)。37現(xiàn)在是37頁\一共有73頁\編輯于星期四毒作用的分類：急性(Acute)慢性(Chronic)亞急（或亞慢）(Sub-acute)半數(shù)有效劑量（ED50，medianeffectivedose）半數(shù)有效濃度（EC50，medianeffectiveconcentration)半數(shù)致死劑量（LD50，medianlethaldose)半數(shù)致死濃度（LC50

，medianlethalconcentration)38現(xiàn)在是38頁\一共有73頁\編輯于星期四急性毒作用、慢性毒作用和亞急性毒作用表示方法：半數(shù)有效量、半數(shù)致死量等。實(shí)驗(yàn)方法：口服、灌胃、吸入、皮膚注射。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：小鼠、家兔。急性毒作用：環(huán)境污染物一次或24小時(shí)內(nèi)多次作用于人或動(dòng)物機(jī)體所引起的損害作用。例子：倫敦?zé)熿F、洛杉磯光化學(xué)煙霧。39現(xiàn)在是39頁\一共有73頁\編輯于星期四慢性毒作用：低劑量毒物長(zhǎng)期逐漸進(jìn)入機(jī)體，累積到一定程度后而致毒。表示方法：閥劑量、最高允許劑量。特點(diǎn)：劑量低、時(shí)間長(zhǎng)、危害大。例子：水俁病、骨痛病。40現(xiàn)在是40頁\一共有73頁\編輯于星期四毒作用的過程1、進(jìn)入體液2、毒物與受體進(jìn)行原發(fā)反應(yīng)3、引發(fā)一系列的病理生理的繼發(fā)反應(yīng)41現(xiàn)在是41頁\一共有73頁\編輯于星期四毒作用的生物化學(xué)機(jī)制1、酶活性的抑制2、致突變作用(Mutagensis)

3、致癌作用(Carcinogenesis)4、致畸作用(Teratogensis)42現(xiàn)在是42頁\一共有73頁\編輯于星期四

致癌物艾氏劑、苯并[a]芘、雙（2-氯乙基）醚、氯乙烯、氯仿、四氯化碳、狄氏劑和異狄氏劑、二噁英、亞硝酸鹽、石棉、鎘酸鹽、砷化物、放射性核素、霉素、病毒等

致畸物2,4,5-T、二噁英、有機(jī)汞、苯二甲酸酯、砷酸鈉、硫酸鎘、醋酸苯汞等

致突變物DDT、2,4-D、2,4,5-T、二噁英、苯、臭氧、砷酸鈉、硫酸鎘、亞硝酸鹽、鉛鹽等環(huán)境和生物體中的部分“三致”毒物43現(xiàn)在是43頁\一共有73頁\編輯于星期四保鮮膜究竟致癌不致癌？

“PVC（聚氯乙烯）食品保鮮膜對(duì)人體有比較大的危害，這種保鮮膜中的有害物質(zhì)容易析出，隨食物進(jìn)入人體后，對(duì)人體有致癌作用，特別是干擾人體內(nèi)分泌，引起婦女乳癌、新生兒先天缺陷、男性生殖障礙甚至精神疾病等?！?/p>

2005年10月13日，《第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)》曝出《全球禁用———日韓將致癌PVC保鮮膜轉(zhuǎn)道中國銷售》。頓時(shí)，媒體、塑料業(yè)、衛(wèi)生部門及老百姓便像炸開了鍋，紛紛關(guān)注PVC保鮮膜是否致癌。44現(xiàn)在是44頁\一共有73頁\編輯于星期四*“PVC保鮮膜在常溫狀態(tài)下是較為安全的，只有在加熱的情況下才可能釋放出對(duì)人體有致癌作用的物質(zhì)”。*PVC制成軟塑料，比如保鮮膜，就要加入40％～50％的增塑劑，增塑劑屬于小分子，活動(dòng)能力比較強(qiáng)，看保鮮膜是否對(duì)人體有害，要看增塑劑是否對(duì)人體有害。*國外禁用PVC原因：國外的垃圾處理方式是焚燒。PVC焚燒后釋放出氯氣，對(duì)金屬爐有腐蝕作用。此外，焚燒PVC釋放出的氣體對(duì)大氣環(huán)境有污染。

保鮮膜究竟致癌不致癌？

45現(xiàn)在是45頁\一共有73頁\編輯于星期四第六章典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)46現(xiàn)在是46頁\一共有73頁\編輯于星期四重金屬元素—重金屬的定義重金屬：指相對(duì)密度在4.0以上的約60種金屬元素或相對(duì)密度在5.0以上的45種金屬元素。重金屬是具有潛在危害的重要污染物，一般指對(duì)生物有顯著毒性的元素，如汞、鎘、鉛、鋅、銅、鈷、鎳、錫、鋇、銻等，從毒性角度出發(fā)，通常把砷、鈹、鋰、硒、硼、鋁也包括在內(nèi)。目前最關(guān)注的是汞、砷、鎘、鉛、鉻。47現(xiàn)在是47頁\一共有73頁\編輯于星期四汞——性質(zhì)、分布等

液態(tài)金屬，易揮發(fā)；多價(jià)態(tài)、易轉(zhuǎn)換；有機(jī)汞的揮發(fā)性大于無機(jī)汞，有機(jī)汞中又以甲基汞和苯基汞的揮發(fā)性最大，濕度越大揮發(fā)越強(qiáng)；無機(jī)汞中以碘化汞揮發(fā)性最大，硫化汞最小?？諝庵泄康拇蟛糠治皆陬w粒物上；氣相汞的最后歸趨是進(jìn)入土壤和海底沉積物；在天然水體中，汞主要與水中存在的懸浮微粒相結(jié)合，最后沉降進(jìn)入水底沉積物。48現(xiàn)在是48頁\一共有73頁\編輯于星期四汞的來源－自然來源巖石風(fēng)化火山爆發(fā)地?zé)峄顒?dòng)49現(xiàn)在是49頁\一共有73頁\編輯于星期四汞的來源－人為來源化石燃料：熱電廠氯堿廠垃圾焚燒廠燃煤電廠是大氣中全球汞排放的最大源50現(xiàn)在是50頁\一共有73頁\編輯于星期四汞的來源－人為來源熒光燈管繼電器測(cè)壓計(jì)廢電氣開關(guān)廢電池溫度計(jì)51現(xiàn)在是51頁\一共有73頁\編輯于星期四汞與人類健康汞污染和損害主要有三個(gè)特點(diǎn)：第一：汞污染來源種類眾多，涉及多種環(huán)境介質(zhì)；第二：汞在環(huán)境中可通過大氣和河流/洋流兩種介質(zhì)長(zhǎng)距離傳輸，其長(zhǎng)距離傳輸和遠(yuǎn)距離沉降特征，使得汞的局地排放可能造成跨界污染，成為區(qū)域性問題，甚至對(duì)整個(gè)全球環(huán)境造成影響，成為全球問題；第三：汞能在一個(gè)微小劑量下對(duì)人體健康造成損害，并且會(huì)通過影響微生物作用對(duì)環(huán)境造成損害。汞污染的持久性，生物累積性和生物擴(kuò)大性，使得汞對(duì)環(huán)境和人體健康具有很大影響。52現(xiàn)在是52頁\一共有73頁\編輯于星期四汞與人類健康美國的研究指出，十二分之一或?qū)⒔?百萬名婦女體內(nèi)的汞含量高于安全標(biāo)準(zhǔn)，每年可能有高達(dá)30萬名新生兒因?yàn)楣廴酒渲橇蜕窠?jīng)系統(tǒng)受到影響，而在全球，這一數(shù)據(jù)可能高達(dá)千百萬。53現(xiàn)在是53頁\一共有73頁\編輯于星期四水俁病事件時(shí)間地點(diǎn)：1953年日本九州水俁原因：食用含有甲基汞的魚汞污染和汞中毒是一個(gè)久遠(yuǎn)而現(xiàn)實(shí)的問題。鑒于此，WHO及各國政府將其列為首先考慮的環(huán)境污染物.54現(xiàn)在是54頁\一共有73頁\編輯于星期四我國汞污染的特點(diǎn)我國是世界第三大汞產(chǎn)國，全球大氣汞12％由中國貢獻(xiàn)。具體表現(xiàn)在：（1）用汞量大集中在化工、電池、電光源和醫(yī)療器械行業(yè)。（2）排汞量高包括產(chǎn)品和工藝排放原材料雜質(zhì)排放（3）污染效應(yīng)明顯55現(xiàn)在是55頁\一共有73頁\編輯于星期四汞在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化汞在環(huán)境中的主要存在形式：1）大氣：氣相汞形式，以單質(zhì)汞為主，含有少量的甲基汞2）湖泊：可溶性氣態(tài)汞、顆粒態(tài)的汞、甲基汞和可溶性離子態(tài)汞3）汞在生物體中的分布56現(xiàn)在是56頁\一共有73頁\編輯于星期四汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化土壤中汞形態(tài)分為：金屬汞、無機(jī)結(jié)合汞、有機(jī)結(jié)合汞無機(jī)汞：HgS、HgO、HgCO3、HgSO4、HgCl2、Hg(NO3)2有機(jī)汞：甲基汞、土壤腐殖酸結(jié)合態(tài)汞、有機(jī)汞農(nóng)藥等土壤環(huán)境的Eh、pH決定著汞的存在形態(tài)，三價(jià)態(tài)相互之間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：氧化作用：Hg0----Hg22++Hg2+歧化作用：Hg22+－－Hg2++Hg0土壤微生物作用：Hg2+－－－Hg057現(xiàn)在是57頁\一共有73頁\編輯于星期四土壤及成分對(duì)汞的固定和釋放土壤中汞主要為固定態(tài)：主要由于土壤及組分對(duì)汞有強(qiáng)烈的表面吸附和離子交換吸附。Hg2+/Hg22+可被帶負(fù)電的土壤膠體吸附；HgCl3-可被帶正電荷的膠體吸附。土壤膠體腐殖酸對(duì)汞的吸附比粘土礦物高很多，原因離子汞對(duì)含S基團(tuán)有很高親和力。汞在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化與環(huán)境Eh/pH值有關(guān)。Hg2+在含有H2S的還原性條件下將生成極難溶性的硫化汞；當(dāng)土壤中氧氣充足時(shí)，HgS可慢慢氧化成亞硫酸汞和硫酸汞。58現(xiàn)在是58頁\一共有73頁\編輯于星期四汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化汞的甲基化作用汞的環(huán)境污染問題之所以被人們所重視，不僅因?yàn)闊o機(jī)汞的毒性，更因無機(jī)汞在微生物的作用下，可轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的甲基汞，而甲基汞又可通過食物鏈在生物體內(nèi)逐級(jí)富集，最后進(jìn)入人體。所以無機(jī)汞的甲基化問題曾為研究者們廣泛關(guān)注。59現(xiàn)在是59頁\一共有73頁\編輯于星期四汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化甲基鈷胺素有紅色和黃色兩種，可以相互轉(zhuǎn)換，這兩種甲基鈷胺素均能與Hg2+（如雙醋酸汞）反應(yīng)生成甲基汞：以上反應(yīng)無論在好氧條件還是在厭氧條件下，只要有甲基鈷胺素存在，在微生物作用下反應(yīng)就能實(shí)現(xiàn)，故甲基鈷胺素是汞生物甲基化的必要條件。除汞的生物甲基化作用外，有人發(fā)現(xiàn)天然水中，在非生物的作用下，只要存在甲基給予體，汞也可被甲基化。Hg2+在乙醛、乙醇、甲醇作用下，經(jīng)紫外線照射作用可甲基化。60現(xiàn)在是60頁\一共有73頁\編輯于星期四影響無機(jī)汞甲基化的因素（1）無機(jī)汞的形態(tài)。研究表明，只有二價(jià)汞離子對(duì)甲基化是有效的，Hg2+濃度越高，對(duì)甲基化越有利。排入水體的其他形態(tài)的汞都要轉(zhuǎn)化為Hg2+后才能甲基化。（2）微生物的數(shù)量和種類。參與甲基化過程的微生物越多，甲基汞的合成速度就越快。（3）溫度、營養(yǎng)物。由于甲基化速度與沉積物中微生物活動(dòng)有關(guān)，適當(dāng)提高水溫和增加營養(yǎng)物必然促進(jìn)和增加微生物的活動(dòng)，因而有利于甲基化作用的進(jìn)行。（4）沉積層中富汞層的位置。在有機(jī)質(zhì)沉積物的最上層和水中懸浮物的有機(jī)質(zhì)部分最容易發(fā)生甲基化作用；（5）pH對(duì)甲基化的影響。pH較低（＜5.67，最佳pH＝4.5)時(shí)，有利于甲基汞的生成；pH較高時(shí)，有利二甲基汞的生成。由于甲基汞溶于水，pH值較低時(shí)以CH3HgCl形式存在，故水體pH較低時(shí)，魚體內(nèi)積累的甲基汞量較高。61現(xiàn)在是61頁\一共有73頁\編輯于星期四汞的甲基化甲基汞和二甲基汞之間可以相互轉(zhuǎn)化。它主要決定于環(huán)境的pH。當(dāng)水體pH較高時(shí)，汞易生成二甲基汞；pH較低時(shí)，汞易生成一甲基汞二甲基汞是揮發(fā)性的，可由水體揮發(fā)至大氣中。在大氣中由于紫外線的照射，可光解為甲烷、乙烷和汞。在烷基汞中，只有甲基汞、乙基汞、丙基汞是水俁病的致病性物質(zhì)。62現(xiàn)在是62頁\一共有73頁\編輯于星期四汞的去甲基化和汞的還原假單胞菌屬能夠降解甲基汞，也可以將Hg2

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還原為金屬汞。63現(xiàn)在是63頁\一共有73頁\編輯于星期四

有機(jī)污染物有機(jī)鹵代物多環(huán)芳烴（PAH）表面活性劑持久性有機(jī)污染物(POPs)鹵代烴多氯聯(lián)苯（PCBs）多氯代二苯并二惡英（PCDD）和多氯代二苯并呋喃（PCDF）64現(xiàn)在是64頁\一共有73頁\編輯于星期四多氯聯(lián)苯（PCBs）——結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途多氯聯(lián)苯（PCBs）是一組由一個(gè)或多個(gè)氯原子取代聯(lián)苯分子中的氫原子而形成的具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的氯代芳烴類化合物．根據(jù)聯(lián)苯分子中的氫原子被氯原子取代的不同方式，PCBs有209種同類物。PCBs的物理化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，具有良好的化學(xué)惰性、抗熱性、不可燃性、低蒸汽壓、揮發(fā)性弱、高介電常數(shù)和對(duì)金屬無腐蝕作用等優(yōu)點(diǎn)；作為熱交換劑、潤(rùn)滑劑、變壓器和電容器內(nèi)的絕緣介質(zhì)、增塑劑、有機(jī)稀釋劑、殺蟲劑、切割油、壓敏復(fù)寫紙以及阻燃劑等重要的化工產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)、塑料加工業(yè)、化工和印刷等領(lǐng)域。65現(xiàn)在是65頁\一共有73頁\編輯于星期四大氣分布：多氯聯(lián)苯揮發(fā)性小，所以大氣中含量少。如美國大氣中通常PCBs濃度在1－10ng/L;水中分布：多氯聯(lián)苯水中溶解度小，所以水中濃度低。在水中最大殘留量很少超過2ng/L。土壤：由于PCBs是一類親脂性化合物,所以一旦進(jìn)入土壤,即被土壤有機(jī)質(zhì)牢固吸附,很難消失,從而造成土壤的PCBs污染。農(nóng)業(yè)區(qū)土壤PCBs為1.25～6.63ng/g,市區(qū)為2.69～3.12ng/g,工業(yè)區(qū)為0.24～9.39ng/g。生物中分布：植物可以從水中吸收多氯聯(lián)苯，通過食物鏈的傳遞，魚中也能檢測(cè)出一定量的多氯聯(lián)苯.魚濃度可達(dá)1－7mg/Kg(濕重）。多氯聯(lián)苯分布66現(xiàn)在是66頁\一共有73頁\編輯于星期四PCBs污染最初是在赤道至中緯度地區(qū),然而目前在北極和其它遙遠(yuǎn)地區(qū)都發(fā)現(xiàn)了PCBs的“足跡”,這其中大氣傳輸?shù)淖饔貌豢奢p視。據(jù)報(bào)道流入蘇必利爾湖的PCBs有85%—90%是來自大氣沉降,密歇根湖中的PCBs,其大氣沉降貢獻(xiàn)也有58%—63%。PCBs在大氣中的消失途徑主要有兩種,一是直接光解和與OH-、NO3、O3等自由基作用。這其中尤以O(shè)H-的作用最為顯著。另一重要途徑是雨水沖洗和干、濕沉降。通過這一過程實(shí)現(xiàn)了污染物從大氣向水體或土壤的轉(zhuǎn)移。多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化——大氣中的遷移67現(xiàn)在是67頁\一共有73頁\編輯于星期四土壤中的PCBs主要來源于顆粒沉降,有少量來源于污泥作肥料,填埋場(chǎng)的滲漏以及在農(nóng)藥配方中使用的PCBs等。Haque等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PCBs的揮發(fā)速率隨著溫度的升高而升高,但隨著土壤中粘土含量和聯(lián)苯氯化程度的增加而降低。研究表明,生物降解和可逆吸附都不能造成PCBs的明顯減少,只有揮發(fā)過程最有可能是引起P