第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性环境化学电子教案 课件

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1、第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性本节主要讲述三方面内容：污染物质的吸收、分布、转化、排泄污染物的生物富集、放大和积累氮的微生物转化一、污染物质在机体内的转运污染物质在机体内的运动过程包括吸收、分布、排泄和生物转化。前三者统称转运，而排泄与生物转化又称为消除。1、吸收吸收是污染物质从机体外部环境，通过各种途径通透体膜迸人血液的过程。对动物而言：吸收途径主要是机体的消化管、呼吸道和皮肤。消化管是吸收污染物质最主要的途径。一般通过摄取食物和饮水进入体内。消化管的主要吸收部位在小肠，其次是胃。因为食物在这两个器官内停留时间最长。一般污染物脂溶性越

2、强，浓度越高，被消化道吸收越快。另外，由于胃酸的分泌，一些弱碱性的有机污染物在胃中呈极性离子态，水溶性增强，脂溶性变差，不易被吸收，但是弱酸性的有机污染物在胃中容易被吸收。呼吸管吸收大气污染物的主要途径。成人每天吸入10立方-12立方的空气。其中的大颗粒部分停留在鼻腔、咽喉等部位，通过喷嚏、进食、吐痰等排出。细颗粒部分可以进入肺部不易复出，其主要吸收部位是肺泡。肺泡的膜很薄，数量众多，四周布满壁膜极薄、结构疏松的毛细血管，因此细颗粒中的可溶性部分经过肺部毛细血管转运进入血液循环。皮肤由于皮肤角质层的阻隔，皮肤吸收污染物的能力较差，许多污染物不能

3、直接通过皮肤吸收或吸收甚微，皮肤只是一些污染物质进人机体的途径。一般水溶性强，分子量低的污染物（例如酚、苯胺）才可以通过皮肤吸收。但是当皮肤毛孔张开时，一些大分子污染物也可以通过毛孔进入人体，夏季高温喷洒农药时，要穿防护服，道理即在于此。最容易被皮肤吸收，如酚、尼古丁、马钱子碱等对植物而言：主要是叶片吸附、叶孔吸收、根部吸收三个途径叶片吸附可吸附一些颗粒态污染物，植物叶片越粗糙，比表面积越大，越能吸附大量污染物。一些植物叶片分泌一些油脂性物质，增加了对气态污染物的吸附作用。例如云杉、油松、马尾松能分泌油脂性物质，杨梅、草莓等叶片粗糙，比表面积大

4、。叶孔吸收植物呼吸主要通过叶片气孔进行，大量污染物由此进入植物体内，例如二氧化硫通过通过气孔进入叶片，被叶肉组织吸收，高浓度的二氧化硫能导致气孔的开闭功能瘫痪；氟化物、臭氧、光化学烟雾有害成分、一些农药等都能通过气孔进入植物体内；根部吸收大部分通过植物根部细胞膜的被动扩散吸收，即当外部污染物浓度大时，可以扩散进入根部细胞，然后通过蒸腾作用进入植物全身。但是一般在植物根部累积的污染物浓度最大例如实际测定，黄瓜茎叶中Cd含量15.74ug/g鲜组织，根部285.25ug/g鲜组织，菠菜茎叶中Cd含量1.13ug/g鲜组织，根部193.34ug/g鲜

5、组织,所以一些块茎类植物果实中污染物的浓度较高（土豆、山芋、红薯）如果增加土壤中的阳离子交换量，一些重金属可以被交换到土壤胶体上，而减少毒性，或者增加土壤中有机质的含量，能提供更多的沉淀络合基团，对污染物的吸附能力越强，重金属的毒性就越小。2、分布分布是指污染物质被吸收后或其代谢转化物质形成后，由血液转送至机体各组织;与组织成分结合;从组织返回血液;以及再反复等过程。肝肾在一些血流量大器官，肝肾中，污染物的量会比较多，如镉有1/2-1/3分布在肝和肾中。并与肝肾中的金属硫蛋白结合Cd2++E(SH)2(金属硫蛋白)=E(S)2Cd+2H+或者C

6、d2++E(S)2Zn(锌酶，肌体正常需要)=E(S)2Cd(使锌酶失去性)+Zn2+血液污染物质常与血液中的血浆蛋白质结合。这种结合呈可逆性，结合与解离处于动态平衡。只有未与蛋白质结合的污染物质才能在体内组织进行分布。因此，与蛋白结合率高的污染物质，在低浓度下几乎全部与蛋白结合，存留在血浆内；但当其浓度达到一定水平，未被结合的污染物质剧增，快速向机体组织转运，组织中该污染物质的分布显著增加。与一般器官组织的多孔性毛细血管壁不同，中枢神经系统的毛细血管壁内皮细胞互相紧密相连、几乎无空隙。当污染物质由血液进人脑部时，必须穿过这一血脑屏障。但是，高

7、脂溶性低解离度的污染物质，容易通过血脑屏障，由血液迸人脑部，如甲基汞化合物。污染物质由母体转运到胎儿体内，必须通过由数层生物膜组成的胎盘，称为胎盘屏障，也同样受到经膜通透性的限制。非脂溶性污染物质很难人脑，如无机汞化合物。有些污染物质可与血液的红细胞或血管外组织蛋白相结合，也会明显影响它们在体内的分布。如肝、肾细胞内有一类合巯基氨基酸的蛋白，易与锌、镉、汞、铅等重金属结合成复合物，称为金属硫蛋白。因而肝、肾中这些污染物质的浓度，可以远远超过其血中浓度的数百倍。3、排泄排泄是污染物质及其代谢物质向机体外的转运过程。排泄器官有肾、肝胆、肠、肺、外分

8、泌腺等，而以肾和肝胆为主。肾肾排泄是污染物质通过肾随尿而排出的过程。肾小球毛细血管壁有许多较大的膜孔，大部分污染物质都能从肾小球滤过;但是，分子量过大