生态毒理学 (10)

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1、镉生物地球化学循环的基本过程岩石沉积物CdSCmHnCdj(Cd,Zn)CO3,(Cd,Zn)S风化CdSCdCO3土壤吸收径流植物动物人排泄海洋沉淀或沉积开采燃烧释放转化Cd－SCH2CHCOOHNH2SCH2CHCOOHNH2CdO,CdCl2nH2OCdCl42－CdCl2nH2OCd(OH)2nH2O镉生物地球化学循环的一般模式大气分室形态含Cd2+颗粒沉降扬尘沉降水体飞溅生物圈形态Cd2+,CdSR土壤浓度形态CdCO3,CdS,CdO,Cd2+岩石/土壤圈形态CdS,CdO,CdCO3,Cd2+沉积圈水圈淡水浓度形

2、态Cd2+,CdCl,CdSO4,Cd(OH)+,CdCO3,CdSR,有机态镉海水浓度侵蚀，洪水形态(1)游离离子(Cd2+)；(2)颗粒态镉(CdS,CdSO4,CdCO3)；(3)胶态镉(CdSR和有机镉)；(4)可溶性镉络合物(OH,HS,Cl,Br)。形态(1)可溶态镉(2)可交换态镉；(3)可还原态镉；(4)碳酸盐态镉；(5)有机态镉；(6)硫化物镉；(7)残余态镉。金属铜(Cu)、镍(Ni)发生、来源及性质毒性(I)金属铜Cu(1)研究主要关注金属铜对水生生物的影响，尤其是在酸敏感水体或软水中。(2)

3、在淡水和盐水中的生物有效性在很大程度上受水中溶解有机碳(DOC)含量的影响。(3)金属铜趋向于与溶解腐殖酸和其它有机配体形成络合物。铜迁移的重要特征口服入口肠道吸收血清蛋白(快速清除)肝脏apoceruloplasminAceruloplasminemia(染色体3)Cu(I)金属硫因铁蛋白Fe(II)铁传递蛋白Fe(III)血浆铜蓝蛋白其它蛋白质胆汁排泄Wilson病(染色体13)Menkes病(染色体X)传输途径三部分中缺乏导致疾病(II)金属镍Ni镍的毒性强烈取决于其进入细胞后的形态，按急性毒性增加大体分为三类：(1)水溶性

4、盐：NiCl2,NiSO4,Ni(NO3)2,Ni(CH3COO)2；(2)颗粒态：Ni3S2,NiS2,Ni7S6,Ni(OH)2；(3)脂溶性镍羰基：Ni(CO)4。硒(Se)、磷(P)、氟(F)和砷(As)发生、来源及性质生理和生态行为毒性我国著名的地方病“克山病”，也称“大骨节病”，与机体缺硒Se有关。适量补充硒还有一定的预防和抵抗癌症的功效。硒过量和不足也有危害。而磷P主要与水体营养化状态有关(贫营养化、中营养化、富营养化)。元素氟F与骨骼变形有关系，如过量氟导致氟骨症(骨骼硬化)。饮食摄入Se平均水平与血液中Se浓度的

5、关系Se摄入(ug/天)血液中Se浓度(ug/mL)101001000100001010.1中国(克山病区)新西兰芬兰比利时北京日本加拿大美国中国(恩施)委内瑞拉砷As毒作用机理主要是通过：(1)三价砷与巯基结合引发酶失活；(2)五价砷引发氧化磷酸化解偶联、(3)砷酸盐取代磷酸盐参入DNA分子及其对毛细血管壁的毒性。砷与致畸变、致癌变和辅助致突变均有关系。砷在生物圈内生物地球化学循环的定性模型输入工业源尘干湿沉降人类消费吸收废物吸收矿化作用含砷除草剂有机砷HAsO2H2AsO4HAsO2富氧层缺氧层淋失淋失H2AsO4HAsO2

6、土壤生物甲基化作用局部循环输出(CH3)3AsO植物(CH3)3As+O2(CH3)3As(CH3)3AsHAs4O6(CH3)2AsO(OH)+O2H2AsO4HAsO2As2S3砷的生物地球化学过程大气分室水分室土壤/沉积物分室氧化作用好氧厌氧细菌细菌甲基化还原细菌(CH3)2O(OH)AsO2(OH)2－AsO(OH)CH3AsO(OH)2甲基化(CH3)2AsO(OH)AsO2(OH)2(H2AsO4－)AsO(OH)(AsO2－)CH3AsO(OH)2(CH3)3As(CH3)2AsH还原FeAsO4As2S4,As

7、S2砷污染来源地质原因：主要通过地下水，如我国新疆和内蒙古地区；人为活动影响：采矿活动，煤燃烧及农业化学品；主要分布区域：我国西南部地区，如贵州、云南湖南和广西地球化学成因及人体健康－新疆因砷污染导致皮肤伤害当地仍在使用压水管井As浓度：606ppb砷毒性症状Bluefeet(蓝足病)Paddyriceisthemaincropandcoversabout75%ofthetotalareacropped(主要农作物－水稻)；Riceisthestaplefood,andricestrawisusedascattlefeed(作为人

8、的主食和牛的饲料)；Irrigationofriceismostlydependentongroundwater,especiallyduringthedryseason(旱季地下水灌溉)；BackgroundlevelsofAsinsoilsar