《生态毒理学》ppt课件

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1、0.511碘I2.70.29铀U1.5+钨W5.4+锗Ge0.20.2铋Bi26锡Sn0.0018碲Te1.818砷As2.80.04铍Be0.28锑Sb0.113汞Hg0.250镉Cd10121铅Pb251.5钴Co1001.5铬Cr1.59钼Mo7510镍Ni100012锰Mn0.0513硒Se13518钒V5572铜Cu702300锌Zn563004200铁Fe2330019000镁Mg28600100000钠Na20900140000钾K415001000000钙Ca地壳中含量(mg/kg)成人体内数量(mg

2、)金属绿色：生命必需元素红色：对生物相当有毒元素蓝色：对某生物机能有轻度毒害元素A类边界类B类钙锌镉镁铅铜锰铁汞钾铬银锶钡钠镍砷钒A类：寻氧元素B类：寻硫和氮元素边界类金属污染来源(1)采矿、冶炼、精炼活动：如硫铁矿(FeS2)开采产生的酸性废矿水；(2)家庭、市政排放和城市洪水径流：如水处理活性污泥sludge；(3)工业废弃物和排放：如化石燃料和含铅汽油燃烧；(4)农业径流：污水灌溉、除草杀虫剂施用。影响水体沉积物作为痕量金属“汇(sink)”的环境因素(1)碎屑矿物(细颗粒的表面络合吸附过程)；(2)吸附过程；

3、(3)与水合铁锰氧化物及碳酸盐共沉淀作用；(4)与有机质络合与凝聚作用；(5)痕量金属沉淀。痕量金属由沉积物释放release的控制过程(1)盐浓度升高：碱和碱土元素竞争吸附导致吸附金属释放；(2)氧化还原条件变化：还原的孔隙水体系中形成金属硫化物、有机络合物、氯化物、氢氧化物；(3)pH变化；(4)络合试剂出现；(5)生化转化。金属对水生生物种群和群落毒性的一般特征(1)金属离子及其络合物对海洋和淡水生物表现出很宽的毒性范围；(2)通常会出现物种数目降低的群落结构严重改变，包括灵敏物种完全消失，特别是受影响的河流；

4、(3)幸存物种个体数目减少和与金属相关的降低量相伴发生。金属中毒机制(1)阻断生物分子表现活性所必须的功能；(2)置换生物分子中必需的金属离子；(3)改变生物分子构象或高级结构。金属亚致死效应(1)生物形态学或组织学上的变化；(2)生理变化(生长、发育受抑制)；(3)生化变化(酶活性、内分泌)；(4)行为或神经生理学变化；(5)生殖变化。对健康的危害(1)慢性中毒；(2)致癌作用；(3)致畸作用；(4)变态反应；(5)对免疫功能影响。影响溶液中重金属毒性的因素水中金属形态有机无机溶解态颗粒物离子络合离子鳌合离子分子胶

5、体沉淀吸附其它金属或污染物出现联合作用无相互作用拮抗影响生物生理因素和水中金属形态的因素温度pH溶解氧光照盐度有机体状态生命史阶段生命周期改变年龄和大小性别饥饿活性额外的保护对金属适应力行为改变行为响应高于加和加和低于加和必需和非必需金属浓度对生物生长的影响金属浓度或剂量生长速率生长速率必需金属(如铜、锌)非必需金属(如镉、铅)致死中毒可耐受死亡中毒最适缺乏严重中等亚临床常量营养元素、微量营养元素和非必需有毒元素的剂量－响应类型A模式常量营养元素，如钙类型B模式微量营养元素，如铜类型C模式生物功能元素，如铅抑制刺激浓

6、度/剂量(任意单位)金属与生物关系金属与生物体具有复杂的关系生物体的组成与自然环境物质组成是统一的。以人为例，通过新陈代谢与周围环境进行物质和能量交换，形成动态统一体。人体血液与地壳岩石之间元素丰度的曲线形状相似性充分说明环境元素与生物元素的统一性：(1)生物演化过程中，环境元素丰度是控制生物元素丰度的重要因素；(2)生物元素在体内的绝对含量和相对比值是生物演化过程中形成的，只容许在一定范围内变化，才能维持正常健康；(3)环境元素与生物元素不断交换以保持动态平衡，生物体提供了交流的途径，并为环境重金属污染的病因学提供

7、了重要的理论依据。生物浓缩、生物富集和生物放大作用生物浓缩(bioconcentration)在相对平衡条件下，生物体或同一营养层次的许多生物种群内的物质浓度高于周围介质环境中的浓度。不涉及任何特殊机理，并不自动意味着金属损害有机体。取决于元素、辛醇水分配系数KOW等环境因素；金属的生物浓缩系数的大小与物质本身的性质有关，同时也与生物和环境因素有关，同一种生物对不同物质的浓缩系数有很大差异。生物富集(bioaccumulation)任何机体在任何时刻，机体内某种元素的浓度水平取决于摄取和消除(如排泄和代谢)两个相反过

8、程的速率，当摄取量大于消除量，发生生物积累/富集。生物放大(biomagnification)指在生态系统的同一食物链上，由于高级营养生物以低级营养生物为食，某种元素或难分解化合物在生物有机体中的浓度随营养级的提高而逐级增高的现象。在食物链逐级传递过程中金属逐渐浓集放大。除去排除、排泄或控制等，物质通过连续营养水平的富集。生物放大是食物链或食物