水环境中多种污染物共存时的复合效应

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1、水环境中多种污染物共存时的复合效应1、复合污染概念与分类复合污染（CombinedPollution）是指2种或2种以上不同种类不同性质的污染物；或同种污染物的不同来源；或2种及2种以上不同类型的污染在同一环境中同时存在所形成的环境污染现象。关于复合污染的分类，根据污染物来源及类型可以有2种分类系统。按污染物来源分：（1）同源复合污染它是由处于同一环境介质（大气、水体或土壤）中的多种污染物所形成的复合污染。根据所处的环境介质的不同可进一步分为大气复合污染型，水体复合污染型和土壤复合污染型。同源复合污染类型是目前复合污染研究的重点

2、。（2）异源复合污染由不同环境介质来源的同一污染物或不同污染物所形成的复合污染现象。它可进一步分为大气一土壤复合型，大气一水体复合型,土壤一水体复合型，大气一土壤一水体复合型。按污染物类型分：（1）有机复合污染由2种或2种以上有机污染物共存所形成。目前研究较多的是2种农药之间的复合污染。（2）无机复合污染2种或2种以上无机污染物同时作用所形成的环境污染现象。重金属元素之间的复合污染是当前无机复合污染研究的重点。（3）有机一无机复合污染有机污染物和无机污染物在同一环境中同时存在所形成的环境污染现象。目前研究较多的是重金属与农药、石

3、油烃、洗涤剂之间的复合污染。2、复合污染交互作用类型与判断指标复合污染条件下污染物之间的交互作用类型，不同的研究者提出了许多不同的分类方法与判断指标[1,2,3]。尽管对污染物间相互作用关系有不同的分类方法及判断标准，但由Bliss1939年提出的加和作用、协同作用和拮抗作用3种类型是得到最广泛认可的污染物交互作用分类方法。其基本涵义如下：（1）加和作用（Additive）多种污染物共存时所产生的毒性效应等于各污染物单独作用的毒性效应之和。T=T1+T2+…Tn。（2）拮抗作用（Antagonism）多种污染物共存所产生的毒性效

4、应小于各污染物单独作用的毒性效应之和，毒性效应被2种或2种以上污染物的交互作用降低。TT1+T2+…Tn3、水环境中污染物共存时的复合效应3.1金属与金属之间的复合效应3.1.1重金属相互作用的类型重金属污染往往也为二种或多种重金属元素的复合污染，它具有普遍性、复杂性等特点。重金属之间的相互作用影响生物对某种金属的累积过程或不同层次上的生物毒性，其主要可分为拮抗作

5、用、协同作用和加和作用。因此,只有了解重金属的实际复合效应，才能从根本上找到解决环境问题的对策。3.1.2复合污染的作用机理（1）竞争结合位点吸附位点竞争的最终结果导致一种金属元素在结合位点取代另一种已吸附的金属元素，而这种竞争的程度在很大程度上取决于重金属元素的价态、浓度比和介质的特性等。在结合位点上的竞争还会发生在生物体对污染物的吸收、转运、蓄积和消除过程中，也会发生在酶通道和受体蛋白上[4]。Sharma等认为高浓度混合的重金属在生物体蓄积过程中发生很强的拮抗作用，生物体内的各种位点竞争常发生在各种表面，尤其是细胞膜和胞外

6、结构(如粘液、细胞衣)上的结合位点。（2）激活络合蛋白通过诱导络合蛋白合成，影响重金属在生物体内的扩散、累积及生物毒性。Posthuma等将金属结合蛋白被特定金属激活后表现出的作用视作金属间的复合作用，缺少这些金属会增加其它某些金属的毒性。Zn可诱导具有解毒功能的金属硫蛋白(MTs)的合成，Cd竞争取代Zn在金属硫蛋白中的结合位点，因此，生长介质中添加Zn元素能够减轻Cd对植物产生的毒害。在高等植物中分离到最多的是一种重金属结合肽,是植物络合素，即PC,Zn、Cu等多种重金属离子可诱导其合成，从而降低其它重金属的生物毒性。（3）

7、干扰正常生理过程复合污染通过干扰生物体的正常生理活动和改变有关生理生化过程而发生相互作用。秦天才等发现，在含Cd的培养液中加入Pb，这造成植物根系中游离氨基酸的积累增加,从而影响植物细胞的渗透压,同时根系中可溶性蛋白质含量比单独加入Pb时下降快得多(一方面对已有的蛋白质的分解加快，另一方面新蛋白的合成受阻)，从而表现更大的破坏作用。污染物间的相互作用还会影响生物体对特定化合的转移、转化、代谢等生理过程[5]。Kargin等认为Zn能够抑制Cd在鱼体中蓄积，其机理在于Zn可以减少Cd在鱼鳃中的积累，这主要通过加速将已摄入的Cd向其

8、它器官转移来实现[6]。（4）改变细胞结构与功能复合污染可影响那些保持生物体或有关内含物与外界环境隔离开的生物学屏障的结构和功能，从而改变其透性及主动转运、被动转运能力。许桂莲等研究发现Ca能保持细胞膜表面紧密和完整或者在细胞膜表面形成一种胶状膜,从而减少了植物