重金属环境毒理学概述
大学环境毒理学 环境中重金属的毒性
大学环境毒理学环境中重金属的毒性4.1 重金属概述4.2 汞（Hg）4.3 铅（Pb）4.4 镉（Cd）4.5 铬（Cr）4.6 砷（As）重金属的界定指比重在5.0以上的45种金属元素，包括金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬和汞等。
由于砷和硒的毒性和某些性质与重金属相似，所以将砷、硒等类金属也列入重金属的讨论范围内。
目前人们关注的有毒重金属有（17种）：汞、镉、铅、铬、锌、铜、锰、钴、镍、锡、钡、锑、铍、锂、铝、砷、硒。
环境毒理学的重点研究对象主要是：汞Hg、镉Cd、铅Pb、铬Cr、砷As、硒Se；其次还有锌Zn、锰Mn 等。
环境中的重金属为什么会损害人类健康？生物和环境是统一的，生物体的物质组成和环境的物质组成也是统一的；各生物元素在体内的绝对含量及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，只有如此才能维持人体的健康；环境元素与生物元素不断交流以保持动态平衡关系，生物体为这种内外元素的交流提供了通畅的途径；对于那些非必需的、甚至有毒的重金属元素如汞、镉、铅等，由于它们在环境中含量很低，在生命起源和生物演化早期阶段未被选择利用，生物体对它们的适应能力很差；当环境污染使局部地区的重金属元素浓度过高时，当地居民与环境之间的元素交换即会出现不平衡现象，即人体从环境中摄入的某些金属元素的量超过人体所适应的变动范围，体内不同元素之间的固有比例破坏了，这时就对人体健康产生危害，引起疾病，发生金属中毒，甚至死亡。
环境中重金属污染的来源对环境造成严重的重金属元素污染的主要来源是人类的生产活动。
工业：采矿、冶炼、使用重金属的工业生产过程（主要是含重金属的废水和残渣以及生活中的干电池）。
农业：施用农药（包括Pb、Hg、Cd、As等）。
化石燃料：煤、石油等燃料燃烧（排放出Pb、V、Ni等金属）等。
迁移：重金属主要是通过水在环境中迁移转运，同时也可以通过复杂的食物链（网）进行转移（逐级浓集放大）。
重金属在水体中不能被微生物降解，主要通过食物链在生物体中逐步蓄积，或者被水中悬浮粒子吸附而沉入水底淤泥中，从水体自净方面看，这似乎是好的一面，但实际上大量聚集于排水口附近底泥中的重金属，可能成为长期的二次污染源。
环境毒理学
环境毒理学1.环境毒理学的概念1.1环境毒理学简介1.1.1环境毒理学的定义环境毒理学是研究环境污染物，特别是化学污染物，对生物有机体，尤其是对人体的损害作用及其机理的科学，近年来有较快的发展。
1.1.2环境毒理学的研究对象环境毒理学的研究对象是：环境污染物，是人类生活活动和生产中所产生的化学性污染物，其种类非常繁多，有物理的、化学的、生物的等多种污染物。
1.1.3环境毒理学的主要任务（1）判明环境污染物及其他有害因素对人体的危害及其作用机理（2）探索环境污染物对人体健康损害的早期检测指标，急用灵敏的检测手段，找出环境污染物作用于机体后最初表现出来的生物学变化，以便于及早的发现并设法排除（3）定量评定环境污染物对集体的影响，确定剂量——反应（效应）关系。
1.1.4环境毒理学的研究内容（1）环境污染物及其在环境中的降解和转化产物对机体相互作用的一般规律（2）环境污染物毒性评定方法（3）各种重要的环境污染物及有害物理因素对机体的损害及其作用机理1.1.5环境毒理学的研究方法动物的一般毒性试验（急性、亚急性、慢性）繁殖试验代谢试验蓄积试验致突变试验致畸试验致癌试验1.2环境污染物的转运与转化1.2.1生物转运污染物进入人体后，经生物膜进入人体，其方式有：被动转运——简单扩散、滤过；特殊转运——易化扩散、主动转运、吞噬、胞饮。
进入人体后经消化道、呼吸道、皮肤吸收。
然后分布与贮存在人体的各器官和组织中，不同的物质有不同的位置进行积聚，主要的化学贮存库有：血浆蛋白、肝和肾、脂肪组织、骨骼组织。
环境污染物及其代谢物可经肾随尿排出和经肝随胆汁通过肠道随粪排出，以及其他的排泄途径。
1.2.2生物转化环境化学污染物在生物体内经过一系列的生物化学变化并形成其衍生物的过程称为生物转化，又称生物解毒、生物失活。
环境化学物的生物转化过程是酶促反应，需特定的酶类催化才能进行，其反应类型包括：氧化、还原、水解、结合反应。
影响生物转化的因素有：物种差异和个体差异、饮食营养状况、年龄性别等生理因素、代谢饱和状态、代谢酶的抑制和诱导。
重金属毒理学理论和使用标准《环境毒理学》
残留, 生物积累和毒性
• 高毒性, 长时间滞留物质. • 随食物链增长. • 有繁殖、发育、突变、致癌或神经效应潜能.
残留, 生物积累和毒性（12种POPs）
• 艾氏剂Aldrin/狄氏剂 dieldrin • 烷基铅Alkyl-lead • 苯并a芘Benzo(a)pyrene • 氯丹Chlordane
15 6. 再进入大气或食物链中的生物累积
汞的水循环
在土壤中, 元素态汞相对无害,二价 或颗粒态. 当二价Hg2+转化到甲基 汞(CH3Hg+) 才产生危害.
• 甲基汞是硫酸盐还原菌在厌氧环境 中代谢的副产品.
• 现在知道无机汞是如何在这个过程 中转化为有基汞的, 但一个假设是 二价汞Hg2+ 与硫S 结合形成硫化 汞盐，这可被细菌吸收.
《环境毒理学》
重金属毒理学理论和使用标准
1. 概述 2. 贡Hg 3. 铅Pb
环境化合物
• 化合物的类型(e.g. 重金属, 农药, 溶剂, etc.). • 物理性状(e.g.稠密的非水相液体DNAPLs,VOCs, 资源保护
和恢复法确认的废弃物RCRA characteristic waste). – 持久性、生物累积、有毒化合物（PBT）:
• DDT, DDP, DDE
• Dioxins and furans
• 六氯苯 Hexachlorobenzene
• 汞及其化合物 • 灭蚁灵Mirex
• 八氯苯烯 Octachlorostyrene
• PCBs • 毒杀芬Toxaphene
1.概述
重金属的定义 几种主要说法是： (1)比重大于5或4的金属为重金属，比重大于5的金
• 1971-1972年, 伊拉克爆发中毒事件，起源于面包 制作中用了MeHg 种衣剂杀真菌。受害者6 ,530 人, 439 人死亡.
金属离子污染的生态毒理学研究
金属离子污染的生态毒理学研究随着工业化和城市化的发展，金属污染已成为世界性的环境问题。
在这些污染物中，金属离子是最重要的污染源之一。
金属离子污染对生态系统的健康和稳定性产生了显著的影响，因此，研究金属离子污染的生态毒理学已经成为国际环境研究的重点。
金属离子污染的来源金属离子是天然矿物质中普遍存在的元素，同时也是工业生产和人类活动中大量使用的元素。
金属释放至环境中的途径包括大气沉降、水体排放、土地污染和随风飘散。
这些金属离子会在生物体内积累并引起生态毒理学上的显著问题。
金属离子对生物体的影响金属离子的毒性主要包括化学毒性和生物毒性。
化学毒性是指金属离子的物理化学性质引起的毒性，例如重金属离子离子半径小、电荷密度高，容易形成化合物，从而干扰生物体内的正常代谢功能。
另一方面，生物毒性是指金属离子在生物体内部对细胞、组织、器官以及代谢过程造成的影响。
金属的毒性可以产生多种生物效应，包括肿瘤形成、免疫系统受损、生殖系统功能障碍等。
金属离子对生态系统的影响生态系统是由相互作用和相互关联的生物和非生物组成的，这些生物体之间存在着复杂的互动关系。
金属离子对生态系统的影响是一个复杂的过程，从个体层面到群体层面都是如此。
除了影响生物体本身，金属离子还可以通过食物链、水循环和土地循环进一步影响整个生态系统，甚至对地球内的植被和气候产生深远的影响。
金属离子排放治理的措施金属离子污染的治理是一个重要的环境保护课题。
污染治理的措施包括：限制排放，减少生产的废物，并采用某些取出、过滤、分离等技术来减少排放。
此外，通过环境监测来评估金属离子的含量和传输途径以及生物体的负荷，以制定更加有效的治理措施。
金属离子的生态毒理学是一个复杂的研究领域，涉及到生物和非生物之间的相互作用、多个因素的交互作用以及环境污染治理的综合管理。
相关研究成果可为健康和稳定的生态系统建设提供帮助，也可为减轻人类与环境之间的负担做出贡献。
生态毒理学：第七章-主要环境污染物的毒理学 2
海鲜+维生素C尽可放心食用
已纯化的维生素C与五价砷，如果在实 验室的环境下，加以化学催化作用，有 可能使原来无毒的五价砷转变为三价砷 （俗称的砒霜）。而人体则是需要大剂 量的砷和维生素C结合才会有可能发生 这种情况，我国现在对砷指标的控制很 严格，海鲜中的砷又多为有机砷存在， 很快就可以排出体外，几乎没有毒性。 除非你非常大量的吃严重污染的海鲜， 同时对维生素C需求为一次性服用500毫 克以上，500毫克是什么概念呢？相当 于10个橙子，1500克以上的绿叶蔬菜， 50个苹果，还必须是没经过热加工，才 有可能达到500毫克的维生素C，我说的 是有可能，还不是绝对，不过如果你服 用大剂量的维生素C补充剂，如5片以上 ，一片C含量100毫克，那么则可达到中 毒要求。
3、“三致”性
无机砷被认为具有致癌作用，流行病学证实砷能引起 人类皮肤癌和肺、膀胱等内脏肿瘤的发生。
砷对皮肤致癌的毒性 浓度为0.20～0.25mg/d。但目 前尚未建立起公认的砷致癌的动物实验模型。辅致癌 剂。
砷可以引起姊妹染色单体交换率增加 ,增加DNA复制 中错误的可能性,也有人认为砷的致癌作用与肿瘤抑制 基因的甲基化受到影响有关。至于免疫功能受到抑制， 砷拮抗元素硒的作用等均在致癌过程中有一定影响 。 砷的致癌机制有待深入研究。
化合物被吸收入血后，大部分与血红蛋白上的珠蛋白 结合，少量与血浆蛋白结合。
排泄 体内的砷主要经肾由尿排出，其次是经胆汁随粪
便排出，也可由汗液、毛发和指甲排出少许。
转化
➢ 转化机理尚不完全清楚。 ➢ 无机三价砷在体内转化为五价砷 。 ➢ 排泄产物：
甲基胂酸、二甲基次胂酸、三甲基胂， 共占90%以上。
（四）砷的毒理作用
1、急性毒性
以恶心、呕吐、腹泻及严重腹痛为主要 特征的急性砷中毒多发生在误服、谋杀或 事故等情况下 ,严重者可发生神经异常、 呼吸困难、心脏衰竭而死亡。 致死剂量：砷化氢（AsH3）为0.10～0.15g。 亚砷酸（As2O3）为0.10～0.30g。砒霜： 0.060～0.20 g
重金属的生态环境效应及生态毒理效应_朱青青
争者、员工、其他创业者都是这个网络中的成员。最近的一些研究认为 体背景。创业学习是一个知识积累的过程，个人的学习是在由经验积
创业学习是一种社会现象，需要创业者通过广泛互动，在创业的过程中 累而成的知识结构上进行的，以往的知识结构中包含多种复杂因素，有
需要创造性的整合各种资源，深入了解各种资源之间的组合关系以及各 历史的、文化的，也有情感的。不同时期的创业学习由于情境不同，其
题的解决。因此，反省能够带来创造性的学习，并将创造性学习定义为 面。创业学习内涵丰富，涉及多个层面，不能单纯地针对创业学习的一
将从关键事件中的所学应用于新的状况和事件的能力。通过案例分析 个层面展开研究，必须依据生态学的观点多方位探讨创业学习的层次
与总结，Cae 认为创业者对创业中关键事件的知觉和反思会促进认知结 和维度，探讨创业学习与其他变量的关系才能使创业学习研究更加深
化学上常把密度大于 4g/cm3 或 5g/cm3 的金属称为重金属。从环 境污染方面所说：重金属是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显 著的金属。
链在生物体或入体内富集。 一、重金属元素对动物及人体健康的影响 根据元素在生物体内的生理学作用的不同，必需元素存在于正常
重金属具有潜在危害性，重金属可以通过多种途径（食物、饮水、呼 的组织中，直接影响生物功能，并且参与代谢过度，在各物种中有一定 吸、皮肤接触等）进入人体。重金属不仅不能被降解，反而能通过食物 的的浓度范围，如果缺乏这种元素，将会引起生理或结构变态，重新引
的独特性，也没有确切的正确答案可寻，因此创业学习不同于一般学习， 脱以前单凭主观判断可能带来的偏差，使理论研究成果更具客观性和
它是一种普遍性的以应对不确定性为目的的学习。一般的学习更注重 普适性。目前创业学习研究多数集中在管理学视角下的宏观定性描述，
重金属环境毒理学
作用部位。
各种金属的环境卫生标准
饮用水 居民区大气 车间空气
汞
0.001mg/L 0.0003mg/m3 0.01mg/m3
镉 0.01mg/L
0.1mg/m3
铅 0.05mg/L 铬(六价) 0.05mg/L
• 蓄积：吸收量>排出量 金属的储存库（如骨骼） 金属蓄积机制（与金属巯蛋白结 合而沉积Hg • 镉 Cd • 铅 Pd • 铬 Cr • 砷 As
汞 毒性机理
• 汞易与含巯基（-SH）的蛋白质结合。
酶失活
膜受损
• 甲基汞属脂溶性，易通过血脑屏障和胎
盘屏障，引起中枢神经系统症状和胎儿
重金属环境毒理学
基本概念
• 重金属是指相对密度在4.0以上的约60种 金属元素或相对密度在5.0以上的45种金 属元素。
• 由于砷和硒的毒性和某些性质与重金属 相似，所以将砷和硒也列如重金属的范 围。
• 汞、镉、铅、铬、砷等元素，是当前环 境毒理学重金属研究的重点对象。
环境中重金属的来源
• 天然来源：金属元素是地壳岩石中的天 然组成成分。
★地方病
• 人为来源：采矿、冶炼、使用金属的工 业生产过程、施用农药以及煤、石油等 燃料的燃烧等。
环境中重金属的迁移
• 主要通过水体，少量通过大气。 • 也可以通过食物链（网）。
★逐级浓缩放大
水生藻类 陆生植物
动物器官
人体
环境中重金属的转化
• 环境中重金属的化学形态可发生转化， 从而影响金属在环境中的迁移、毒性大 小与被人体吸收的可能性。
畸形。
• Hg2+可以通过与核酸组分络合，破坏DNA 的结构完整性。
大学环境毒理学 环境中重金属的毒性
大学环境毒理学环境中重金属的毒性4.1 重金属概述4.2 汞（Hg）4.3 铅（Pb）4.4 镉（Cd）4.5 铬（Cr）4.6 砷（As）重金属的界定指比重在5.0以上的45种金属元素，包括金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬和汞等。
由于砷和硒的毒性和某些性质与重金属相似，所以将砷、硒等类金属也列入重金属的讨论范围内。
目前人们关注的有毒重金属有（17种）：汞、镉、铅、铬、锌、铜、锰、钴、镍、锡、钡、锑、铍、锂、铝、砷、硒。
环境毒理学的重点研究对象主要是：汞Hg、镉Cd、铅Pb、铬Cr、砷As、硒Se；其次还有锌Zn、锰Mn 等。
环境中的重金属为什么会损害人类健康？生物和环境是统一的，生物体的物质组成和环境的物质组成也是统一的；各生物元素在体内的绝对含量及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，只有如此才能维持人体的健康；环境元素与生物元素不断交流以保持动态平衡关系，生物体为这种内外元素的交流提供了通畅的途径；对于那些非必需的、甚至有毒的重金属元素如汞、镉、铅等，由于它们在环境中含量很低，在生命起源和生物演化早期阶段未被选择利用，生物体对它们的适应能力很差；当环境污染使局部地区的重金属元素浓度过高时，当地居民与环境之间的元素交换即会出现不平衡现象，即人体从环境中摄入的某些金属元素的量超过人体所适应的变动范围，体内不同元素之间的固有比例破坏了，这时就对人体健康产生危害，引起疾病，发生金属中毒，甚至死亡。
环境中重金属污染的来源对环境造成严重的重金属元素污染的主要来源是人类的生产活动。
工业：采矿、冶炼、使用重金属的工业生产过程（主要是含重金属的废水和残渣以及生活中的干电池）。
农业：施用农药（包括Pb、Hg、Cd、As等）。
化石燃料：煤、石油等燃料燃烧（排放出Pb、V、Ni等金属）等。
迁移：重金属主要是通过水在环境中迁移转运，同时也可以通过复杂的食物链（网）进行转移（逐级浓集放大）。
重金属在水体中不能被微生物降解，主要通过食物链在生物体中逐步蓄积，或者被水中悬浮粒子吸附而沉入水底淤泥中，从水体自净方面看，这似乎是好的一面，但实际上大量聚集于排水口附近底泥中的重金属，可能成为长期的二次污染源。
【环境课件】第五章 主要环境污染物的毒理学
（二）、镉的来源和用途
原料或催化剂用于生产塑料、颜料和试剂。由 于镉的抗腐蚀性及抗摩檫性强，也是生产不锈 钢、电镀以及雷达、电视荧光屏等的原料。镉 在航空、航海上也有广泛用途。这些是镉的来 源。
在很多重要的合金中，都含有镉。它可增加铜 的硬度并增加其在高温时的强度。这种铜—镉 合金被用于冷却装置，如用作汽车的散热器片。 这种金属也用作某些焊料。最重要的用途是在 碱性蓄电池中用作电极部件。
睾丸组织对镉的毒性非常敏感，镉含量 原子序33，M74.
土壤、植物表面挥发进入大气；
Cr2O72-：0.
达0.15微克／毫克干重时就发生病变，小 三价铬可透过胎盘屏障，对胎儿致畸
元素汞易溶于脂质，故能很快地通过富于脂质的细胞膜而进入血液，输往红细胞和其它组织。
鼠皮下注射氯化镉或乳酸镉，可引起精 大气中汞的环境化学行为
1~2µg, 10%可被吸收 。 Ca、Zn、Fe、蛋白质等抑制镉的吸收
2、分布与排泄
镉进入人体后，可分布到全身各个器官，主要 与富含半胱氨酸的胞浆蛋白相结合，形成金属 硫蛋白而存在，这种金属硫蛋白对镉在体内的 分布，代谢起着重要的作用。
成年人体内含镉20~30mg, 肾占1/3， 肝1/6，其 次分布于肺、胰、甲状腺、睾丸等。
有人分析了从世界各地采集到的400多个人体的肾样得出结论，在锌镉比低的地区里，高血压的发病率就高，反之亦然，说明肾脏内镉
的变化是引起高血压的原因之一。 含量对锌含量的对比关系的变化是引起高血压的原因之一。
头疼、头晕、呼吸急促等 不确定，缺乏流行病学资料证明
5、睾丸损害 2 水体中汞的环境化学行为
影响体内氧化、还原、水解过程； 0: 45种元素
环境元素丰度控制生物体内原始丰度； 健康状态下，生物体内元素丰度保持严
第七章 环境中重金属的毒性
(6)膳食成分 )
食物中的磷酸盐,植酸盐,纤维素等影响金属 食物中的磷酸盐,植酸盐, 元素的吸收.植酸盐能抑制肠道对铬的吸收, 元素的吸收.植酸盐能抑制肠道对铬的吸收, 而草酸盐能增加铬的转运; 而草酸盐能增加铬的转运;食物钙镁含量高时 可与植酸盐形成植酸钙或植酸镁, 可与植酸盐形成植酸钙或植酸镁,在小肠碱性 环境中可与锌形成难溶的复盐,阻碍锌吸收. 环境中可与锌形成难溶的复盐,阻碍锌吸收. 微生物C和柠檬酸可促进铁吸收 乳类, 和柠檬酸可促进铁吸收, 微生物 和柠檬酸可促进铁吸收,乳类,蛋类 和植物性蛋白可抑制铁的吸收. 和植物性蛋白可抑制铁的吸收.
影响皮肤吸收的因素
脂溶性强的金属化合物易通过皮肤, 脂溶性强的金属化合物易通过皮肤,透过毛细 血管进入血液的扩散速度取决于水溶性, 血管进入血液的扩散速度取决于水溶性,脂/ 水分配系数接近1的化合物最易被皮肤吸收; 水分配系数接近1的化合物最易被皮肤吸收; 未电离的分子比离子态易吸收; 未电离的分子比离子态易吸收; 皮肤角质层的厚度,接触面积, 皮肤角质层的厚度,接触面积,完整性等 皮肤接触有机溶剂时金属元素也易通过 周围环境温度在20~25℃,每升高 ℃,皮肤 每升高10 周围环境温度在 穿透性增加1~2倍;湿度上升,穿透力也随之 穿透性增加 倍 湿度上升, 增大. 增大.
(4)肠道微生物与肠道粘膜竞争金属元 素:
有的微生物分泌特殊的螯合剂与铁形成易被微 生物吸收的铁螯合剂(铁色素), ),使粘膜细胞 生物吸收的铁螯合剂(铁色素),使粘膜细胞 难以吸收利用. 难以吸收利用.
(5)年龄的影响: 年龄的影响:
婴幼儿对环境种金属污染较敏感, 婴幼儿对环境种金属污染较敏感,乳儿期肠粘 膜未成熟,胞饮作用大于成人,因而对Pb, 膜未成熟,胞饮作用大于成人,因而对 , Cd,Fe,Co等的吸收率高. 等的吸收率高. , , 等的吸收率高
7-1章-重金属污染生态毒理
（6）电化法 Ribeiro和Villumsen等研究了应用电动力学方法去 除土壤中As的方法。研究表明，电流能打破金属-土 壤键，当电压固定时，去除效果与通电时间成正比。
29
2、生物调控
（1）植物调控技术
利用一些植物来促进重金属转变为可挥发的形态，
进而挥发出土壤和植物的表面，以达到去除As污染
远程传输及沉 降
径流 土壤圈 水体中的污泥
水圈
铅在土壤—大气—水界面的循环
38
二、毒作用机理与生态毒性效应
（一）毒作用机理
铅不是植物生长发育的必需元素，它进入植物体内
的过程主要是通过非代谢性的被动吸收。铅一旦进
100
客土10cm
客土13cm
15
20
221
456
13.0
10.6
9.8
5.9
22
客土工程措施优点：
治理效果彻底稳定，使用于大多数污染土壤的
治理。
缺点：
工程措施投资大，易引起土壤肥力下降，更适
用于小面积重度污染区的修复。
23
（2）增施固化剂 Durtre采用水泥和（或）石灰固化稳定法，对As污
高。环境中的铅可在大气、土壤、水体界面间不
断地转移。
34
（一）大气铅暴露途径
大气铅有天然暴露来源和人为暴露来源两类。
天然暴露来源主要有岩石风化、土壤侵蚀、火山喷
气、森林火灾的烟雾和海洋气溶胶。
人为暴露来源主要有冶金厂、化工厂、农药厂、电
池厂以及煤、油、城市垃圾的燃烧。
进入生态系统的铅量主要是来自汽车废气。
As浓度（mg/kg） 0 25 50 100 200-1000
重金属环境毒理学概述
重金属环境毒理学概述
8
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一、重金属生物迁移
因为食物链关系, 当重金属被生物吸 收入体内而有蓄积时(即吸收量>排泄 量), 金属在生物逐层传递过程中便逐步
浓集放大。
重金属环境毒理学概述
9
第9页
日本对水俣病病因研究发觉: 海水中含汞量约为0.0001mg/L， 浮游生物体内汞含量为0.001～0.002mg/L (为海
水10~20倍)， 吸食浮蝣生物小鱼体内汞含量为0.2~0.5mg/L (为浮游生物200~500倍)， 吞食小鱼大鱼体内汞含量为1~1.5mg/L(为小鱼 5～25倍)。 经过上述食物链生物浓集，使大鱼体内汞含量 为海水(起始点)1万～5万倍。 重金属浓集放大倍数取决于重金属、生物与环 境不一样而有差异。
响重金属元素吸收。
植酸盐能抑制大鼠肠道对铬吸收, 而草 酸盐能增加铬运转。
重金属环境毒理学概述
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第17页
2. 经呼吸道吸收 大气中悬浮颗粒物和气体中重金属元素
可从鼻咽腔至肺泡整个呼吸道进入机体。愈 进入呼吸道深部面积愈大、停留时间愈长、 吸收愈多。
影响呼吸道吸收原因很多，主要有: 重金属元素种类、金属颗粒物大小、金 属化合物溶解度； 呼吸深度、速率及血、汞毒理作用
1. 金属汞 金属汞常以蒸气态污染大气，可经过 呼吸道进入人体。金属汞易溶于脂质，轻 易经过生物膜进行转运和分布，也轻易经
过血脑屏障进入脑组织。
金属汞在细胞和其它组织中也可氧化 成二价汞离子，再转运至肾脏，经肾由尿
排出体外，普通对肾不易造成损害。
所以，汞对脑损伤先于肾，慢性汞中 毒首先出现是神经系统症状。
【环境课件】第一章 环境毒理学概述
三、毒理学的分类
按工作任务范围分学； 临床毒理学。
按外源性化合物的类型分：
食品毒理学； 金属毒理学； 药物毒理学； 放射毒理学。
按研究手段分：
分子毒理学； 细胞毒理学； 组织毒理学； 遗传毒理学；
免疫毒理学。
毒理学、环境毒理学与其它基础科学的联系 毒理学是典型的综合科学：
临床毒理学
营养毒理学
医药学 诊断化学 病理学
毒理学
营养学 食品学 分析化学
环境毒理学
环境科学 生态学 环境化学
生理学 病理学 生物化学 免疫学 遗传学 其它
职业毒理学 职业医学
四、环境污染物
(一)环境污染物的种类
1．化学类：
环境类激素(内分秘干扰物)可分3类：外源性 雌激素、外源性雄激素、拟甲状腺激素。
总学时:40
环
学分:2
境
考查
毒
理
学
资源环境学院
第一章 环境毒理学概述
第二章 环境毒理学的基本原理
第一节 环境有毒物的接触和暴露方式
第二节 环境有毒物的吸收、分布和排泄
讲
第三节 环境化学物的生物转化
授
第四节 毒物代谢动力学 第五节 有毒物毒性作用的一般原理
内
第六节 环境化学物的毒性评定方法
容
第三章 环境毒理学的基本研究
方法
第一节 急性毒性试验 第二节 亚慢性和慢性毒性试验
第三节 环境流行病学方法
第四章 环境毒理学的应用 第一节 环境有毒物的毒理学评价 第二节 在环境监测和人群健康影响研究 中的应用 第三节 在制定环境卫生基准中的应用
第五章 环境毒理学各论 第一节 环境有毒物的分类 第二节 环境农药污染 第三节 环境重金属污染
环境毒理学的理论和实践研究
环境毒理学的理论和实践研究随着现代工业的发展，人类依赖化学物质的程度日益加深，但同时，这些化学物质也带来了环境污染和人类健康的威胁。
环境毒理学作为一门研究化学物质对环境和生物的毒性和危害的学科，已经成为了解决这一问题的重要手段。
本文将着重介绍环境毒理学的理论和实践研究。
一、环境毒理学的基本概念环境毒理学是研究化学物质在环境中的分布、转化和对生物的毒性与危害的学科。
毒性是指化学物质或其代谢产物引起生物结构或功能异常反应的能力。
环境毒理学的研究范围涉及到物质的分子层次、细胞层次、器官层次和个体层次，探究各个层次对化学物质的毒性反应。
环境毒理学的研究可以帮助人们了解和评估化学物质在生态系统中的风险，制定环境保护政策，以保证环境和人类健康。
二、环境毒理学的研究方法环境毒理学的研究方法包括实验室研究和野外调查。
在实验室研究中，研究者利用动物模型或体外实验来评估化学物质的毒性，研究所得数据可以建立剂量-反应关系，并确定各种化学物质的阈值。
野外调查则着重探究各种化学物质在真实环境中的分布和转化过程，根据野外数据可以评估化学物质在生态系统中的风险。
三、环境毒理学实践研究环境毒理学的实践研究范围广泛，包括以下方面：1.水生生物毒性测试：通过评估化学物质对水生生物的毒性，了解化学物质的生态效应。
2.农药残留与农产品安全：评估农药在土壤、植物和水中的分布、转化和生态效应，了解农产品中农药残留的安全性问题。
3.环境重金属污染及其生态效应：通过采样分析和动物试验，评估重金属在大气、水和土壤中的分布和生态效应。
4.全球污染物排放、生态风险和人类健康评估：研究各种污染物的生态风险评估，并评估其对人类健康的影响。
5.新化学物质判断模型：通过基于现有的实验数据，利用预测模型评估该特定化学物质的毒性和生态效应。
四、环境毒理学的前沿技术随着科技的发展，环境毒理学的研究方法也得到了不断完善和创新。
以下是环境毒理学的前沿技术：1.基于大数据的环境毒理学研究：利用大数据技术，将分布广泛的数据进行整合分析，挖掘出大规模数据集中的有价值信息，对化学物质的生态风险做出更为精准的风险评估和确定。
金属的环境毒理学
丙酮酸脱氢酶（脑内ATP合成）
（3）Hg与细胞膜中一些组成成分的巯基结合 （4）Hg与生物大分子的碳原子结合
与脑内缩醛磷脂结合 缩醛磷脂分解形成 溶血磷脂 细胞膜溶解
（5）Hg与生物大分子的氨基、羧基、羰基等 基团结合
Zn 、Se可抑制Cd的毒性
第三节 铅 一. Pb的理化性质
PbO较稳定 Pb及其化合物的毒性与其分散度、溶解度有关 PbO、Pb2O3易溶于水，毒性较大 毒性： Pb蒸气 ＞ Pb尘 二. Pb的污染来源 汽车废气，冶炼、制造、使用铅制品的工业 含Pb汽油：四乙基铅 （脂溶性强，强烈神经毒物）
免疫功能下降
（3）Cd引起骨软化症 肾功能损害 影响肾中维生素D3的合成 影响Ca的吸收和沉积 Cd抑制某些酶 抑制骨胶原的固化与成熟 （赖氨酸氧化酶活性中心Cu被Cd取代 影响胶原蛋白形成） 肾小管损害 Ca随尿流失 缺Ca 肠道对Cd的吸收率↗
（4）Cd引起贫血 阻碍肠道对Fe的吸收 增加Fe的排泄 抑制骨髓内血红蛋白的合成
五. 汞的毒作用及其机理 1. 汞的毒作用 （1）金属汞 对脑的损伤先于肾 慢性汞中毒：中枢神经系统症状、精神症 状、意向性震颤、皮肤症状、眼睛症状 （2）无机汞化合物 肾脏、肝脏损害
（3）有机汞化合物 苯基汞、烷氧基汞：作用类似于无机汞 烷基汞
甲基汞 中枢神经系统 急性、亚急性中毒阈剂量：成人 20mg/kg
（3）其它损害 致癌：肺癌、前列腺癌、肾癌 致畸（动物）：颅脑、四肢、骨骼畸形
2. 毒作用机理 （1） Cd对酶活性的抑制和破坏
Cd与含羧基、氨基、巯基的蛋白质结合 Cd取代酶活性中心的金属元素（Zn、Cu等）
环境毒理学
关于环境毒理学的理论综述姓名：张凤凤学号：2011413334 班级：2011级环境科学班正文：一、关于环境毒理学1.环境毒理学概念环境毒理学，从百科词条上讲说“是环境学和毒理学的一个分支。
它是从生物学及医学的角度，利用毒理学方法研究环境中有害因素对人体健康影响的学科。
其主要任务是研究环境污染物质对机体可能发生的生物效应，作用机理及早期损害的检测指标，为制定环境卫生标准做好环境保护工作提供科学依据”。
因此它是一个多方面交叉学科，既涉及环境医学、毒理学，也离不开生物方面的很多知识。
2.研究内容环境毒理学主要通过动物实验来研究环境污染物的有毒作用。
环境污染物对机体的作用一般有接触剂量较小；长时间内反复接触甚至终生接触；多种环境污染物同时作用于机体；接触的人群既有青少年和成年人，又有老幼病弱，易感性差异极大等特点。
另外，环境毒理学的主要研究任务有：研究环境污染物及其在环境中的降解和转化产物，对机体造成的损害和作用机理；探索环境污染物对人体健康损害的早期观察指标，即用最灵敏的探测手段，找出环境污染物作用于机体后最初出现的生物学变化；定量评定有毒环境污染物对机体的影响，确定其剂量与效应或剂量一反应关系，为制定环境卫生标准提供依据。
3.研究方法环境毒理学的研究主要以动物实验研究为主，观察实验动物通过各种方式和途径，接触不同剂量的环境污染物后出现的各种生物学变化。
实验动物一般为哺乳动物，也可利用其他的脊椎动物、昆虫以及微生物和动物细胞株等。
另外环境污染物对机体毒作用的评定，主要是通过胰腺癌几种动物的试验方法进行的：（1）急性毒性试验：其目的是探明环境污染物与机体作短时间接触后所引起的损害作用，找出污染物的作用途径、剂量与效应的关系，并为进行各种动物实验提供设计依据。
一般用半数致死量、半数致死浓度或半数有效量来表示急性毒作用的程度。
（2）亚急性毒性试验：研究环境污染物反复多次作用于机体引起的损害。
通过这种试验，可以初步估计环境污染物的最大无作用剂量和中毒阈剂量，了解有无蓄积作用，确定作用的靶器官，并为设计慢性毒性试验提供依据。
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小肠中段是重金属元素的主要吸收部位。
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影响消化道吸收金属盐类的因素如下： ➢(1)胃肠道内的pH
重金属元素在胃液的酸性环境中可从食 物成分中解离出来，呈离子状态，再在胃内 与配体(如氨基酸等)形成复合物后进入小肠被 吸收，其吸收率不受肠内碱性环境的干扰；
海水中含汞量约为0.0001mg/L， 浮游生物体内汞含量为0.001～0.002mg/L (为海
水的10~20倍)， 吸食浮蝣生物的小鱼体内汞含量为0.2~0.5mg/L (为浮游生物的200~500倍)， 吞食小鱼的大鱼体内汞含量为1~1.5mg/L(为小 鱼的5～25倍)。 通过上述食物链的生物浓集，使大鱼体内汞含 量为海水(起始点)的1万～5万倍。 重金属浓集放大的倍数取决于重金属、生物与 环境的不同而有差异。
当它们污染环境并进入人体后， 对人体的危害更大。
汞、镉、铅、铬、砷等是当前环 境毒理学研究的重点。
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第二节
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环境中重金属的迁移转化与代谢
环境中的重金属可发生迁移、浓集与转化。 重金属主要通过水介质在环境中迁移转运，
也可以通过复杂的食物链(网)进行转移。 重金属通过食物链在生物界迁移转运，不仅
影响呼吸道吸收的因素很多，主要有： 重金属元素的种类、金属颗粒物的大小、 金属化合物的溶解度； 呼吸的深度、速率及血液循环速度； 肺泡内的二氧化碳可增加某些金属化合 物的溶解度； 外界环境的气温、湿度、有无溶剂等。
绝大部分金属离子在胃液内未形成复合 物，进入小肠后在碱性环境中形成不溶性复 合物，则不易被吸收。
因此，绝大部分摄入的金属盐类被排出 体外。
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➢ (2) 年龄的影响 乳儿期肠粘膜未成熟，其胞饮作用大
于成人，因而对一些金属如Pb、Cd、Fe、 Co等的吸收率较高。
可从食物链的一级转到另一级，而且在此转运过 程中还有逐级浓集放大的作用。
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一、重金属的生物迁移 由于食物链的关系，当重金属被生
物吸收入体内而有蓄积时(即吸收量>排 泄量)，金属在生物的逐级传递过程中 便逐渐浓集放大。
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日本对水俣病病因研究发现：
➢ (3) 膳食成分 食物中的磷酸盐、植酸盐、纤维素等
影响重金属元素的吸收。 植酸盐能抑制大鼠肠道对铬的吸收，
而草酸盐能增加铬的运转。
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2. 经呼吸道吸收 大气中悬浮的颗粒物和气体中的重金属
元素可从鼻咽腔至肺泡的整个呼吸道进入机 体。愈进入呼吸道深部面积愈大、停留时间 愈长、吸收愈多。
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修改说明
1.对所有段落进行了首行缩进。 2.P13增加了不同价态的重金属的毒害作用 3.P19增加了粉尘铅的危害 4.P20增加了化妆品对人体的危害 5.P51增加了关于镉大米的内容
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第一节 概
述
金属是指比重在4.0以上约60种金属 元素或比重在5.0以上的45种金属元素。 由于砷和硒的毒性和某些性质与重金属 相似，所以将砷、硒也列入重金属范围
当环境污染使局部地区的重金属 元素浓度过高时，人体从环境中摄入 的某些金属元素的量会超过人体所适 应的变动范围，这时就对人体健康产 生了危害，引起疾病，发生金属中毒， 甚至死亡。
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对于非必需的重金属，如汞、镉、 铅等，由于它们在环境中含量很低， 在生命起源和生物演化早期阶段未被 选择利用，生物体对它们的适应能力 更差。
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不同价态的重金属的毒害作用
Pb 醋酸铅 > 氯化铅 Hg Hg2Cl2 < HgS < HgCl < 甲基汞 Cd 一般只有二价一种价态 As As~(+3) < 二甲基砷 < As~(+5) Cr Cr < Cr~(+2) < Cr~(+3) < Cr~(+6)
内。
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一、环境中重金属污染的来源
金属元素是地壳岩石中的天然组成成分。 对环境造成严重金属元素污染的主要来源 是人类的生产活动。 采矿、冶炼、使用重金属的工业生产过程、 施用农药(包括Pb、Hg、Cd、As等)，通过废水、 废气、废渣将重金属元素及其化合物排放入环 境，造成重金属污染。
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三、重金属的吸收、分布 （一）吸收
环境中的重金属一般是通过被其污染 的食物、饮水、空气及职业性接触，主要 经消化道吸收，其次经呼吸道吸收，经皮 肤吸收较少。
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1.经消化道吸收 在食物中以离子状态存在的重金属，处于
溶解状态，可直接被消化道吸收。 有些重金属结合在食物的有机成分上，有
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食物链中处于起始点位置的是食物生 产者，其在重金属浓集中起着重要作用， 如水生藻类和陆生植物，重金属可在体内 蓄积。
由此可见，环境中浓度很低的重金属， 经过食物链的逐级转移浓集，以“植物→ 动物(肉、内脏、蛋、乳等) →人”的方式 进入人体，大大提高了人对重金属的接触 量，从而增加了有毒金属对人体健康的潜 在危害性。
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二、重金属的转化
环境中的重金属由于受各种因素的影响， 其化学形态可发生转化，从而影响重金属在 环境中的转归、毒性大小与人体吸收的可能 性。
例如在水环境中的重金属，被生物吸收 后可在体内发生甲基化作用，无机汞可转化 为毒性较高的甲基汞。
目前已经确定在环境中可以生物甲基化 的重金属有汞、铅、砷等，其中对无机汞的 甲基化研究较多。
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二、重金属与人体的关系 各种重金属元素在生物体内的正 常含量均小于人体体重的0.01%，属 于微量元素。 有的是人和动物生长发育必需的， 有的是非必需的，比如汞、铅、镉等。
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环境元素与生物元素不断交流并 保持动态平衡。