污染物的毒害作用及机理思考题
污染物对生物影响及其毒理学机制
污染物对生物影响及其毒理学机制污染物是指大气、水和土壤等自然环境中存在的各种有害化学物质或微生物等，常见的有重金属、挥发性有机物、农药等。
这些污染物可以进入生物体内，导致生物的生命周期受到影响，最终导致毒性效应。
本文将围绕污染物对生物的影响及其毒理学机制进行分析。
一、污染物对生物的影响污染物对生物的影响可以分为三个方面：重金属对生物的影响、挥发性有机物对生物的影响及农药对生物的影响。
1. 重金属对生物的影响重金属是指相对密度大于5的金属元素，在许多工业和日常生活中都存在。
常见的有铅、汞、铬等。
这些重金属可以进入人体内，损害人体健康，引起贫血、中毒等症状。
在自然环境中，重金属也会对生物造成影响。
它们进入生物体内后，会在生物体内逐渐积聚，导致生物体内铁、钙等原子的代替，从而导致细胞的损伤，影响生物的生长发育。
例如，铅对植物及其种子生长具有显著的抑制作用，而镉对大多数植物的生长及其种子萌发均具有毒性。
2. 挥发性有机物对生物的影响挥发性有机物（VOC）是指在适当温度和压力下可以从固体或液体的表面快速挥发的有机化合物。
它们通常会被释放到空气中，对环境和生物造成污染。
例如，苯、甲苯、二甲苯等。
VOC可以对生物的健康造成直接损害。
它们进入人体后，会通过呼吸道和皮肤等途径进入体内，引起头痛、眼疼、嗜睡等症状。
而在生态系统中，VOC也会影响生物的生长、繁殖和细胞的稳定性等因素，最终影响生态系统的平衡。
3. 农药对生物的影响农药是为保护农作物而制造的化学物质，包括杀虫剂、除草剂、杀菌剂等。
虽然农药的使用可以提高农业生产效率，但过量或长期使用，会对生态系统和人体健康造成不利影响。
农药对生态系统的影响主要表现为对生物多样性的破坏以及对水体、土壤和空气的污染。
常见的农药如苯嘧啶、杀螨醇等，进入生物体内后，会影响生理代谢和生长发育，导致不良后果。
例如，长期接触杀虫剂类农药的农民患上肝癌、肺癌、膀胱癌等病症的风险比普通人高。
第三章污染物的毒害作用及机理思考题
第三章污染物的毒害作用及机理思考题第三章污染物毒害作用及机理思考题一、简答题1、简述生物对污染物吸收、富集和污染物对生物毒害的关系。
第一，生物对污染物的吸收---生物对污染物的富集---污染物对生物的毒害作用，总的来说是这样一个过程。
第二，生物对污染物的吸收。
（1）植物，叶片气孔对大气污染物的粘附和吸收；植物的根和叶对水溶性的污染物的吸收。
（2）动物，通过呼吸道、消化道、皮肤等途径将少量的污染物吸收，通过体内肺泡的吞噬，肠道粘膜的吸收等。
（3）微生物，吸收污染物的主要方式是沉淀作用和络合作用，将有毒的污染物转化为微毒害或无毒化合物。
第三，在吸收的基础上，当达到一定数量无法转化时就会富集。
（1）生物体内凡是能与污染物形成稳定结合的物质，都能增加生物富集，从而消除或缓解毒害作用。
（2)不同器官对污染物的富集有很大差异，不同物种对污染物的吸收积累状况也不同。
（3）生物体内污染物的富集量与环境中污染物的浓度成正相关，同时也受作用时间的影响。
（4）生物体内对污染物的富集作用是随着食物链的营养级的增加，富集量逐渐增多，污染物在体内的含量也就越来越多。
第四，污染物对生物的毒害作用必须建立在生物体吸收和富集污染物的基础上。
2、生物为什么会受污染物毒害，在什么情况下才会发生毒害？在对重金属毒害机制进行深入研究后，必须深入到分子水平才能解决受害的内部机制。
郁建栓从生物活性点位、重金属对生物毒性效应的分子机制，以及技术离子对生物大分子活性点位的竞争及其与金属生物毒性的关系方面对此进行了综述。
第一种解释是生物活性位点。
生物活性位点是生物大分子中具有生物活性的基团和物质。
当污染物（重金属）和生物大分子上的活性位点结合，也可以和其他非活性位点结合后，在一定的情况下对生物产生毒性。
第二种解释是重金属对生物毒性效应的分子机制的解释。
当污染物（毒金属离子）进入生物体后，取代生物大分子活性点位上原有的金属，也可以结合在该分子的其他位置。
污染物的毒性和生物效应机制
污染物的毒性和生物效应机制随着工业化、城市化的发展，环境污染问题越来越严重。
大气、水体、土壤等环境中存在的污染物对人类健康和生态环境造成了严重的危害。
污染物的毒性和生物效应机制是研究环境污染问题的重要课题。
一、污染物的毒性毒性是指化学物质对生物体产生的有害影响。
污染物的毒性受多种因素的影响，例如浓度、暴露时间、个体差异等。
不同的污染物具有不同的毒性效应，包括急性毒性效应、亚急性毒性效应和慢性毒性效应。
急性毒性效应是指在短时间内接触高浓度污染物，导致生物体短时间内产生剧烈的不良反应。
例如，空气中的苯、甲醛、氨气等有机气体和硫化氢、氰化物等无机气体均具有很强的急性毒性。
短期接触这些物质会导致头痛、眩晕、恶心、呕吐等症状，严重时可能导致昏迷、肺水肿、死亡等后果。
亚急性毒性效应是指接触时间较长、浓度较低的污染物，引起的中等程度的毒性效应。
例如，有机氯、有机磷农药可以在长时间内积累在人体内引起神经性疾病、癌症等，而水中亚硝酸盐、铜、氟等化合物会引起不同程度的贫血、骨质疏松等疾病。
慢性毒性效应是指长期暴露于较低浓度污染物的影响，主要由重金属和某些有机污染物引起。
例如，密切接触铅、汞等重金属可引起妊娠期间胎儿畸形、神经系统和智力发育障碍等，长期接触有机氯草甘膦、雌激素等可导致癌症和免疫系统失调等后果。
二、污染物的生物效应机制生物效应是指污染物对生物体内部生化和生理活动产生的影响。
污染物引起生物效应的机制很复杂，主要包括代谢途径、损伤机制和影响生长发育的渠道。
代谢途径是指污染物通过代谢途径进入生物体内部，通过身体代谢的过程，他们被分解为无毒物质，以及有害物质，引起各种生物效应。
例如，人体内的氧化酶可以将苯分解为苯醇和苯酚，这些无毒的代谢产物很快被体内的代谢途径清除。
然而，以二噁英、苯并芘等有机污染物，往往不能被代谢，而是在生物体内长期沉积，积累到一定浓度，可能会引起致癌、致畸、致突变等有害生物效应。
损伤机制是指污染物直接对生物体造成的生化和细胞结构损伤。
环境污染物的毒作用和损伤机理
一、基本概念
毒性参数
▪ 毒性上限参数
——绝对致死量（浓度）LD100 LC100 ——半致死量（浓度）LD50 LC50 ——最小致死量（浓度）MLD MLC
——最大耐受量（浓度）LD0 LC0 ——致死剂量（浓度）LD LC ▪ 毒性下限参数
二、环境污染物毒作用分类
▪ 分类方法一
——局部毒性作用与全身毒性作用 ——速发与迟发毒性作用 ——可逆与不可逆毒性作用 ——变态反应 ——特异性体质反应 ——功能，形态及生化作用
▪ 分类方法 二
神经系统中毒 呼吸系统中毒 肝中毒 肾中毒 ……
三、毒作用机制的研究
▪ 毒物的运转 ▪ 毒物对靶位点的作用 ➢ 靶位点学说 ➢ 共价结合学说 ➢ 自由基学说受体学说 ▪ 毒物引起的细胞功能障碍 ▪ 修复与修复失调
三、毒作用机制的研究
▪ 毒物的运转——产生毒性的第一步，毒物从接触部位到其作用部
位的运输过程，决定于浓度和持续时间。 ➢ 终毒物——直接作用于内源靶分子 ➢ 内源靶分子：蛋白质、DNA、脂肪……
毒物分布 ➢ 与血浆蛋白的结合率 ➢ 特殊屏障的作用 ➢ 类似的脂肪组织 ➢ 与结合蛋白的连接 ……
三、毒作用机制的研究
一、基本概念
▪ 剂量——给予机体的或机体接触的外源化学物质的数量，以单
位体重接触的量表示，mg/kg。
▪ 效应——机体接触一定剂量的化学物质后引起一系列的生物学
效应。这种效应随摄入量的增多而增强，呈现分级反应。可用一 定的计量单位来表示其强度，如酶的活力、白细胞计数等。
▪ 反应——一定数量生物群体中接触毒物而产生某种生物学效应
▪ 毒物对靶位点分子的作用——产生毒性的第二步
第三章 污染物的毒害作用及机制
叶绿素a与叶绿素b的区别
11
光合作用过程：光反应和暗反应
12
暗反应：卡尔文循环（Calvin Cycle）
13
暗反应：卡尔文循环（Calvin Cycle）
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暗反应：卡尔文循环（Calvin Cycle）
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1．对光合作用的影响（小结）
■破坏叶绿体的超微结构，进而影响光合作用； ■重金属进入叶片内，与蛋白质上的—SH等活性基 团结合，或取代其中的Fe、Zn、Cu、Mg离子， 直接破坏叶绿体的结构和功能； ■重金属通过拮抗作用干扰植物对Fe、Zn、Cu、Mg 等生命元素的吸收、转移，阻断营养物质向叶部 输送，阻碍叶绿素的合成；
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（三）污染物对微生物的毒害
1．对微生物数量和种类的影响
■土壤中的污染物能导致土壤微生物生物量的
降低。
■对土壤微生物区系结构的研究表明，同样在
As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn复合污染 的土壤中，重金属总量达到658.7mg/kg时， 细菌和真菌生物量分别较对照下降29%和 54%；当总量达到3446.6mg/kg时，分别下 降81%和85%。
会导致大叶相思固氮酶活性急剧下降，0.25mmol/L 的Cu2+则完全抑制大叶相思固氮酶的活性。
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7．对植物激素的影响
Zn2+能使吲哚乙酸酶活性升高，加速吲 哚乙酸的分解，从而使吲哚乙酸含量急剧下 降，即Zn2+升高使吲哚乙酸合成受阻 （Pratima，1984）。
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8．对植化成分的影响
镉对植物叶片可溶性糖含量的影响
（如红细胞膜上的血型抗原）等。
■生物细胞膜系统（包括质膜、液泡膜和细胞器膜）是
研究环境污染物的毒性及其在化学解毒中的应用
研究环境污染物的毒性及其在化学解毒中的应用环境污染物是指自然环境中存在的、或由人类活动所引入的对生态系统及其组成部分产生有害影响的有害物质。
随着人类活动的不断加剧，环境污染问题日益严重，人们对环境污染物的毒性及其化学解毒的研究也越来越深入。
本文将从环境污染物的毒性影响、化学解毒的原理及应用实例三个方面进行探讨。
首先，环境污染物的毒性影响是研究的重点之一。
环境污染物对人体健康和生态系统的危害广泛存在。
例如，大气中的颗粒物和有机物污染物可引发呼吸系统疾病，并对植物生长产生负面影响；水体中的重金属和有机污染物可导致水生生物死亡和生态系统失衡。
因此，了解环境污染物的毒性特点和致毒机制对权衡人类社会经济发展和环境保护非常重要。
其次，化学解毒作为环境污染物治理和修复的有效手段，具有广泛的应用前景。
化学解毒是通过引入一种或多种特定化学物质，调整环境污染物的化学结构，改变其毒性或控制其迁移转化，从而减少或消除其对生态系统和人体健康的危害。
常见的化学解毒方法包括氧化还原法、酸碱调节法、络合析出法等。
化学解毒的原理是基于环境污染物与解毒剂之间的化学反应。
解毒剂能够与污染物发生物理吸附、化学吸附、络合离子交换等反应，从而改变污染物的性质和毒性。
例如，电子捕获中的抗氧化剂可中和自由基，减少环境污染物的氧化性，提高生物体对环境污染物的抵抗能力。
同时，解毒剂还可以促进环境污染物的分解和转化，例如通过添加氯代有机溶剂促进土壤中有机污染物的降解。
化学解毒在实际应用中有着广泛的应用范围。
例如，在污水处理领域，通过添加特定的药剂，可以中和或沉淀废水中的重金属离子和有机污染物，从而达到净化水体的目的。
此外，在土壤修复领域，通过添加吸附剂、土壤改良剂等物质，可以有效减少土壤中有害物质的含量，恢复土壤的生态功能。
此外，化学解毒还可以应用于环境污染物的监测和评估。
通过采集样品，使用特定的分析方法和仪器，可以对环境污染物进行定量分析，了解其含量和分布情况。
第三章环境污染物的毒作用和损伤机理
造血系统
造血组织
造血系统
血液
பைடு நூலகம்
骨髓 单核-巨噬细胞系统 淋巴组织
不是主要的靶器官。
血液作为载体与外源性化学物密切接触， 造血组织则处于细胞分裂增殖极为活跃 的状态，且有些化学物，如苯，主要蓄 积在骨髓组织，因此毒物对造血系统的 损伤不可避免。
缺铁性贫血 血
液
成
溶血性贫血
分
的
增
再生不良性贫血
多
或
剂量、效应与反应
剂量：暴露水平（有效接触剂量）、生物有效 剂量、毒物的浓度等
效应：机体接触一定剂量的化学物质后引起一 系列的生物学效应。这种效应随摄入量的增多 而增强，呈现分级反应。可用一定的计量单位 来表示其强度，如酶的活力、白细胞计数等。
反应：一定数量生物群体中接触毒物而产生某 种生物学效应的个体在群体中所占的百分比， 可以死亡率、发病率等表示。
肾脏
结构——由肾实质和肾盂组成。肾实质分 为皮质和髓质。皮质血流量较多，易受 毒物的损害；髓质血流量较少，仅占全 肾血供的8%，易受缺氧的损害。
功能——排泄、解毒
肾毒物——重金属、有机卤代烃类、头孢霉素、四环素、青 霉素等抗菌素、水杨酸、非那西汀等镇痛药和磺胺类药物等 生物毒性物质。
腺、皮肤）
肝脏
——结构和功能的基本单位：肝小叶
呈不规则多角棱柱形，长径约为1.5~2mm，横径约为 1mm。
成人肝脏约有50~100万个肝小叶。
由肝腺泡、肝细胞、血窦、在央静脉和毛细胆管组成。
肝小叶的中轴是中央静脉，小叶内的肝细胞组成海绵状 的单层细胞“板块”样结构，在板层之间有血窦穿行， 并汇集至中央静脉为中心呈放射状排列，在肝小叶的边 缘，肝细胞排列成环形肝板，称为界。切一片肝小叶在 显微镜下观察，可见其结构规则，分布均匀，好似一座 建筑精巧的“蜂房”。
有害气体的毒性作用及机理
啶的脱氨过程，导致C-G转换成T-A，造成DNA损伤。 SO2只有在高浓度下才有致突变作用，而且不是直接的致 突变剂，可能是以辅助形式促进致突变剂的突变作用。
（2）致癌
SO2 是否促癌或辅癌作用尚待研究。大多数流行病学调查 表明单纯 SO2 暴露与肺癌死亡无关，动物实验表明单纯 SO2 暴露也不能诱发肿瘤。但人们一直假设 SO2能促进 PAH（多 环芳香烃）的致癌作用，机制尚不知。 3、对酶活性及多种脏器的损伤 SO2能影响多种酶的活性。可以SO3－和HSO3－的形式随
体自净作用。
3、土壤酸化及其生物学作用 土壤酸化；农作物大幅度减产；质量下降；森 林死亡。
未受酸雨伤害的水稻
受酸雨伤害的水稻
4、对建筑物和金属构筑物的腐蚀。
二、氮氧化物（NOX） （一）理化性质
包括：NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等
，大气中主要是NO、NO2。 NO：无色无味，微溶于水，易氧化为 NO2 ，可 与O3急速反应。 NO2：棕红色，强刺激性臭味。
NO2 对上呼吸道和眼结膜刺激较小，主要作用于
深部呼吸道、细支气管及肺泡。NO2溶于肺泡表面产
生HNO2、HNO3，刺激和腐蚀肺组织，引起肺水肿.
（1）对呼吸道的毒性作用
形态学的损害。纤毛脱落、粘膜变性，细支气管 及肺泡上皮细胞增生，分泌亢进，肺泡壁肿胀，肺 泡腔扩大。 功能的损害。增加气道阻力，纤毛运动减弱。
（四）毒性作用 1、对人体呼吸道的刺激作用 SO2在一定浓度下对呼吸道尤其是上呼吸道有 刺激作用。此外对眼结膜也有刺激作用引起炎症。 高浓度SO2 ：急性支气管炎、肺水肿，呼吸困 难，引起自发性气胸，以致死亡。 原因： SO2溶于水形成亚硫酸或硫酸，短时间高 浓度下可对局部组织产生强烈刺激和腐蚀。
环境化学物的毒性作用机理
• 最小致死剂量（MLD、LDmin、LD01)：引起群体 中个别死亡的最低剂量。低于此剂量，不会出现 死亡。 • 最大耐受剂量（MTD、LD0)：一个群体中不会引 起死亡的最高剂量。 (2). 半数效应剂量（ED50)： 外源物引起机体某项生物效应发生50%改变所 需要的剂量。
⑶最小有作用剂量（MEL） 也称中毒阈剂量或中毒阈值，指外源化学灵敏的观察指标开始出现异常变化或机体 开始出现损害作用所需的最低剂量。
• MEL确切应称为最低观察到作用剂量(LOEL)
或最低观察到有害作用剂量(LOAEL) • LOEL：观察到任何效应的最低剂量。
• LOAEL （Lowest-observed-adverse-effect level）： 可观察到有害效应的最低剂量。
(3).最大无作用剂量（MNEL） 又称NOEL或称NOAEL，指外源化学物在一定 时间内按一定方式或途径与机体接触后，用目前 最为灵敏的方法和观察指标，未能观察到任何对 机体损害作用的最高剂量。 无可观察效应剂量（No-observed-effect level, NOEL)： 又称未观察到作用剂量，不能观察到任何效 应的最高剂量。 无可观察有害效应剂量（No-observed-adverse-effect level, NOAEL)： 又称未观察到有害作用的剂量，不能观察到有 害效应的最高剂量。
（2）化学结构与毒性大小
a、同系物的碳原子数 碳氢化合物（烷、醇、酮等）： ◆当碳原子数在2~7之间时：随C数的增加毒性增加。 ◆超过一定限度(7 ~9个)后：随C数的增加毒性下降。 ◆当碳原子数相同时：直链的>支链的；成环的>不成环 的； b、卤代 常使毒性作用增强。 如： 肝脏毒性：CCl4>CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl 麻醉作用：CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl> CH4
第三章 污染物毒害作用及机理
（3）污染物对呼吸作用的影响 （通过干扰呼吸酶，来影
响呼吸作用。） 镉对呼吸酶( 绿藻苹果酸脱氢酶) 活性的影响 表3-11 镉对苹果酸脱氢酶活性的影响 种类 斜生 栅藻 蛋白 核小 球藻 镉浓度(mg/L)
0.0 0.01
活性(为对照的百分率)
100 108
0.5
1.0 0.0 0.01 0.5 1.0
（3）含镉F1种子萌发时根尖细胞有丝分裂频率的变化
含镉F1种子萌发时，根尖细胞有丝分裂频率随着种子中镉积 累的增加而下降。 结论:种子质量影响综合指数表明,种子镉积累量低于1.68mg/kg 时，对种子质量的综合影响效应轻微；高于1.68mg/kg，则综合效 应严重 。
4、对植物生长的影响
（1） 对植物根的影响 不同浓度的Hg 2+对水稻种子胚根生长有明显的抑制作用。 特别对胚根纵向生长具有强烈的抑制作用。 对幼苗根系脱氢酶活性的测定结果表明，随着铅处理浓度的 升高，根系脱氢酶活性下降。
凤眼莲 水体镉 浓度 (mg/L) 0 0.005 1 2 4 8 10 叶绿素 a/b 1.79 1.74 1.61 1.60 1.42 1.38 1.02 变化率 (%) 0.00 -2.8 -10.1 -10.6 -20.7 -22.9 -43.0 紫背萍 叶绿素 a/b 2.25 2.09 1.97 1.57 1.22 1.10 1.10 变化率 (%) 0.00 -7.1 -12.4 -30.2 -45.8 -51.1 -51.1 狐尾藻 叶绿素 a/b 1.07 1.03 1.00 0.93 0.96 0.87 0.81 变化率 (%) 0.00 -3.7 -6.5 -13.1 -10.3 -18.7 -24.3
编号
1 2 3 4 5 6
污染生态学第三章
第三节 受害条件
• 二、外界条件
• 3、大气湿度 • 大气湿度能直接影响植物的受害程度，即大气相对湿 度与植物受害程度成正比，与植物的抗性成反比。这 是因为高的相对湿度使有害气体和烟尘能吸附在叶表 面，并使这些污染物溶解，慢慢从气孔、表皮渗透到 叶片内，特别是碱性污染物，溶解在表面后，能直接 伤害叶片。
• （七）对植物生理生化的影响
• 1、对细胞膜透性的影响
• 2、对光合作用的影响 • 3、对呼吸作用的影响 • 4、对蒸腾作用的影响 • 5、对生长素的影响
• 6、对植物化学成分的影响
第一节 污染物的毒害作用
• 二、污染物对动物和人体健康的影响
• (一) 对动物的影响
• 1、重金属元素能严重影响和破坏鱼类的呼吸器官，导致呼 吸功能减弱。
• 如：W-Mo，Cd-Ca，V-Mn，Ni-Cu，Mn-Mg等。 • 表3—29说明每对拮抗元素生成络合物的配位数、离子半径 、离子体积以及半径比率等值都非常接近，这就构成了它 们之间相互取代的基本条件，所不同的只是它们的晶格能 和电离势差别较大，而正是这两个常数的差别，决定了元 素间牛物拮抗能力的大小。
第一节 污染物的毒害作用
• 一、污染物对植物的影响
• (二)对植物细胞超微结构的影响 • 植物在受到重金属或其他污染物对植物的伤害在出现可见症状之前， 生理生化和亚细胞显微结构等微观方面的就已经发生了变化。 • 镉、铅影响为例： • 1、对根、叶细胞核的影响
• 伤害随着浓度的增加而加重：
• Cd：10mg/kg、25mg/kg • Pd： 100、500 、1000mg/kg
污染生态学第三章,第四章课后作业
.第三章p104 思考题3有机污染物和无机污染物对生物的毒害作用1无机有毒物:主要有非重金属的氰化物,砷化物与重金属中的汞,镉,铬,铅等.氰化物(CN)是剧毒物质,对人的口服致死量每毫升0.05-0.12毫克,低浓度的氰化物会引起人的慢性中毒.砷是累积性中毒的毒物,当饮用水中砷含量每毫升大于0.05毫克时,就会导致累积.重金属在水体中只要有微量的浓度即可产生毒性效应,某些重金属还可以在微生物的作用下转化为毒性更强的金属化合物;重金属不但不能被生物降解,相反却能在食物链的生物放大作用下,大量地富集,最后进入人体.采矿、冶炼、机械制造、建筑材料、化工等工业生产排出的污染物中大量为无机污染物，其中硫、氮、碳的氧化物和金属粉尘是主要的大气无机污染物。
各种酸、碱和盐类的排放，会引起水体污染，其中所含的重金属如铅、镉、汞、铜会在沉积物或土壤中积累，通过食物链危害人体与生物。
无机元素不同价态或以不同化合物的形式存在时其环境化学行为和生物效应大不相同，这是当今无机污染物研究中的前沿领域。
无机污染物有的是随着地壳变迁、火山爆发、岩石风化等天然过程进入大气、水体、土壤和生态系统的。
有的是随着人类的生产和消费活动而进入的。
各种无机污染物在环境中迁移和转化，参预并干扰各种环境化学过程和物质循环过程，造成了无机污染物的污染。
锡、镉、砷、铅、锑等的矿物开采量甚至大大超过它们的自然循环量。
现代采矿、冶炼、机械制造、建筑材料、化工等生产部门，每天都排放大量的无机污染物，包括有害的元素氧化物、酸、碱和盐类等。
其中硫、氮、碳的氧化物和一些金属粉尘是主要的大气污染物，可以直接危害人体和生态系统（见大气污染）。
它们有的会和烃类污染物进一步发生气相反应生成光化学烟雾，有的会发生液相反应,引起酸雨等,从而伤害动植物，腐蚀建筑材料和使土壤肥力下降。
各种酸、碱和盐类的任意排放，往往引起水质恶化等后果，其中所含的重金属元素如铅、镉、汞、铜等可在土壤中积累，通过食物链在不同的营养级上逐级富集，造成更大的危害。
污染物的毒害作用及机制
随着工业重金属污染的日益严重， 随着工业重金属污染的日益严重，重金属污染的生态 效应问题受到人们极大关注 ，尤其是重金属对农作物、 尤其是重金属对农作物、 人体健康的影响。有关重金属对植物污染生态的研究 人体健康的影响。 比较普遍，其中铅污染生理生态研究也日显突出。研 比较普遍，其中铅污染生理生态研究也日显突出。 究已经证明暴露于环境中的铅能够通过植物系统的迁 移转化和蓄积作用，到达动物和人体系统，从而产生 移转化和蓄积作用，到达动物和人体系统， 毒害效益。 毒害效益。土壤中铅在植物体内的迁移转化途径与方 式，富集的形式与状态，分布与存在形式以及对植物 富集的形式与状态， 体的毒害效应机制等方面研究已积累了大量资料。但 体的毒害效应机制等方面研究已积累了大量资料。 关于铅在植物不同器官及其不同发育阶段迁移和富集 效应的研究较少。 效应的研究较少。
1.4 统计分析
采用世界通用分析统计软件Microsoft Office Excel 2003对实验数据进行统计分析。
2 研究结果
铅胁迫对中国沙棘种子萌发率的影响
100.00% 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% 0 5 25 50 100 200 12月9 日沙棘种子萌发率 12 月 12月11日沙棘种子萌发率 12 月 11 日沙棘种子萌发率 12月13日沙棘种子萌发率 12 月 13 日沙棘种子萌发率 12月15日沙棘种子萌发率 12 月 15 日沙棘种子萌发率
1.3 测试指标
1.3.1 萌发率的计算公式：萌发率％=一定时间内供 萌发率的计算公式：萌发率％ 一定时间内供 试种子萌发数/供试种子总数 试种子萌发数 供试种子总数 1.3.2 下胚轴和胚根长度，均采用直接测量法。 下胚轴和胚根长度，均采用直接测量法。 1.3.3 下胚轴以及胚根的生物量，试验结束后分别 下胚轴以及胚根的生物量， 剪取不同处理组的下胚轴﹑胚根置于烘箱中， 剪取不同处理组的下胚轴﹑胚根置于烘箱中，在 80℃烘干至恒重，用电子天平称重。 ℃烘干至恒重，用电子天平称重。
污染生态学复习题
《污染生态学》复习题第一章污染物在生物体内的迁移规律1.何谓污染物？它具有什么性质？如何分类？污染物：进入环境后使环境的正常组成发生直接或间接有害于生物生长、发育和繁殖的变化的物质。
污染物的性质：a.一种物质称为污染物，必须在特定的环境中达到一定的数量或浓度，并且持续一定的时间。
b.污染物会在环境中发生转化，即具有易变性。
污染物的分类：按污染物的来源可分为自然来源和人为来源的污染物；按受污染物影响的环境要素可分为大气、水体和土壤污染物等；按污染物的形态可分为气体、液体和固体污染物；按污染物的性质可分为化学、物理和生物污染物；按污染物在环境中物理、化学性状的变化可分为一次和二次污染物。
2.简述植物对水溶态污染物的吸收过程。
植物吸收污染物的主要器官是根，叶片也能吸收污染物。
水溶态的污染物到达根表面，主要由两个途径：一条是质体流途径，即污染物随蒸腾拉力，在植物吸收水分时与水一起到达植物根部；另一条是扩散途径，即通过扩散而到达根表面。
植物的细胞壁是污染物进入植物细胞的第一道屏障，在细胞壁中的果胶质成分为结合污染物提供了大量的交换位点。
细胞膜调节物质进出细胞的过程，并与细胞壁一起构成了细胞的防卫体系。
污染物通过植物细胞膜进入细胞的过程，目前认为有两种方式：一种是被动的扩散，物质顺着本身的浓度梯度或细胞膜的电化学势流动；一种是物质的主动传递过程，这种过程需要能量。
3.简述污染物在植物体内的迁移方式。
从根表面吸收的污染物能横穿根的中柱，被送入导管。
进入导管后随蒸腾拉力向地上部移动。
一般认为穿过根表面的无机离子到达内皮层可能有两种道路：第一条为非共质体通道，即无机离子和水在根内横向迁移，到达内皮层是通过细胞壁和细胞间隙等质外空间；第二条是共质体通道，即通过细胞内原生质流动和通过细胞之间向连接的细胞质通道。
污染物可以从根部向地上部运输，通过叶片吸收的污染物也可从地上部向根部运输。
4.简述动物体对污染物质的主要吸收途径。
环境物质污染的毒理学作用及检测技术
环境物质污染的毒理学作用及检测技术随着人类社会的发展，环境污染问题越来越严重，环境中存在大量的化学物质，严重影响着人体健康。
其中，环境污染物的毒理学作用成为当前热门的研究领域，也是环境保护的重要方向之一。
环境污染物的毒理学作用环境污染物的毒理学作用包括急性毒性和慢性毒性两种类型。
急性毒性是指接触一定量的污染物，在短时间内导致的毒性反应。
而慢性毒性则是在长期接触某些污染物后，对机体产生渐进性、难以逆转的影响。
环境污染物对人体的影响主要表现为对身体各个系统的破坏。
对于呼吸系统，空气污染物可引起呼吸道疾病，如哮喘、慢性阻塞性肺疾病等。
而对于神经系统，一些有机污染物可以引起神经系统功能异常、神经系统退行性疾病等。
此外，环境污染物还会对人类生殖系统造成影响，导致不孕不育等问题。
环境污染物对人体健康的影响主要来源于以下几个方面：1. 空气污染：污染源包括燃煤、汽车排放、工厂废气等，空气污染物中主要有PM2.5、O3等，会影响呼吸系统。
2. 水污染：污染源包括农业、工业和城市生活废水，水污染物中主要有重金属、农药等，对人体内脏、生殖系统有影响。
3. 土壤污染：污染源包括化工企业和生产特定用途原料的企业，土壤污染物包括汞、铅等重金属，会影响人类健康。
环境污染物检测技术环境物质污染的检测技术是保证环境安全的一个重要保障。
环境污染检测技术可以分为两大类：传统检测技术和新型检测技术。
1. 传统检测技术传统的检测技术包括各种分析方法，如色谱法、光谱法、电化学法。
其中，色谱法是目前常用的检测手段之一，该方法具有操作简便，测试速度快等优点，能够有效拓展检测范围，检测结果比较准确。
光谱法包括可见光谱、分子吸收光谱、荧光光谱、拉曼光谱等，优点是分析准确性高，对于某些化合物可实现非破坏性检测。
电化学法主要包括电化学分析和电化学传感器两种类型，电化学法具有分析简单、灵敏度高等特点。
2. 新型检测技术新型检测技术具有高效、易操作、灵敏度高、准确性高等特点，包括生物传感器、纳米技术检测和人工智能检测等。
污染物的毒害作用及机制共40页文档
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
大气主要污染机理、危害和措施
1. 试述燃煤大气污染物的种类和危害答：燃煤大气污染物的种类如下：颗粒物；碳氧化物（CO2,CO）；硫氧化物(SO2,SO3)；氮氧化物(NO,NO2)；碳氢化合物(如CH4)；以及其他有害物质（重金属，含氟气体，含氯气体）危害：颗粒物：可吸入颗粒物会产生致癌、致畦、致突变等危害。
可吸入颗粒物被人吸入后，会累积在呼吸系统中，引发许多疾病。
对粗颗粒物的暴露可侵害呼吸系统，诱发哮喘病。
细颗粒物可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等。
越细小的颗粒物对人体危害越大，粒径超过10微米的颗粒物可被鼻毛吸留，也可通过咳嗽排出人体，而粒径小于10微米的可吸入颗粒物可随人的呼吸沉积肺部，甚至可以进入肺泡、血液。
在肺部沉积率最高的是粒径为1微米左右的颗粒物。
这些颗粒物在肺泡上沉积下来，损伤肺泡和粘膜，引起肺组织的慢性纤维化，导致肺心病，加重哮喘病，引起慢性鼻咽炎、慢性支气管炎等一系列病变，严重的可危及生命。
空气中弥漫着的可吸入颗粒物非常小，能够直达并沉积于肺部，直接参与血液循环，对人体的危害相当大。
人体若吸入大量的可吸入颗粒，可以导致呼吸系统病症，例如气促、咳嗽等，并加重已有的呼吸系统疾病，损害肺部组织。
而包括患有慢性肺炎、心脏病、感冒或哮喘病患者的老年人及儿童则是最易受可吸入颗粒物影响的人群。
碳氧化物和碳氢化合物：主要是产生温室效应，导致全球气候变暖。
大气中的水汽和二氧化碳不吸收可见光，因此可见光可通过大气层而到达地球表面。
与此同时，地球也会向外辐射能量，不过此能量是以红外光形式辐射出去。
水汽和二氧化碳能吸收红外光，这就使得地球应该失去的那部分能量被贮存在大气层内，造成大气温度升高。
有人估计，若大气温度升高2～3K,就会使世界气候发生剧变，同时会使地球两极的冰山发生部分融化，从而使海面升高，甚至造成沿海一些城市被海水淹没的危险。
除了使气候转变，全球变暖之外，温室效应还会使地球上的病虫害增加，出现能够威胁人类的致命病毒；导致海平面上升；气候反常，海洋风暴增多；土地干旱，沙漠化面积增大；生物多样性减少，此外也会影响人类的经济、农业、海洋生态和水循环等。
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第三章污染物毒害作用及机理思考题
一、简答题
1、简述生物对污染物吸收、富集和污染物对生物毒害的关系。
第一，生物对污染物的吸收---生物对污染物的富集---污染物对生物的毒害作用，总的来说是这样一个过程。
第二，生物对污染物的吸收。
（1）植物，叶片气孔对大气污染物的粘附和吸收；植物的根和叶对水溶性的污染物的吸收。
（2）动物，通过呼吸道、消化道、皮肤等途径将少量的污染物吸收，通过体内肺泡的吞噬，肠道粘膜的吸收等。
（3）微生物，吸收污染物的主要方式是沉淀作用和络合作用，将有毒的污染物转化为微毒害或无毒化合物。
第三，在吸收的基础上，当达到一定数量无法转化时就会富集。
（1）生物体内凡是能与污染物形成稳定结合的物质，都能增加生物富集，从而消除或缓解毒害作用。
（2)不同器官对污染物的富集有很大差异，不同物种对污染物的吸收积累状况也不同。
（3）生物体内污染物的富集量与环境中污染物的浓度成正相关，同时也受作用时间的影响。
（4）生物体内对污染物的富集作用是随着食物链的营养级的增加，富集量逐渐增多，污染物在体内的含量也就越来越多。
第四，污染物对生物的毒害作用必须建立在生物体吸收和富集污染物的基础上。
2、生物为什么会受污染物毒害，在什么情况下才会发生毒害？
在对重金属毒害机制进行深入研究后，必须深入到分子水平才能解决受害的内部机制。
郁建栓从生物活性点位、重金属对生物毒性效应的分子机制，以及技术离子对生物大分子活性点位的竞争及其与金属生物毒性的关系方面对此进行了综述。
第一种解释是生物活性位点。
生物活性位点是生物大分子中具有生物活性的基团和物质。
当污染物（重金属）和生物大分子上的活性位点结合，也可以和其他非活性位点结合后，在一定的情况下对生物产生毒性。
第二种解释是重金属对生物毒性效应的分子机制的解释。
当污染物（毒金属离子）进入生物体后，取代生物大分子活性点位上原有的金属，也可以结合在该分子的其他位置。
当有毒金属离子与生物大分子上的活性点位或非活性点位结合后，可以改变生物大分子正常的生理和代谢功能，使生物体表现中毒现象甚至死亡。
第三种解释是金属离子对生物大分子活性点位的竞争。
进入体内的重金属离子在组织器官和亚细胞结构中重新分配，使重金属在细胞质大分子之间发生迁移，从而改变重金属对
生物的毒性。
现代人类通过各种工业活动，如开采、冶炼各种金属、非金属物质，致使一些元素在环境中含量大增，当其含量超过了效应浓度后，就会对生物起到毒害作用。
3、简述污染物如何影响植物根系对土壤中营养元素的吸收？
污染物能影响植物根系对土壤中营养元素的吸收，原因之一是污染物能改变土壤微生物的活性，也能影响酶的活性。
二是污染物能抑制植物根系的呼吸作用，影响根系的吸收能力。
4、简述污染物对蒸腾作用的影响
污染物对蒸腾作用有明显的影响。
在低浓度刺激下，细胞膨胀、气孔阻力减少，蒸腾加速。
当污染物浓度超过一定值后，可能诱发脱落酸（ABA）浓度增加，使得气孔阻力增加或气孔关闭，蒸腾强度降低。
如浓度太高，叶伤斑面积扩大，导致蒸腾急剧下降。
这种情况下随毒物浓度升高，蒸腾比率按比例降低。
5、简述污染物叶绿素的机制
A.重金属进入叶绿体内在局部部位积累过多，直接破坏叶绿体结构及其功能；
B.重金属间接地通过拮抗作用干扰了植物对铁、锌的吸收、转移，阻碍了营养元素向
叶的输送，使之丧失了合成叶绿素的能力；
C.重金属使叶绿素酶活性增加而使叶绿素分解。
6、金属有哪些特性对生物产生的毒害程度起重要作用，为什么？
金属中以下特性对生物产生的毒害程度起重要作用。
A.重金属离子的价态，如3价砷的毒性远比5价砷高，前者约为后者的5倍。
这是因
为无论是有机或无机3价砷对SH基都有很强的亲和力，并能阻断大多数SH基酶
及脂酸类，特别是有几台3价砷的阻断能力比无机态的强；而5价砷同SH基不起
反应，这是由于它的化学特性类似于磷酸，在体内能和磷酸拮抗，形成不稳定的
砷化合物，然后分解。
B.金属对生物的影响，还决定与金属的特性。
按照Tranton的法则，以蒸发潜热表示
化合物的凝聚力，即越是沸点低的金属，其凝聚力越小，每个分子和原子都易于
分离。
为了使金属进入机体或与机体发生反应，首先要使分子和原子进行弥散。
所以，越是沸点低的金属越易发生弥散；同时金属沸点越低，与一般有机物的沸
点差就越小，它们相互间作用的可能性就越大。
C.金属对生物的毒害还和离子化电压有关。
因为离子化电压的值是以物质在神经调节
的作用下，能否通过细胞膜作为标准。
如碱性金属为4 ~５Ｖ低电压，在进入细胞
的过程中，受到细胞膜的严密调节和控制；铝、镓、铟等３价金属是５Ｖ电压，
也极难进入机体；重金属中的汞、镉、锌之所以容易进入机体是由于有９~１０Ｖ
的高电压；贵金属气体则有１１~２４Ｖ高压，它不受任何调节能自由出入机体。
因此，可认为离子化电压越高，对生物潜在的毒性就越大。
D.离子的毒性和离子的价数相关。
金属阳离子的偶数价离子对机体的亲和性高，奇数
价的亲和性则相对较低，尤其是３价阳离子在正常的生理状态下易被排出体外；
阴离子正相反，奇数价的离子亲和性高，偶数价的则低。
从空间结构看，以正四
面体为结构的元素其亲和力就高。
即使同样是匹配位的，形成平面结构的镍白金
等却有致癌、致畸作用。
7、研究元素之间的拮抗和协同关系有什么重要意义？
研究元素之间的拮抗和协同关系，对于了解各元素对生物的毒害作用及解毒机制，有极重要的意义。
此外，研究元素之间的拮抗和协同关系在环境评价工作中也有重要的理论意义和实用价值。
二、论述题
1、化学元素之间为什么会出现拮抗和协同关系？有哪些因素决定元素之间的拮抗和协同关系？
化学元素之间出现拮抗与协同关系，目前有四种解释。
（1）两元素之间由于直接发生化学反应而产生拮抗
（2）破坏金属酶的辅基或金属蛋白的蛋白质活性基团而产生拮抗
（3）使金属酶反应体系受阻而产生拮抗
（4）相似原子结构的元素有机络合物中互相取代而造成的拮抗
三、填空题：
1、污染物对植物的影响包括对植物吸收的影响、对植物细胞超微结构的影响、对种子生活力的影响、
对植物生长的影响、对植物发育的影响和对生理生化的影响。
2、生物受污染物毒害的外界条件是 pH 、光照条件、和大气湿度。
3、在封闭式洼地，空气流通慢，如果形成闭合空间，能使生物
受害的时间变短和加重受害程度。
地形开阔，有毒气体停留时间较短，生物受害较轻。
4、一般在酸性条件下重金属大多为离子态，在碱性条件下则和阴离子结合，对生物的毒性较大，与有机物结合毒性明显降低。
四、名词解释：
1、大气污染临界期。
植物开花期对污染物特别是大气污染物最为敏感，属于大气污染的临界期。
五、判断题
1、随着镉浓度增加，植物叶片外渗液的电导度降低。
（×）
2、随着重金属浓度增加，植物叶片外渗液的钾离子浓度增加。
（√）
3、金属对水生生物的毒性大小依次为：Hg＞Ag＞Cu＞Cd＞Zn＞Pb＞Cr＞Ni＞Co 。
（√）
4、金属离子态要比络合态毒性小，特别是形成金属硫蛋白以后，金属就失去毒性。
（×）。