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。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