【经典】7环境污染物在生物体内的迁移与转化 环境生态学基础电子教案.ppt

1.2 毒害过程和毒作用时相 1、毒害过程 时间尺度：瞬时生态毒害 长期生态毒害 空间尺度：微观过程 宏观过程 2、毒作用时相 靶器官：毒物直接产生毒效应作用的器官，按照不同的层次，分为靶器官、靶细胞、靶分子。 效应器官：通过病理、生理机理，由另一个器官表现出来。例如：有机磷农药作用于神经系统，会抑制胆碱酯酶活性，造成胆碱能神经突触处乙酰胆碱积累，结果表现为瞳孔缩小、流涎、肌束颤动等。因此，有机磷农药的靶器官是神经系统，而效应器官则是瞳孔、唾液腺和横纹肌等。 蓄积器官：毒物在体内的蓄积部位。污染物在蓄积器官内的浓度高于其他器官，但对蓄积器官并不一定显示毒作用。如DDT等有机氯农药的靶器官虽是中枢神经系统和肝脏，但这类农药主要蓄积在脂肪组织中。 污染物吸收后随血液和淋巴的流动分散到全身各组织器官的过程叫分布。 不同化合物在体内的分布不一样，易透过生物膜，即可分布全身，反之，则分布受限。 有机污染物多呈均匀分布； 无机污染物多呈不均匀分布： 一价阳离子，钾、钠、锂、銫，均匀分布； 二、四价阳离子，钙、钡、铍、镭等，分布在 骨骼中； 镉、钌多集中于肾脏； 无机离子态汞在肾内积累的最多，其次是肝、脾、 甲状腺，金属汞易通过血脑屏障到达脑中枢。 外来化合物在体内的贮存往往不具活性，贮存部分与游离部分呈动态平衡，当游离态部分逐渐消除时，贮存的化学物可逐渐被释放进入人体循环，如DDT,饥饿。 三、动物机体对污染物质的分布 四、污染物在动物体内的排出 动物主要以粪便和尿的形式直接将污染物排出，粪便中排出的汞大部分为无机汞，尿中的汞6%-25%为无机汞。 或通过胆汁、乳汁、呼气、毛发等将污染物排出。 肾脏是最重要的高功效排泄器官，经肾脏排泄的数量超过各种途径排泄的总和。 五、污染物在生物体内的转化 生物代谢转化：污染物的生物转化是指进入体内的外来化合物，在体内酶催化下发生一些列代谢变化的过程。 转化成的衍生物称为代谢物。 肝脏代谢最为活跃，其次为肾和肺等。 生物活化作用（生物增毒作用）：经过生物代谢转化，原无毒或毒性小的化合物，能够被转化成有毒或毒性大的产物。 生物灭活作用（生物解毒作用）：有毒的化学物经代谢转化变成无毒或低毒的产物。 生物转化过程是将亲脂性毒物转化成极性较强的亲水性物质，以降低其通过细胞膜的能力，加速排出；有些毒物经生物转化，在体内生成新的毒性更强的化合物，称为致死性合成。如对硫磷和乐果氧化成对氧磷和氧乐果。 污染物的生物转化过程主要包括四种反应，即氧化、还原、水解和结合反应。前三个为第一阶段或第一相反应，结合反应为第二阶段，或称第二相反应。 降解反应 微粒体混合功能氧化反应 微粒体外的氧化反应 还原反应：被还原酶催化还原。 水解作用：脂类、酰胺类和含有脂式键的磷酸盐取代物易水解，毒性降低。 结合反应 2.2 植物对污染物的吸收、迁移及影响 一、植物对污染物的吸收 （一）植物对气态污染物的粘附和吸收 植物粘附污染物的数量主要决定于植物表面积的大小和粗糙度等。 分泌油脂、粘液的树种：云杉、侧柏、油松、马尾松等； 叶表面积大、叶面粗糙的植物：杨梅、榆、木槿、草莓等； 叶面硬挺，不易抖动：女贞、大叶黄杨 加拿大杨：叶面光滑、叶片下倾、叶柄细长，易抖动，滞尘能力弱。 几种针、阔叶树种截获粉尘的数量： 橡树7.15%、白桦10.59%、杨12.80%、刺槐17.58%、松2.32%、落叶松4.05%、云杉5.42%。 气孔是叶片吸收污染物的主要部位，如氟化物、SO2（气孔张开和关闭的机能瘫痪）、臭氧（破坏叶片的栅栏组织）。 （二）植物对水溶态污染物的吸收 植物吸收污染物的主要器官是根，叶片也能吸收。 1、水溶态污染物到达植物根（或叶）表面 到达根表面，主要有两个途径： ?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； ?扩散途径，即通过扩散到达根表面。 重金属扩散一般遵循Fick的第二法则： 平均扩散距离： D 扩散系数（cm2/s） T是时间（s） 3×10-10 cm2/s 3×10-8 cm2/s 100天内移动的平均距离：0.72mm 7.2mm 只有靠近根部的重金属才能通过扩散作用到达根表面，污染物主要通过质体流途径到达根表面。 到达根表面的污染物能否被植物吸收决定于土壤特性、污染物的种类和数量、植物特性和蒸腾拉力等。 植物叶片对农