第四章污染物对生物的影响和毒理作用.ppt

1、思考1：许多生物外源性物质在环境中的含量很低，通常在ppb级，为什么这么低的浓度还会引起严重的问题？,第三章 污染物在生态系统中的行为,思考1答案： 这正是由于生物放大作用造成的，这样的生物外源性物质必须满足以下两个条件：（1）难以生物降解；（2）具有亲脂性。,第三章 污染物在生态系统中的行为,思考2：生物浓缩、生物积累、生物放大有何区别？有何意义？,第三章 污染物在生态系统中的行为,思考2答案： 生物浓缩：C体内C环境 生物积累：t（生长期），KBCF 生物放大：营养级 ， KBCF ,第三章 污染物在生态系统中的行为,第四章 污染物对生物的影响和毒害作用,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影

2、响 第二节 生物对正常生命活动的影响 第三节 污染对人群健康的影响 第四节 环境污染对生物后代的远期影响,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,一、污染物对细胞结构和功能的影响 膜系统：细胞膜、细胞器膜 膜系统：是细胞生化反应和功能发挥的结构基础，是物质交换、转运、物质和能量产生与消耗的具体场所。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,一、污染物对细胞结构和功能的影响 （一）影响膜的成分和结构 酚类及其衍生物可以使膜的磷脂构象发生改变； 对硫磷化合物使动物膜的脂肪酸组成发生变化。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,一、污染物对细胞结构和功能的影响 （一）影响膜的成分和结构 影响磷脂双分子层

3、结构：与亲水、疏水集团结合； 膜受损：选择通透性、跨膜运输、电子传递、信号传导、能量交换与转换；,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,一、污染物对细胞结构和功能的影响 （一）影响膜的成分和结构 导致膜脂过氧化：自由基氧化性强，破坏膜结构；如：镉、二氧化硅。对线粒体的氧化磷酸化过程产生抑制作用；如饮酒过量等。动物细胞内质网上的RNA酶失活。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,一、污染物对细胞结构和功能的影响 （二）对生物膜功能的影响 1、膜的结合酶活性降低 污染物是镶嵌膜结构中多种蛋白酶的活性改变。如：甲基汞易与-SH结合，使膜蛋白构象发生变化。内质网核糖体酶失活，线粒体的氧化磷酸化受抑制

4、。导致生物的发育受阻。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,一、污染物对细胞结构和功能的影响 （二）对生物膜功能的影响 2、膜的通透性发生改变 DDT作用于神经索膜而促使膜对钾离子、钠离子的通透性增大，引起细胞功能异常。受粉尘颗粒污染血液系统，致膜电位异常，引起溶血现象。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,一、污染物对细胞结构和功能的影响 （二）对生物膜功能的影响 3、膜电位发生改变 生物膜的选择透过性是由钠离子-钾离子-ATP酶调节酶内外浓度而实现。如：甲基汞浓度增高使钠离子-钾离子-ATP酶活性下降，影响膜电位，细胞处于去极化，通透性增加。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,二、

5、污染物对植物新陈代谢的影响 （一）对光合作用的影响 1、二氧化硫对植物光合作用的影响 二氧化硫进入植物气孔后，以亚硫酸根离子形式存在，对植物产生极大的毒害作用。（1）阻止二氧化碳的固定；（2）影响ATP的合成；（3）改变细胞液pH，抑制光合作用。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,二、污染物对植物新陈代谢的影响 （一）对光合作用的影响 2、重金属对植物光合作用的影响 （1）破坏叶绿体的超微结构，进而影响光合作用；如：镉处理，叶绿体的基粒片层稀疏、层数少，分布不均。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,二、污染物对植物新陈代谢的影响 （一）对光合作用的影响 2、重金属对植物光合作用的影响

6、（2）重金属进入叶内，与蛋白质上的-SH基等结合或取代其中的铁、锌、铜、镁离子，直接破坏叶的结构与功能。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,二、污染物对植物新陈代谢的影响 （一）对光合作用的影响 2、重金属对植物光合作用的影响 （3）重金属通过拮抗作用，阻碍叶绿素的合成； （4）重金属使叶绿素酶活力增加，加速叶绿素分解。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,二、污染物对植物新陈代谢的影响 （一）对光合作用的影响 3、农药对植物光合作用的影响 近半数的除草剂是光合作用抑制剂；如草甘膦、阿特拉津等。对气孔导度造成影响，气孔导度越大，蒸腾速率越快。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,二、污

7、染物对植物新陈代谢的影响 （二）对水分代谢的影响 1、降低土壤水分的有效性，降低植物对水分的有效吸收； 2、影响植物的呼吸作用，使植物水分吸收能力下降，引起生理性干旱； 3、损害叶片，降低蒸腾作用。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,二、污染物对植物新陈代谢的影响 （三）对植物营养吸收的影响 1、污染物改变土壤环境的PH，降低植物对营养吸收的平衡性和有效性； 2、污染物改变土壤微生物的活性，且影响酶的活性，从而影响无机营养的可利用性；,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,二、污染物对植物新陈代谢的影响 （三）对植物营养吸收的影响 3、污染物抑制植物根系的呼吸作用； 4、重金属通过元素之间

8、的拮抗作用影响植物对某些元素的吸收。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,二、污染物对植物新陈代谢的影响 （三）对作物品质的影响 污染物进入植物体，产生有害物质，能沉积在作物的可食部分，降低农产品的内在质量。 污染物影响植物体内各种维生素、蛋白质的合成及淀粉等糖的合成。如：土壤中的酞酸酯影响辣椒品质。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,三、污染物对动物新陈代谢的影响 （一）对呼吸作用的影响 1、氧气运输的影响 硝酸铅：使血浆中的钠离子、氯离子明显增加，血糖降低；硝酸盐：进入人体后，能转变为亚硝酸根离子，亚硝酸根离子，和血红蛋白中的亚铁离子结合，形成铁离子，使机体缺氧。,第一节 污染物对生

9、物的新陈代谢的影响,三、污染物对动物新陈代谢的影响 （一）对呼吸作用的影响 2、干扰糖酵解过程 污染物对糖酵解的抑制，能间接影响到后面的无氧呼吸及有氧呼吸的三羧酸循环等过程。主要是对三羧酸循环中底物和酶的干扰。 3、对电子呼吸链的阻断效应,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,三、污染物对动物新陈代谢的影响 （二）对营养元素代谢的影响 有机氯农药是许多鸟类蛋壳变薄；二价重金属镉离子，能破坏钙泵，影响钙的沉积，或取代钙，部分沉积在动物体骨骼，导致骨痛病。如：软骨化病、骨质疏松症。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,三、污染物对动物新陈代谢的影响 （三）对神经系统的影响 使酶失去分解乙酰胆碱的

10、作用，引起一系列的神经系统中毒； 甲基汞能抑制细胞膜表面的钠离子-钾离子-ATP酶活性； DDT的毒性作用与神经膜的离子通透性有关。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,四、污染物对微生物新陈代谢的影响 1、对土壤活性酶的影响 土壤酶是存在于土壤中、具有生物酶催化功能的蛋白质体系。 土壤酶来源：植物、有机残体和微生物生命活动。 土壤酶种类：氧化酶还原类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类。,第一节 污染物对生物的新陈代谢的影响,四、污染物对微生物新陈代谢的影响 2、对硝化作用和反硝化作用的影响 硝化作用和反硝化作用； 土壤中具有硝化作用的微生物：土壤杆菌、芽胞杆菌、曲霉和青霉等。,第一节 污染物对

11、生物的新陈代谢的影响,四、污染物对微生物新陈代谢的影响 3、对土壤呼吸作用的影响 土壤中各种物质的生物转化是以呼吸作用提供能量作为保证的。 与污染物、微生物种类有关。,第二节 污染对生物正常生命活动的影响,一、污染对植物正常生命活动的影响 1、细胞器受损，细胞功能丧失； 2、组织和器官受损； 3、自由基清除降低，加速了植物的老化； 4、个体发生异常生长反应。,第二节 污染对生物正常生命活动的影响,一、污染对植物正常生命活动的影响 4、个体发生异常生长反应。,第二节 污染对生物正常生命活动的影响,二、污染物对动物正常生命活动的影响 1、污染物对动物组织器官和内脏的破坏作用； 污染物铅、镉能使鱼的

12、脊椎弯曲； 甲基汞能增加鱼血浆中的钠离子、氯离子浓度，导致贫血； 农药，导致动物肝、肾受损而致死。,第二节 污染对生物正常生命活动的影响,二、污染物对动物正常生命活动的影响2 、污染对动物生长发育的干扰； 环境污染导致动物严重营养不良，很多动物不能进入发情期，生物种群不断衰退。如：鸟蛋壳变薄。,第二节 污染对生物正常生命活动的影响,二、污染物对动物正常生命活动的影响 3、污染与生物的心血管疾病； 人类动物粥类硬化机制； 引起DNA损伤，这与心血管疾病有关。,第二节 污染对生物正常生命活动的影响,二、污染物对动物正常生命活动的影响 1、污染物对动物组织器官和内脏的破坏作用； 2、污染对动物生长发

13、育的干扰； 3、污染与生物的心血管疾病； 4、污染与衰老。,第二节 污染对生物正常生命活动的影响,二、污染物对动物正常生命活动的影响 4、污染与衰老 生物的长寿程度与生物自身DNA损伤修复能力直接相关； 绝大多数污染物均能明显干扰DNA的修复能力。,第二节 污染对生物正常生命活动的影响,三、污染物对微生物数量和种类的影响 1、对微生物生物量的影响 铜浓度的影响：低浓度（50/）促进微生物生物量提高；超过，起抑制作用。 2、微生物种类的影响 酸碱条件变化,第三节 污染对人群健康的影响,一、污染对人群健康影响概述 1、环境污染对人群健康影响的复杂性 （1）污染物可通过多种介质、多种渠道进入人体；

14、（2）受环境污染影响的人群的反应个体差异大； （3）人群属于低水平、长时间暴露状态；,第三节 污染对人群健康的影响,一、污染对人群健康影响概述 1、环境污染对人群健康影响的复杂性 （4）环境污染物在环境中通过物理、化学、生物作用而发生转化、降解、或形成新的污染物； （5）不同污染物常联合作用于人体，可能产生与原有污染物不同的危害作用。,第三节 污染对人群健康的影响,一、污染对人群健康影响概述 2、污染对人群健康损害的方式 急性危害 慢性危害 远期危害,第三节 污染对人群健康的影响,二、物理污染对人群健康影响 1、噪声 （1）影响休息和睡眠：超过50分贝 （2）影响生活质量和工作效率：70分贝以上 （3）引起疾病和体质下降：80分贝以上 2、电离辐射,第三节 污染对人群健康的影响,二、物理污染对人群健康影响 3、非电离辐射：紫