第三章污染物的毒害作用及机理 思考题

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。

环境污染物的生物毒性及其作用机理研究环境污染问题是当今社会面临的重大挑战之一。

随着人类活动的增加，大量的有机化学物和重金属等物质被排放到环境中，给人类健康和环境带来了巨大危害。

其中，环境污染物的生物毒性是引起人们高度关注的问题之一。

本文将探讨环境污染物的生物毒性及其作用机理研究。

一、什么是环境污染物的生物毒性环境污染物的生物毒性是指环境污染物对生物体产生的毒性作用。

所谓环境污染物，是指存在于环境中的、能够对生态环境和人体健康造成潜在或实际危害的化学物质、生物物质或辐射物质等。

这些物质进入生物体内后，可以对生物体产生不同程度的毒性作用，从而影响到生物体的正常生理功能。

二、环境污染物的生物毒性对人体健康的影响环境污染物对人体健康的影响是非常广泛、复杂和长期的。

它可以通过食物链、空气和水等途径进入人体内部，导致多种健康问题的出现。

其中，最常见的健康问题包括癌症、过敏性疾病、神经系统疾病、免疫系统疾病以及生殖系统疾病等。

此外，环境污染物还可能导致儿童智力发育缓慢、行为异常等问题。

三、环境污染物的生物毒性对生态环境的影响环境污染物的生物毒性对生态环境的影响同样非常严重。

环境污染物可能对植物、动物和微生物等生态系统的组成和功能造成破坏。

影响生态系统的生态平衡和稳定性，导致生态系统的功能丧失和生态链的崩溃。

此外，环境污染物还会破坏土壤生态系统、水生态系统和大气生态系统等各个方面。

四、环境污染物的生物毒性对生物体的作用机理环境污染物对生物体产生毒性作用的机理是多种多样的。

主要包括直接作用和间接作用两种。

直接作用是指环境污染物直接与生物体接触，对生物体产生直接毒性作用。

如光反应产生的自由基等，可以直接破坏生物体重要组成部分，如细胞膜、dna或蛋白质等。

间接作用是指环境污染物通过一系列反应与生物体产生毒性作用。

通常这些污染物会被代谢成高毒性代谢产物或者与其他生物物质反应，最后对生物体造成危害。

五、如何减少环境污染物的生物毒性在减少环境污染物的生物毒性方面，我们可以采取多种措施。

《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。

第三节 污染物的毒性作用及其影响因素　一、基本概念　1.毒物在日常接触条件下，较微量的化学物进入机体后，即能干扰或破坏机体的正常生理功能，引起暂时的或永久性的病理改变，甚至危及生命，就称该物质为毒物(toxicant)。

由于毒物作用的结果，使机体发生各种病变，称为中毒(toxication)。

　2.毒性一种化学物质接触或进入机体内部的易感部位后能引起有害生物学作用的相对能力，称为该物质的毒性(toxicity)。

一个物质对机体造成的损害愈大，则其毒性也俞大。

但是一个物质“有毒”与“无毒”是相对的，毒性的大小也是相对的，关键是剂量或浓度。

毒物的剂量与机体发生毒性反应之间存在着一定的关系，即剂量－反应关系，毒性就是表示剂量－反应关系的，一般以化学物质引起机体某种毒性反应所需的剂量来表示。

　3.剂量剂量的概念较为广泛，可指机体接触的剂量(外环境中的含量)或摄入量、外来化学物被机体吸收的剂量及其在靶器官中的剂量等。

化学物对机体的损害作用，直接取决于其在靶器官中的剂量，但测定此剂量十分复杂，且一般而言，接触或摄入的剂量愈大，靶器官中的剂量也愈大。

因此，常以接触或摄入机体的剂量，如单位体重(mg/kg)或环境中浓度(mg/m3或mg/L)来衡量。

　4.剂量－反应关系生物体接触一定剂量的化学物质与其所产生反应之间存在一定的关系，称为剂量－反应关系(dose-response relationship)。

在毒理学研究中常将剂量 反应关系分为两类：一类是指接触某一化学物的剂量与个体呈现某种生物学反应的关系，其反应强度可被定量测定，用计量单位来表示。

人们又将这一类剂量－反应关系称为剂量效应关系。

例如有机磷农药可抑制胆碱脂酶，四氯化碳可引起血中谷丙转氨酶活性增高，其酶活性的高低，就以若干单位酶活力来表示。

另一类是指接触某一化学物的剂量与群体中出现某种反应的个体在群体中所占比例的关系，其所占比例可以％或比值表示，如死亡率、肿瘤发生率等。

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。

第一章污染物在生物体内的迁移规律的思考题一、填空题1、按污染物的来源可分为来源和来源的污染物。

2、按受污染物影响的环境要素可分为、和污染物等。

3、按污染物的形态可分为、和污染物。

4、按污染物的性质可分为、和污染物。

5、按污染物在环境中物理、化学性状的变化可分为和污染物。

二、名词解释1、污染物2、安全浓度3、最高允许浓度4、效应浓度5、致死浓度6、吞蚀作用7、胞饮作用8、相加作用9、协同作用10、拮抗作用11、独立作用三、间述题1、简述污染物的性质2、简述污染物的分类3、简述植物对气态污染物的粘附和吸收。

4、简述污染物在植物体内的迁移方式。

5、简述复合污染时污染物联合作用的类型。

四、论述题1、论述影响植物吸收、迁移污染物的因素。

2、在实际生产中如何减少植物对土壤中污染物的吸收？3、论述植物对水溶态污染物的吸收过程。

五、单项选择题1、多种化学物质联合作用的毒性，大于各单个物质毒性的总和。

这是（）A、相加作用B、协同作用：C、拮抗作用D、独立作用：第二章生物富积一、名词解释：1、生物富集(bio-enrichment)(又称生物浓缩（bio-concentration）)2、富集系数或浓缩系数3、超量积累植物(hyperaccumulator)二、简答题1、简述污染物的性质主要包括那些方面2、污染物在生物体内富集后产生哪些效应，为什么？3、生物富集与生物解毒之间有什么关系？4、通过生态系统食物链的延伸，生物富集将发生什么变化，为什么？三、填空题：1、影响生物富集的主要因素有：、、、和。

2、生物体内影响其富积的因素：、、、、和3、到目前为止，我国科学家仅发现砷超积累的植物、；锌、隔超积累的植物；隔超积累的植物；锰超积累的植物；铅、隔超积累的植物。

4、解毒能力愈，则富集能力愈；反之则富集能力愈。

5、基质溶液中，污染物可给态（可溶性）数量，植物的吸收和富集量就。

6、土壤水分过多，污染物以态为主，活性受到，富集量。

.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。

环境毒理学课后习题答案环境毒理学第一章绪论1、什么是环境毒理学？它是怎样产生的？环境毒理学（environmental toxicology）是利用毒理学方法研究环境，特别是空气、水和土壤中已存在或即将进入的有毒化学物质及其在环境中的转化产物，对人体健康的有害影响及其作用规律的一门学科。

是环境科学（environmental sciences）和生态毒理学（ecotoxicology）的重要组成部分。

环境毒理学的产生过程：早在远古时代，人们对一些动植物的有毒作用就已有认识，并已有文献记载。

18世纪西班牙化学家和生理学家Bonaventura Orfila:现代毒理学的奠基人。

毒理学在第二次世界大战后得到快速发展。

2、环境毒理学的研究对象、主要任务和内容是什么？环境毒理学的研究对象主要是对各种生物特别是对人体产生危害的各种环境污染物（environmental pollutant）。

环境污染物主要是人类的生产和生活活动所产生的化学性污染物。

环境毒理学的主要任务是研究环境污染物对人体的损害作用及其机理，探索环境污染物对人体健康的损害的早期检测指标和生物标志物，从而为制定环境卫生标准和有效防治环境污染对人体健康的危害提供理论依据；此外，根据环境污染物对其他生物（包括动物、植物、微生物等）个体、种群及生态系统的危害，甚至在特定环境中对整个生物社会的危害，研究其损害作用及其机理、早期损害指标及防治理论和措施。

环境毒理学的最终任务是保护包括人类在内的各种生物的生存和持续健康的发展。

环境毒理学的主要内容是研究环境污染物及其在环境中降解和转化产物对机体相互作用的一般规律，包括毒物在体内的吸收、分布和排泄等生物转运过程和代谢转化等生物转化过程，剂量与作用的关系，毒物化学结构和毒性以及影响毒作用的各种有关因素。

3、阐述环境毒理学的主要研究方法。

体外试验（in vitro test）：器官水平（包括器官灌流和组织培养，基本保持器官完整性，常用于毒物代谢的研究）；细胞水平（应用的细胞包括已建株的细胞系（株）和原代细胞（可用不同的器官进行制备），可用于外来化合物的毒性和致癌性的各种过筛试验，也可用来研究化合物的代谢和中毒机理的探讨）；亚细胞水平（研究中毒机理、毒物引起损伤的亚细胞定位以及化合物代谢）；分子水平（如研究毒物对生物体内酶的影响）。