食物链中汞的生物富集过程与毒性机制
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汞是如何进入食物链的汞是一种生命体非必需元素,在自然界中有单质汞(水银)、无机汞和有机汞等几种形式。
汞在自然环境中本底不高,但在19世纪以来,伴随着工业的发展,汞的用途越来越广,生产量急剧增加,从而使大量的汞随着人类活动而进入环境。
自从人类进入工业化时代以来,加速了地生物体的途径很多。
水中的有害物质一方面通球上的环境污染,如水体污染、大气污染、土过灌溉进入植物体,另一方面能被浮游动物直壤污染、嗓声污染等,其中有许多污染物质不是接吞食。
大气污染物通过植物气孔被植物吸直接危害人体健康,而是通过一个个渠道的转收,而进入生物体。
土壤中的有毒物和重金属移、循环积累造成。
这个渠道就是人类赖元素,通过植物根部吸收,也能进入生物体。
以生存的食物链。
同时水、大气、土壤中的污染物通过挥发漂食物链反映出生物间的营养传递夫系,由于漂浮、沉降、流失等原因,进入生物体内。
一级为绿色植物—植食动物—肉食动物……,一个在环境中形成了的系统迁移。
食物链上的生物逐级相中,食物链起了转移和输送作用。
依次为生,构成一个金字塔形的营养级关系,食物链是一个金字塔形的营养级关系,污类就居于这个金字塔的顶端。
染物质在食物链中的传递不是一种简单的物质污染物质是怎样进入生物体,又是怎样通转换。
而是逐级富集、提高,从最低一级到最过食物链对人类产生危害的呢?污染物质进人高一级,污染物质从一个有机体转到另一个有机体。
汞是在常温下唯一呈液态的金属元素,是环境中一种具有高度毒性的重金属元素,且具有较高挥发性。
它是一种有毒的银白色一价和二价重金属元素,它是常温下唯一的液体金属,游离存在于自然界并存在于辰砂、甘汞及其他几种矿中。
常常用焙烧辰砂和冷凝汞蒸气的方法制取汞,它主要用于科学仪器(电学仪器、控制设备、温度计、气压计)及汞锅炉、汞泵及汞气灯中mercury——元素符号Hg。
俗称“水银”。
在自然界里大部分汞与硫结合成硫化汞(HgS),亦称“辰砂”或“朱砂”,广泛地分布在地壳表层。
有毒物质在食物链中的富集
各种有毒物质,如铝、铅、汞、铜等重金属以及苯酚化合物、DDT 等,一旦进入生态系统,便参与物质循环。
在物质循环过程中性质稳定、容易被生物体吸收、又不易从生物体排出的有毒物质沿着食物链逐渐富集,越是处在较高营养级的生物,体内有毒物质的浓度越高。
水俣病是有毒物质通过食物链富集的典型例子。
1953年,日本的水俣市出现了病因不明的“狂猫症”和人的“水俣病”,成群的家猫狂奔乱跳,集体跳入水中,病人感到全身骨痛难忍。
直到1965年才查明,此病是由该市60 km以外的一家公司排出含汞废水进入水体引起的,汞在水体中沿着食物链逐级富集,水体硅藻等浮游植物食硅藻的水生昆虫及其幼虫石斑鱼肉食性鲟鱼和鲶鱼、人或猫,鲶鱼体内含汞量达到10~20 mg/kg,最高达50~60 mg/kg,比原来含汞废水中的汞浓度高1万~10万倍,人或猫吃了鲶鱼,就会出现汞中毒。
期末论文翻译题目:全球汞的生物地球化学循环:综述全球汞的生物地球化学循环:综述摘要:汞污染造成全球人类健康问题和环境风险。
尽管在环境中本身就存在汞,但是由于人类活动使陆地、大气和海洋中循环的汞量增加了 3 到 5 倍。
汞以单质状态排入大气,在被氧化沉积入生态系统之前,汞要经历全球性运移。
在水体中,汞可以转变为甲基汞,一种强有力的神经毒素。
人类和野生动动物将暴露于甲基汞,当它在食物链上生物积累时。
在汞进入深海沉积物之前,它将的在大气、海洋和地面系统持续循环几百年到几千年。
汞的全球生物地球化学循环不确定的方面,包括在大气、陆地大气和海洋大气循环的氧化过程和在海洋中的甲基化过程。
国家和国际政策已经解决了汞的直接排放问题,但是进一步努力减少风险,面临众多政策和技术上的挑战。
关键词:生态动力学健康陆地大气相互作用污染目录1、引言 (4)2、健康的关注和相关政策的努力 (5)3、全球汞预算 (7)4、排放 (8)4. 1 工业化前的排放 (8)4. 2 人为排放 (9)5、大气过程 (10)5. 1. 分配及大气化学 (10)5. 2. 上沉积的约束 (12)6、陆地循环 (13)6. 1 及时回收 (13)6. 2 进入植物和土壤 (13)6. 3 陆地排放 (14)7、水循环 (14)7. 1. 淡水系统 (15)7. 2 海洋系统 (16)8、与政策相关的不确定性和研究需要 (17)要点总结 (18)未来的问题 (19)公开声明 (19)感谢 (19)图表 (20)引言汞自然地存在于地球上的生物地球化学系统,但是几个世纪的人类活动,如采矿和化石燃料的燃烧,正在使越来越多的元素进入大气、海洋和陆地系统(1)。
汞是一个全球性的环境问题:它甲基汞的形态是意思有效的神经毒素,影响着人类和野生动植物的发展和健康(2)。
这篇综述调查了汞的全球生物地球化学循环的知识现状,通过汞的形态变化和在环境之间的循环,重点关注了汞元素的生物地球化学循环和其过程。
汞的迁移转化过程汞是一种常见的重金属元素,具有高毒性和广泛的环境迁移转化能力。
它可以通过多种途径进入环境中,如工业废水、燃煤排放、废弃物处理等。
一旦进入环境,汞会发生迁移和转化的过程,对环境和人类健康造成潜在威胁。
本文将从汞的迁移和转化过程入手,探讨其在不同环境介质中的行为。
汞在水体中的迁移转化过程是一个复杂的过程。
汞主要以无机汞和有机汞两种形式存在于水体中。
无机汞主要以汞离子的形式存在,它可以通过溶解、吸附等方式迁移至水体中的其他部位。
有机汞则主要以甲基汞的形式存在,它具有较高的生物富集性,可以通过食物链传递进入人体。
此外,汞还可以与水中的其他物质发生反应,形成沉淀物或溶解物,从而影响其迁移转化行为。
汞在土壤中的迁移转化过程也备受关注。
土壤是汞的主要储存介质之一,同时也是其迁移和转化的重要场所。
汞可以通过沉积、吸附等方式富集在土壤中,形成汞的热点区域。
然而,土壤中的汞也会受到多种因素的影响,如土壤pH值、有机质含量、微生物活动等。
这些因素会影响汞的迁移速率和转化形式,进而影响到汞的生物可利用性和生态毒性。
汞还可以通过大气的迁移转化进入环境。
燃煤排放是汞进入大气的重要途径之一。
煤中的汞在燃烧过程中释放到大气中,然后通过大气沉降或降雨等方式沉积到地表。
在大气中,汞主要以气态元素和颗粒物的形式存在,其中气态元素主要是反应性汞,容易被湿沉降。
而颗粒物则可以通过沉降或附着在植被表面,进而进入土壤或水体中。
汞还可以通过生物体的迁移转化进入环境。
生物体是汞的重要转化介质之一,包括植物、动物和微生物等。
植物通过根系吸收土壤中的汞,进而转运到地上部分。
动物则通过摄食植物或其他动物体内的汞,进而积累在体内。
微生物则可以通过汞的还原和甲基化作用,参与汞的迁移转化过程。
这些生物体在食物链中的相互关系导致了汞的生物放大效应,使得汞在环境中的浓度逐级上升。
汞的迁移转化过程是一个复杂而多样的过程。
它可以通过水体、土壤、大气和生物体等途径在环境中迁移和转化。
汞是如何进入食物链的汞(mercuryHg)是一种生命体非必需元素,在自然界中有单质汞(水银)、无机汞和有机汞等几种形式。
汞在自然环境中本底不高,但在19世纪以来,伴随着工业的发展,汞的用途越来越广,生产量急剧增加,从而使大量的汞随着人类活动而进入环境。
汞是在常温下唯一呈液态的金属元素,是环境中一种具有高度毒性的重金属元素,且具有较高挥发性。
在自然界里大部分汞与硫结合成硫化汞(HgS),亦称“辰砂”或“朱砂”,广泛地分布在地壳表层。
辰砂及其多晶体偏辰砂是主要的含汞矿源。
随着自然的演化,环境的各个因素中都可能含有汞,形成汞的天然本底。
由于天然本底情况下汞在大气、土壤和水体中均有分布,所以汞的迁移转化也在陆、水、空之间发生。
大气中气态和颗粒态的汞随风飘散,一部分通过湿沉降或干沉降落到地面或水体中。
土壤中的汞可挥发进入大气,也可被降水冲淋进入地面水和渗透入地下水中。
地面水中的汞一部分由于挥发而进入大气,大部分则沉淀进入底泥。
底泥中的汞,不论呈何种形态,都会直接或间接地在微生物的作用下转化为甲基汞或二甲基汞。
二甲基汞在酸性条件可以分解为甲基汞。
甲基汞可溶于水,因此又从底泥回到水中。
水生生物摄入的甲基汞,可以在体内积累,并通过食物链不断富集。
受汞污染水体中的鱼,体内甲基汞浓度可比水中高上万倍,危及鱼类并通过食物链危害人体。
作为一种全球性的污染物汞备受关注.汞在SPAC系统中的迁移转化,是全球汞循环的重要环节,与人类的健康密切相关.汞通过食物链进入人体并在体内蓄积受多种因素影响, 主要包括:施用含汞农药和含汞污泥肥料;汞矿的开采、冶炼;含汞废水灌溉;城市垃圾、废物焚烧等等。
释放到环境的汞绝大部分是在陆生生态系统中富集与传递,它必然会引起汞在陆生系统的土壤、水体及植物体内,甚至在动物内的积累。
汞在环境中易于迁移转化,不同形态的汞均在适宜的环境条件下发生相互转化,在其过程中值得注意的转化过程是无机汞的甲基化,转为甲基汞后并通过食物链进入人体而造成不可逆转的危害。
汞及其污染的探讨摘要:汞由于特殊的物理化学性质和强的毒性, 对环境及人体健康极具危害,已经成为全球关注的污染物。
本文主要对汞及汞污染的来源、危害、防治进行了概述,并提出了对汞研究的展望。
关键词:汞汞污染来源危害防治汞俗称“水银”,银白色重金属,是常温下唯一呈液态的重金属元素,也是环境中毒性最强的重金属元素之一,同时具有较高的蒸汽压,对环境及人体健康极具危害,它被各国政府以及UNEP、WHO 和FAO 等国际组织列为优先控制的环境污染物,一直受到人们的关注和重视[1]。
20 世纪50年代日本发生的水俣病事件,使人们充分认识到汞,尤其是甲基汞(MeHg)对人体和动物的毒害。
20世纪60~80年代,各国学者对人为污染的水生生态系统汞的循环演化规律进行了深入研究,并对MeHg 对人体毒害的机理进行了深入探讨,获得了MeHg 可以通过水生食物链富集放大,在高营养级生物中高度富集和MeHg能通过人体血障和脑障对人的中枢神经系统产生危害的认识。
随着对汞在生态环境系统中危害性认识的不断深入,从20世纪60年代起,人们开始控制汞的使用量和排放量。
总体来看,在汞污染排放量降低后,多数严重工业污染区水体中鱼类或其它生物体内Hg含量水平明显下降[2],汞污染问题似乎得到了有效控制,或者说找到了解决的办法。
然而,20世纪80年代末和90年代,科学家在没有人为和自然汞污染来源的北欧和北美偏远地区的大片湖泊中发现鱼体高MeHg 负荷[3,4],并证实人为排放的汞通过大气长距离迁移后的沉降是产生这一汞污染的主要原因。
由此,汞在西方发达国家兴起了新一轮环境汞污染的研究热潮。
在瑞典哥德堡大学无机化学系OliverLindqvist 教授的倡议下,于1990 年在瑞典召开了首届汞全球污染物的国际学术会议,之后,这一国际学术会议每2~3 年定期召开一届。
在最近召开的几届会议上,与会人数已超过500人,足以证明国际学术界对环境汞污染研究的重视程度。
金属离子在水生生物中的累积和生物毒性研究金属离子在自然界中广泛存在,其来源有自然界中的岩石、土壤、水等,也可以通过工业排放等人类活动进入环境中。
由于金属离子的特殊性质,它们具有不同的生物毒性,且容易在生物体内积累,给生态系统和人类健康带来潜在的风险。
近年来,随着环境污染的加剧,人们对金属离子在自然界中的累积和生物毒性的研究越来越重视。
本文将重点探讨金属离子在水生生物中的累积和生物毒性研究进展,以及其对环境和人类健康的影响。
一、金属离子在水生生物中的累积研究1.1 金属离子在水生生物中的累积机制金属离子在水生生物体内的累积主要通过两种途径:鳃和肠道。
其中,鳃是水生生物体内的主要氧气摄入器官,但也是容易吸收金属离子的部位。
金属离子在水中离子状态下,能够通过鳃上的呼吸器细胞进入水生生物体内。
此外,金属离子在水生生物体内的累积也和其生物利用率有关。
不同金属离子对于不同的生物体有不同的生物利用率,对于高生物利用率的金属离子,其积累量相对较大。
1.2 金属离子在水生生物中的积累特点金属离子在水生生物中的积累有如下特点:1.2.1 选择性不同金属离子在生物体内的积累存在明显的选择性。
例如,Cu离子对软体动物的累积较为明显,而Pb离子则对鱼类的积累更容易。
1.2.2 富集金属离子在水生生物中具有较强的富集性,即其在生物体中的浓度远高于周围环境中的浓度。
这种富集性往往导致金属离子在食物链中不断累积,最终达到高浓度的程度,从而对生态系统和人类健康带来危害。
1.2.3 生物利用率金属离子在水生生物体内的积累程度还与其生物利用率有关。
一些高生物利用率的金属离子,在生物体内积累的程度更大。
这对于人类食用水生生物时可能存在的健康风险有重要的影响。
二、金属离子在水生生物中的生物毒性研究2.1 金属离子的毒理作用金属离子在水生生物中的毒性主要与其化学性质有关。
一般来说,金属离子的毒性作用主要有如下几种类型:2.1.1 损伤细胞膜某些金属离子能够引起生物体细胞膜的结构和功能变化,进而对生物体的正常代谢和免疫功能产生负面影响。
环境中汞的形态浅析蒋桂琼(广西大学环境学院,广西南宁530004)摘要:本文主要阐述了汞在环境中的主要形态,以及在大气环境、水环境、土壤环境中的迁移转化特征。
综述了影响其迁移转化的主要因素,并简要介绍一些汞迁移转化模型的研究情况。
关键词:汞形态;迁移转化;模型汞及其化合物都是剧毒物质。
无机汞化合物通过食物链进入人体,在肝、肾、脑等器官组织中富集,Hg可与蛋白质的疏基结合, 抑制酶的活性,使细胞代谢受到阻碍; 有机汞的毒性大于无机汞,其中甲基汞的毒性最大。
1956年震惊世界的八大公害事件之一的“水俣病”就是由于乙醛厂排放的含汞废水进入水俣湾,汞在鱼体中富集, 通过食物链,进入人体,引起人的中枢神经系统发生病变。
汞是全球性循环元素,仅燃煤世界范围内每年约有3000 t 汞进入大气。
各国环保部门对环境中汞的浓度都有严格限制,先后召开了4次“汞作为全球性污染物”的国际性学术会议。
汞对人体、动物、作物的危害国内报道较多, 金、汞协同诱发胃癌的作用也有报道。
1 汞形态分析研究按研究对象的不同分类,自然界中汞以单质汞Hg0、一价汞Hg22+和二价汞Hg2+3 种价态存在,主要化学形式有元素汞Hg,二价无机汞化合物和以短链烷基汞为主的有机汞化合物。
元素汞Hg 具有高挥发性,是空气中汞存在的主要化学形态。
Hg22+和Hg2+在环境中可形成许多有机和无机化合物,Hg22+较Hg2+不稳定,Hg2+化合物一般都具水溶性,有机Hg2+化合物一般都有C- Hg 共价键,具有高挥发性。
在土壤中的嫌气微生物和非生物作用下,汞均可发生甲基化作用,从而使毒性增强。
未被污染的天然水中汞含量极低,我国部分水系背景值调查如下:长江干流汞平均值为0.015 ug/L,洞庭湖水系中汞元素的背景值为0.0025u g/L,松花江水系的汞背景值为0.02ug/L ,辽宁省各市环境监测站对本地区地表水的监测60 %未检出汞。
经长期大量的研究,对环境中汞的形态及分析方法的研究取得了一定的成绩。
由于特殊的物理化学性质,汞是通过大气进行长距离跨国界传输的全球性污染物;同时汞,尤其是甲基汞是对人体健康危害极大的有害物质。
随着近年来经济的快速发展,我国已成为全球人为活动向大气排汞最多的国家之一,这已引起了国际社会的广泛关注。
但是目前关于我国人为活动向大气的排汞量的估算误差很大,同时对我国自然过程向大气的排汞量还认识不清。
这对我国将来开展汞的环境外交谈判极其不利。
另一方面,目前在北美和北欧普遍出现偏远地区陆地水生生态系统鱼体汞含量升高的现象,我国如此大量向环境排汞,是否也会出现类似的水生生态系统汞污染的问题还不清楚。
西方一些政客开始指责中国的环境汞污染问题,一方面他们指责我国排放的汞对北美和北欧的环境产生影响,另一方面,他们认为我国排放的汞造成我国水产品的严重汞污染。
但近年来,我国对环境汞污染的研究严重滞后,无法对上述质疑进行准确回应。
针对以上情况,我实验室科研人员在汞的自然过程和人为活动向大气汞的排放及对我国大气环境影响和汞在环境中甲基化特征及对人体健康影响方面开展了系统工作,取得重要进展,为科学认识我国人为活动向大气的排汞量、自然过程排汞对大气汞污染的影响及我国汞排放对居民健康影响提供重要的基础数据。
研究表明,我国环境汞污染问题与北美和北欧情况完全不同。
研究成果的主要进展表现在以下几方面。
1、不同汞排放源的排汞量和我国典型区域大气汞的分布及沉降通量研究(1)我国人为活动的向大气的年排汞量比西方学者估算的要低对燃煤、锌矿冶炼、汞矿冶炼和垃圾填埋等人为活动向大气的排汞过程进行了详细研究。
测定了不同燃煤锅炉排放烟气中不同形态汞的含量及燃煤过程向大气排放不同形态汞的释放因子;估算了贵州省燃煤向大气的排汞通量。
利用质量平衡原理,计算了土法炼锌、工业炼锌和土法炼汞过程向大气的排汞因子,通过对排放烟气中不同形态汞含量的测定,确定了炼锌和炼汞过程向大气排汞的形态分布特征,揭示了贵州锌矿冶炼和土法炼汞是区域大气汞的重要排放源。
食品中砷、汞的测定方法及生物可给性的研究进展作者:陈吉洪来源:《中国食品》2018年第16期摘要:食物中的砷和汞含量是评价食品安全的重要指标,其生物可给性更是评价暴露人口的重要依据。
本文综述了食品中总砷、总汞和不同形态砷和汞的测定方法,论述了食品在加工过程中砷和汞的变化及其生物可给性。
关键词:砷;汞;测定;生物可给性;研究进展一、砷和汞的综述砷(As)和汞(Hg)都是具有很大毒性的元素,在自然界中普遍存在,摄入过量的砷、汞或长期暴露在微量砷、汞的环境下会对地球生物(植物、动物和人体等)产生严重的毒害作用。
砷或汞主要由污染的水体、食物和空气等经食物链进入人体后,随血液流动分布于全身各组织器官,累积到一定程度后就会引发多器官组织和功能的异常变化,导致急性或慢性中毒。
从它们的暴露途径来看,食物是人体砷和汞暴露的最主要途径之一。
随着人们对重金属危害的认识不断深入,砷和汞在体内的积累对人体造成的潜在健康风险逐渐引起重视,国内外对其的生物毒性及其对人体健康风险的研究日益增多。
砷分为有机砷和无机砷两类,在不同食品中以多种形态存在。
无机砷包括亚砷酸盐( arsenite,As)Ⅲ和砷酸盐(arsenate,As) V;有机砷包括一甲基砷酸(monomethyl arsenic acid,MMA)、二甲基砷酸(dimethyl arsenic acid,DMA)、砷甜菜碱(arsenobetaine,AsB)、砷胆碱(arsenocholine,AsC)和砷糖(Arsenosugar)等。
研究表明,不同形态的砷表现出的毒性效应和生物有效性存在较大差异,国际癌症研究中心已确认无机砷及其化合物为I级致癌物质;MMA和DMA也被归为潜在的致癌物质,而砷糖、砷甜菜碱和砷胆碱几乎没有毒性,其中AsⅢ、AsV、MMA和DMA是威胁人类健康最重要的4种砷形态。
自然界中的汞形态主要有甲基汞、乙基汞、苯基汞和无机汞,不同形态的汞具有不同的物理化学性质和生物活性,其中甲基汞的毒性最大,并且具有极强的生物亲和力,易于穿透生物膜且通过食物链聚集;而无机汞易于在生物体内富集并转化为甲基汞。
汞、砷对水生生物的危害与调节措施作者:曹艳等来源:《黑龙江水产》 2013年第5期曹艳罗文华(黑龙江省水产技术推广总站黑龙江哈尔滨 150018)(佳木斯农垦科学院佳南农场黑龙江佳木斯 154025)在《无公害水产品安全要求》及《无公害水产品产地环境要求》国家标准中,规定了总汞、砷等重金属的最高限量。
当养殖水体受到污染,汞、砷含量超标时,它们与水体中众多生物活性物质发生反应,严重干扰水生生物的新陈代谢。
汞、砷对水生生物的危害具有稳定性和累积性的特点,因此,当长期食用被汞、砷污染的水产品时,人的健康也将遭受严重的威胁。
一、汞(一)汞的形态与迁移转化单质汞是一种难溶于水的液态金属,除单质之外,常见的汞的化合物有正一价和正二价的汞的化合物。
进入环境中的汞大体可以分为无机汞和有机汞,无机汞包括单质汞和汞盐,如氯化汞、硫化汞;有机汞包括烷基汞、芳基汞和烷氧基烷基汞。
汞是一种剧毒物质,它对水生生物的毒性,不仅取决于它的浓度,而且与汞本身的化学形态有关,实践表明,有机汞化合物对鱼的毒性比无机汞化合物强烈的多,尤其甲基汞最为严重。
排入水体的汞,由于物理、化学、生物等因素的影响会发生一系列的变化,一般来说不论什么形态无机汞在微生物的作用下都会转化成甲基汞和二甲基汞,这种生物转化,称之为汞的生物甲基化作用。
在淡水底泥中的厌氧细菌可使无机汞甲基化。
(二)汞的毒性汞污染将抑制水生植物的光合作用和生长速度,甚至致死。
如汞污染可导致轮叶狐尾藻叶片叶绿素含量减少,较低浓度时,光合速率、呼吸速率、过氧化物酶活性及可溶性蛋白含量上升;随着汞浓度的加大、污染时间的延长、则其各项生物指标下降。
电镜结果显示,受汞毒害后,藻细胞染色质呈凝胶状,膜系统解体,核糖体消失。
水生动物一般通过呼吸系统、消化系统和体表接触等途径吸收汞,再经由体内循环系统将汞分布至不同的组织或器官。
研究发现,不同形态的汞以及动物种类的不同,毒性效应有较大的差别,烷基氯化汞的同系物对各种浮游动物的毒性随着碳原子数的增多而增大。
生物富集因子名词解释
生物富集因子是指在生态系统中,通过食物链传递或生物吸收等方式,逐渐积累在生物体内的物质。
这些物质通常是环境中存在的化学物质,包括有机污染物和重金属等。
生物富集因子的存在可能对生物体产生危害,因为它们可以引起毒性效应并累积在生物体内,导致健康问题。
生物富集因子通常通过食物链传递和生物积累的过程逐渐富集在生物体内。
例如,某些鱼类在水体中富集了汞等重金属,而饮食这些鱼类的动物和人类则会摄入这些富集的汞。
由于生物富集因子的特性,这种汞在食物链中显著增加,从而造成了汞在高等级食物中的积累。
生物富集因子的存在对生态系统和人类健康产生了多种影响。
在生态系统中,它们可能破坏生物多样性,干扰物种间的相互作用,并对生态系统的稳定性产生负面影响。
此外,某些生物富集因子还具有潜在的生物毒性,可能对生物体的生长、繁殖和免疫系统产生不良影响。
为了减少生物富集因子对生物体和生态系统的影响,许多国家和组织采取了各种措施,如严格监管有毒物质的排放和使用、制定相关法规和标准,以及推广环境友好的替代产品和技术等。
此外,进行生物富集因子监测和评估也是了解其影响程度和制定相应措施的重要手段。
总之,生物富集因子是在生态系统中逐渐积累在生物体内的物质,它们对生态系统的稳定性和人类健康都具有潜在影响。
加强监管和控制措施,以及进行监测和评估,对减少生物富集因子的影响至关重要。
食物链中生物富集与毒理效应的关系在自然界中,各种生物之间构成了复杂的食物链,而生物富集与毒理效应也是其中一个非常重要的关系。
生物富集是指部分有害物质在环境中被生物吸收、积累,并随食物链逐级富集,在高级消费者的身体中达到最高浓度的现象。
而毒理效应则是指有害物质在生物体内对生命过程和健康产生的不良影响。
生物富集与毒理效应的关系,通常与生物体内的有机污染物有关。
有机污染物在自然界中易于降解,但一些有机化合物因其结构的稳定性以及其他因素(如疏水性和亲油性)而对生物不易分解和排出体外。
这些有机化合物通常会随着废水、废气和农药等物质的排放进入土壤和水体,进而进入生物体内并在食物链上逐级富集。
常见的有机化合物包括多氯联苯、多溴联苯、多氯二苯基三氯乙烷(DDT)、六六六等。
生物富集和毒理效应在自然界中不可避免,且其影响可被分为两类:直接作用和间接作用。
直接作用是指有机物质直接进入生物体内后引起的生物毒性反应。
例如,多氯联苯在海洋生态系统中被鱼类吞食并在体内积累,会导致鱼类死亡和繁殖力下降等生物毒性效应。
间接作用则是指有机污染物进入生物体内后,在体内代谢反应中形成的代谢产物引起的生物毒性反应。
例如,多氯苯基二苯醚(PCB)在体内代谢后会生成多氯二苯醚(PCDDs)和多氯化二苯基四环戊二烯(PCDFs),二者均是极为危险的有组织毒物质,会对环境和人体健康造成潜在威胁。
在实践中,大量的实验研究证明,生物富集和毒理效应对环境和人体健康造成了巨大影响。
例如,DDT和其它有机污染物在人体中富集并引起疾病的情况时有发生。
一些研究表明,DDT暴露可能会导致乳腺癌、生殖系统异常和肝脏损伤等健康问题。
类似地,食物链中的汞和多溴二苯醚(PBDEs)也被发现会加重神经发育失调,引起心脏问题和肝脏损伤等严重健康问题。
为了减少生物富集和毒理作用,可以采取一些措施。
其中,环保法规的建立和执行是最常见的方法。
如美国环保局根据《毒性物质控制法》对DDT进行严格监管,并自1972年起禁止其在美国使用。
生物对重金属的富集机制重金属富集指的是生物体内重金属元素的积累或富集。
重金属包括铅、汞、铬、镉、镍等对生物体具有潜在毒性的金属元素。
生物体对重金属具有不同的富集机制,主要包括生物累积、生物积累和生物富集。
生物累积是指重金属在生物体内通过生物吸收和排泄过程积累。
生物累积通常通过两种途径进行,包括生物吸附和生物吸收。
生物吸附是指重金属通过生物体表面的吸附作用,例如,活性炭可以吸附水中的重金属离子。
生物吸附主要依靠生物体表面的孔隙结构和化学性质,是一种较为简单和常见的富集机制。
生物体在吸附重金属后,可以通过代谢和排泄途径将其排出体外。
生物吸收是指重金属通过生物体细胞膜进入生物体内部。
重金属在生物吸收过程中可以通过活动细胞膜的蛋白通道、载体蛋白和膜上的气体泵等方式进入细胞内。
生物吸收主要依靠生物体细胞膜上的特定仿生物、离子泵和转运蛋白酶等结构来实现。
例如,植物通过根毛吸收土壤中的重金属离子,然后通过根部细胞间隙和细胞膜的转运蛋白将其转运到细胞内。
生物积累是指生物体通过摄食或吸收环境中重金属元素而导致其在体内富集。
生物积累主要发生在食物链中,重金属在食物链中逐级富集。
例如,海洋中的浮游生物摄食含有重金属的微小有机颗粒,然后被中级消费者(如小鱼)摄食,最终又被高级消费者(如大鱼)摄食,重金属元素逐级积累。
生物积累通常会导致生物中重金属的浓度较高,容易引发生物中毒。
生物富集是指生物体对重金属元素具有较高的亲和力和富集能力。
有些生物体对重金属元素具有吸收和积累的特殊机制,例如嗜金属微生物和寡核苷酸链。
嗜金属微生物是指对重金属元素有高度亲和力的微生物,它们可以吸附重金属元素并进行生物转化。
嗜金属微生物的应用可以用于重金属的生物修复和富集研究。
寡核苷酸链是寡核苷酸分子与重金属形成稳定的复合物,通过这种方式富集重金属元素。
寡核苷酸链具有高度选择性和高效性,可以用于重金属的富集和监测。
总之,生物对重金属的富集机制是多种多样的,包括生物累积、生物积累和生物富集。
污染物的生物富集与食物链中的影响污染物生物富集与食物链中的影响随着工业和人类活动的不断增加,环境污染成为一个全球性的问题。
污染物的生物富集是指某些有毒物质在环境中积累并富集在生物体内的现象。
这种现象不仅对生态系统的平衡造成了威胁,也对人类健康产生了严重的影响。
本文将深入探讨污染物生物富集与食物链中的影响,并提供解决方案。
1. 污染物生物富集的原因:- 长期存在的污染物:一些毒性物质如重金属、农药等在环境中长期存在,由于其分解速率较慢,会逐渐积累在生物体内。
- 生物体对污染物的选择性吸收:一些生物体能够有选择性地吸收特定的物质,导致这些物质在食物链中逐级富集。
- 污染物的溶解度和挥发性:一些污染物具有较高的溶解度和挥发性,导致它们在环境中更易富集在生物体内。
2. 污染物生物富集的影响:- 生态系统中的生物多样性受到威胁:污染物的生物富集会导致某些物种数量过多,而其他物种数量过少,造成生态系统的失衡。
- 食物链中的食物安全问题:污染物在食物链中的逐级富集会导致人类食物来源受到污染,对人类健康产生潜在威胁。
- 污染物对生物体的毒性影响:污染物积累在生物体内会对其造成毒性影响,对生物体的生长和繁殖能力产生不利影响。
3. 解决方案:- 加强污染物的监测和管控:建立全面的监测网络,追踪各种污染物的富集水平,并制定相应的管控措施。
- 推动环保科技创新:加大对环境科学和环保技术领域的研究和发展力度,寻找更有效的污染物处理和防治方法。
- 提倡绿色生活方式:通过宣传教育,提高人们的环境意识,鼓励绿色生活方式,减少化学污染物的排放。
4. 具体操作步骤:- 污染物监测与评估:建立污染物监测网络,对环境中可能富集的污染物进行定期监测,并评估其富集水平和潜在威胁。
- 食物链分析与控制:对不同食物链中的富集现象进行研究,了解污染物在食物链中的转移途径,采取相应的控制措施以降低食物中污染物的含量。
- 污染物处理与净化:针对不同的污染物特性,开发和应用适合的处理和净化技术,减少污染物在环境中的富集和传播。
重金属污染定义特点以及危害重金属污染指的是由人类活动引起的环境中重金属元素的积累和超标现象。
重金属是指相对密度大于4.5的金属元素,包括铅、汞、镉、铬、镍等。
这些重金属在自然界中普遍存在,但由于工业活动、交通运输、农业施用农药等人类活动的影响,导致重金属在环境中积累过多,达到或超过了对环境和人类健康的安全限值,从而造成重金属污染。
1.难降解:重金属在环境中具有长期的持久性,很难通过自然的生物降解、化学分解、光解等方式被完全消除。
2.生物富集:重金属在生物体内具有生物富集性,通过食物链进入人体,进而影响人体健康。
食物链中的一些生物会吸收外界环境中的重金属,而在其体内不易排出。
3.毒性:重金属具有较强的毒性,能够直接或间接对生物体产生危害。
不同的重金属对不同的生物体具有不同的毒性效应,如铅对神经系统有毒性,汞对肾脏和神经系统有毒性。
4.积累性:重金属具有积累性,可以在生物体内积累成高浓度,长期积累会导致慢性中毒,对人体健康造成损害。
1.对人体健康的危害:重金属进入人体后,会对人体的各个系统和器官产生损害,导致多种疾病的发生和发展,如神经系统疾病、肾脏疾病、肝脏疾病等。
尤其是对于婴幼儿和孕妇来说,重金属的毒性更为严重,会对婴儿的智力发育和身体发育造成长期影响。
2.破坏生态平衡:重金属污染会破坏土壤、水体和空气的生态平衡,导致植物和动物的死亡或迁徙,进而影响整个生态系统的稳定性。
一些重金属还会对微生物的生理功能产生影响,降低土壤的肥力,影响农作物的生长。
3.水体污染和生物毒性:一些重金属在水体中会发生溶解或离子化,进而造成水体污染。
重金属污染的水体对水生生物具有毒性,会导致水生生物种群的减少和生态系统的破坏。
4.社会经济影响:重金属污染还会对人们的生活和经济产生不利影响。
污染土壤和废弃物需要进行处理和修复,治理成本较高;一些重金属的污染还会限制农产品的销售和贸易。
为了减少重金属污染的危害,我们需要采取一系列的措施。
关于汞在微生物中跨膜运输的机理研究作者:王谦谦来源:《科技创新导报》2017年第28期摘要:汞是一种毒性很强的重金属元素,不论是无机汞,还是有机汞,全部都带有毒性,特别是甲基汞这种有机化合物,其具备高神经毒性、强亲脂性,能够通过食物链生物富集而进入人体,进而给人体造成极为严重的损害。
因此,通过研究汞在微生物中跨膜运输的机理,能为人体汞中毒诊疗方案的开发提供可靠的理论支持,对医学事业的发展有着十分重要的意义。
本文通过对汞在微生物中跨膜运输的路径进行分析,研究了汞在微生物中跨膜运输的机理,希望能为我国生物水平的进一步提升做出贡献。
关键词:汞微生物跨膜运输机理中图分类号:TQ13 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)10(a)-0105-02汞不论是哪种形态,都具有毒性,研究汞在微生物中跨膜运输的机理,对防治人体汞中毒具有十分重要的意义。
1 汞在微生物中跨膜运输的路径研究无机汞在环境中的甲基化形式主要有两种,分别是生物甲基化与非生物甲基化,由于非生物甲基化的概率非常低,在自然条件下基本可以进行忽略,而最主要的便是汞在微生物中的生物甲基化作用。
生物甲基化作用会对微生物细胞中的细胞进行作用,从而使其细胞质产生变化,而在细胞质产生变化的过程中,就必然要涉及到汞在微生物的跨膜运输。
经过大量的研究表明,汞在微生物中跨膜运输的路径主要有4种,其一是Mer抗汞操纵子转运体系,其二是被动扩散,其三是促进扩散,其四是主动运输。
Mer抗汞操纵子转运体系的研究是当前科学界研究最为透彻的一种跨膜运输路径,微生物之所以会产生Mer抗汞操纵子转运体系,是由于微生物在长期的汞毒环境中自行演化出的一种较为特殊的基因系统。
对这种运输路径的研究最初起源于20世纪60年代,主要是研究细菌对有机汞与无机汞的抗性,虽然对这一路径的研究已经取得了很大的进展,但科学家仍旧有许多问题需要解决。
有大量研究表明,电位差或浓度差可以对汞离子进行驱动,使其能够不依靠任何特定载体或转运介质进行协助就能进行跨膜运输,而跨膜运输的全过程不需要耗费能量,而这种跨膜运输路径变被称为被动扩散路径。
食物链中重金属的传递与生物富集规律研究随着工业化的进程,人类生产和生活中大量使用的金属元素使得食物链中的重金属含量不断上升,威胁到人类的健康和环境的稳定。
目前,火电厂、钢铁厂、冶金厂等工业企业和城市垃圾填埋场、废弃物处理场等环境污染源是重金属污染的主要来源。
什么是重金属?重金属通常指的是密度和原子量较大的金属元素,如汞、铅、镉、铬、砷等,这些重金属对人体健康影响非常大。
例如,铅能够影响人体的智力和生殖系统,砷能够增加癌症的发生率,镉能够影响人体的肾脏和骨骼。
食物链中的重金属传递重金属通过土壤被植物吸收后进入食物链,最终由食肉动物摄食而导致环境和人体的重金属污染。
一般来说,重金属在生态系统中的分布是非常广泛的,并且它们的生物富集能力相对较强。
比如,土壤中的镉被作物吸收后,其累积量可达到生长在同样土壤环境中的其他植物的3-10倍。
生物富集规律在食物链中,某些生物富集重金属的能力更强,例如,水生生物、底栖动物、肉食性动物等。
这主要是因为这些生物体内的酵素和蛋白质等具有更强的金属离子结合能力和金属离子转移能力。
同时,一些环境因素,如水温、PH值、溶氧量、光照等也会影响生物体内重金属的积累程度。
如何降低食物链中的重金属含量?降低食物链中重金属含量的根本措施是减少环境污染源。
同时,人们还需要在从事农业、畜牧业、渔业等生产活动的过程中加强环境监测和管理,以确保从源头减少重金属的含量并保障人类和环境的健康。
结语重金属是人们生产和生活中的常见元素,但如果不能妥善处理它们,将会对环境和人体健康产生巨大的危害。
因此,我们需要掌握食物链中重金属的传递和生物富集规律,加强环境保护和管理,使重金属污染得到有效控制和防止。
食物链中汞的生物富集过程与毒性机制
汞是一种常见的重金属元素,由于其毒性很大,所以在环境中的汞含量对于人们的健康具有很大的影响。
而汞在进入环境之后,通过食物链往往会出现生物富集现象,从而进入人们的身体,对人体造成危害。
本文将对食物链中汞的生物富集过程与毒性机制进行详细的探讨。
汞在环境中的存在形态
在自然环境中,汞主要以无机汞和有机汞两种形态存在。
无机汞主要来自于矿产物及人工活动的排放物,包括汞化合物、汞盐和金属汞等,而有机汞主要来自于食物链中的生物过程,包括甲基汞和乙基汞等。
汞在食物链中的富集现象
一般来说,食物链可以分为植物、食草动物、食肉动物等几个级别。
当汞进入环境之后,植物会从土壤中吸收并传输到其根部,从而被食草动物所摄取。
而食草动物摄取的汞量将比植物要高,这是由于食草动物需要摄取更多的植物来维持其生命活动。
同样地,食肉动物摄取的汞量将比食草动物更高,这也是因为食肉动物需要摄取更多的食草动物来维持其生命活动。
汞在食物链中的生物富集是由于汞具有很强的生物积累性,不会被轻易地分解和排泄。
具体来说,汞进入生物体内以后,会被转化为有机汞,在此过程中甲基化酶起到了重要作用。
另外,由于食物链中汞的转移有一定的非线性关系,因此生物富集现象会随着食物链级别的升高而逐渐加重。
汞对人体的危害
由于汞在环境中的大量存在,以及其在食物链中出现的生物富集现象,最终会对人体造成危害。
汞主要对人体的神经系统、肝脏、肾脏等器官有很大的危害。
首先,汞对人体的神经系统产生很大的影响。
进入人体以后,汞会影响人体内
的谷氨酸递质和乙酰胆碱受体的功能,从而影响神经系统的正常运作。
严重的情况下,还会影响到人体的大脑,导致认知功能的下降。
其次,汞还会对人体的肝脏和肾脏产生很大的影响。
经过大量临床实验的证明,汞可以通过肝脏和肾脏排泄出体外。
但是,如果长期摄入过多的汞,或者造成环境中汞浓度过高,就会对人体的肝脏和肾脏产生很大的危害。
最后,汞还会对人体的免疫系统产生影响。
进入人体以后,汞会改变人体免疫
细胞的功能,从而影响人体的免疫功能。
严重的情况下,还会导致自身免疫性疾病的发生和发展。
结论
综上所述,食物链中汞的生物富集过程与毒性机制是一个复杂的过程,需要从
多个角度进行研究和探索。
仅仅采取简单的控制方法或技术手段是不能够完全解决食物链中汞的富集问题的,需要更多的跨学科合作,共同推动环境保护的进步。