第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性环境化学电子教案 课件

➢但是当皮肤毛孔张开时，一些大分子污染物也可以通过毛孔进入 人体，夏季高温喷洒农药时，要穿防护服，道理即在于此。
➢最容易被皮肤吸收，如酚、尼古丁、马钱子碱等
对植物而言：主要是叶片吸附、叶孔吸收、根部吸收三个途径
▪ 叶片吸附
➢可吸附一些颗粒态污染物，植物叶片越粗糙，比表面积越大，越 能吸附大量污染物。
第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性
本节主要讲述三方面内容： ▪ 污染物质的吸收、分布、转化、排泄 ▪ 污染物的生物富集、放大和积累 ▪ 氮的微生物转化
一、污染物质在机体内的转运
污染物质在机体内的运动过程包括吸收、分布、排泄和生物转化。前三 者统称转运，而排泄与生物转化又称为消除。
1、吸收
吸收是污染物质从机体外部环境，通过各种途径通透体膜迸人血液 的过程。 对动物而言：吸收途径主要是机体的消化管、呼吸道和皮肤。 ▪ 消化管 ❖ 是吸收污染物质最主要的途径。 ❖ 一般通过摄取食物和饮水进入体内。 ❖ 消化管的主要吸收部位在小肠，其次是胃。因为食物在这两个器官 内停留时间最长。 ❖ 一般污染物脂溶性越强，浓度越高，被消化道吸收越快。
➢污染物质常与血液中的血浆蛋白质结合。这种结合呈可逆性，结合与 解离处于动态平衡。只有未与蛋白质结合的污染物质才能在体内组织进 行分布。因此，与蛋白结合率高的污染物质，在低浓度下几乎全部与蛋
白结合，存留在血浆内；但当其浓度达到一定水平，未被结合的污染物质 剧增，快速向机体组织转运，组织中该污染物质的分布显著增加。
➢一般来说，肾排泄是污染物质的一个主要排泄途径。
▪肝胆
➢污染物质的另一个重要排泄途径，Байду номын сангаас肝胆系统的胆汁排泄。
➢胆汁排泄是指主要由消化管及其他途径吸收的污染物质，经血液到达 肝脏后，与胆汁一起分泌→十二指肠→小肠→大肠→排出体外的过程。
➢污 染 物 质 在 肝 脏 的 分 泌 主 要 是 主 动 转 运 （ 耗 能 ） ， 被 动 扩 散 较 少 （浓度梯度扩散）。
➢与一般器官组织的多孔性毛细血管壁不同，中枢神经系统的毛细血管壁
内皮细胞互相紧密相连、几乎无空隙。当污染物质由血液进人脑部时，必
须穿过这一血脑屏障。但是，高脂溶性低解离度的污染物质，容易通过血 脑屏障，由血液迸人脑部，如甲基汞化合物。
➢污染物质由母体转运到胎儿体内，必须通过由数层生物膜组成的胎盘， 称为胎盘屏障，也同样受到经膜通透性的限制。
❖如果增加土壤中的阳离子交换量，一些重金属可以被交换到土壤胶体 上，而减少毒性，或者增加土壤中有机质的含量，能提供更多的沉淀络 合基团，对污染物的吸附能力越强，重金属的毒性就越小。
2、分布
分布是指污染物质被吸收后或其代谢转化物质形成后，由血液转送 至机体各组织;与组织成分结合;从组织返回血液;以及再反复等过程。 ▪肝肾 ➢在一些血流量大器官，肝肾中，污染物的量会比较多，如镉有1/21/3分布在肝和肾中。 ➢并与肝肾中的金属硫蛋白结合 Cd2++E(SH)2(金属硫蛋白)= E(S)2Cd+2H+ 或者Cd2++E(S)2Zn(锌酶，肌体正常需要)=E(S)2Cd(使锌酶失去 性)+Zn2+ ▪血液
❖氟化物、臭氧、光化学烟雾有害成分、一些农药等都能通过气孔进入 植物体内；
▪ 根部吸收
❖大部分通过植物根部细胞膜的被动扩散吸收，即当外部污染物浓度大 时，可以扩散进入根部细胞，然后通过蒸腾作用进入植物全身。
❖但是一般在植物根部累积的污染物浓度最大
❖例 如 实 际 测 定 ， 黄 瓜 茎 叶 中 Cd 含 量 15.74ug/g 鲜 组 织 ， 根 部 285.25ug/g 鲜 组 织 ， 菠 菜 茎 叶 中 Cd 含 量 1.13ug/g 鲜 组 织 ， 根 部 193.34ug/g鲜组织,所以一些块茎类植物果实中污染物的浓度较高（土豆、 山芋、红薯）
➢一些植物叶片分泌一些油脂性物质，增加了对气态污染物的吸附 作用。例如云杉、油松、马尾松能分泌油脂性物质，杨梅、草莓等 叶片粗糙，比表面积大。
▪ 叶孔吸收
❖植物呼吸主要通过叶片气孔进行，大量污染物由此进入植物体内，例 如二氧化硫通过通过气孔进入叶片，被叶肉组织吸收，高浓度的二氧化 硫能导致气孔的开闭功能瘫痪；
➢少数是原形物质，多数是原形物质在肝脏经代谢转化而形成的产物， 所以胆汁排泄是原形污染物质排出体外的一个次要途径，但为污染物 质代谢物的主要排出途径。
➢肺泡的膜很薄，数量众多，四周布满壁膜极薄、结构疏松的毛细血管， 因此细颗粒中的可溶性部分经过肺部毛细血管转运进入血液循环。
▪ 皮肤
➢由于皮肤角质层的阻隔，皮肤吸收污染物的能力较差，许多污染物不能 直接通过皮肤吸收或吸收甚微，皮肤只是一些污染物质进人机体的途径。
➢一般水溶性强，分子量低的污染物（例如酚、苯胺）才可以通过 皮肤吸收。
➢非脂溶性污染物质很难人脑，如无机汞化合物。
➢有些污染物质可与血液的红细胞或血管外组织蛋白相结合，也会明显影 响它们在体内的分布。如肝、肾细胞内有一类合巯基氨基酸的蛋白，易与 锌、镉、汞、铅等重金属结合成复合物，称为金属硫蛋白。因而肝、肾中 这些污染物质的浓度，可以远远超过其血中浓度的数百倍。
3、排泄
排泄是污染物质及其代谢物质向机体外的转运过程。排泄器官有肾、肝 胆、肠、肺、外分泌腺等，而以肾和肝胆为主。
▪肾
➢肾排泄是污染物质通过肾随尿而排出的过程。
➢肾小球毛细血管壁有许多较大的膜孔，大部分污染物质都能从肾小球 滤过;但是，分子量过大的或与血浆蛋白结合的污染物质，不能滤过仍留 在血液内。这就是一些高分子污染物（PCB）长期富积人体的原因；有 机汞的脂溶性强，也不易排出体外，实验表明，由肾排出的汞有75%是 无机汞；
❖另外，由于胃酸的分泌，一些弱碱性的有机污染物在胃中呈极性离子态， 水溶性增强，脂溶性变差，不易被吸收，但是弱酸性的有机污染物在胃中 容易被吸收。
▪ 呼吸管
➢吸收大气污染物的主要途径。成人每天吸入10立方-12立方的空气。
➢其中的大颗粒部分停留在鼻腔、咽喉等部位，通过喷嚏、进食、吐痰等 排出。
➢细颗粒部分可以进入肺部不易复出，其主要吸收部位是肺泡。