环境毒理学论文

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1、重金属汞对海洋生物和人类的影响一、摘要：各种形态的汞对生物的毒性作用及与环境间的相互影响，介绍了汞元素在生物体屮的积累特征。并且通过简要介绍海洋生态系统的现实状况，重金属的污染情况和对海洋生物的影响。从整体上来理解重金属与海洋生物Z间的相互作用，还有对人类的影响。二、关键词：重金属汞、环境污染、食物链、人类。三、正文1•汞的生理作用及其环境影响汞是一种对人体有害的高毒性重金属元素，又是一种在工业上有多种用途的重要金属。现在全世界每年生产汞约1万吨，并以每年2%的速度继续递增，二十世纪九十年代以来，进入海洋的汞估计总量达20万t[l]。因此汞污染

2、已成为一个全球性污染问题，引起了全世界各国的广泛关注。自然界中的汞主要以单质汞(Hg)、无机汞(Ilg+、Hg2+盐及其配合物)和有机汞(烷基汞、苯基汞)的形态存在，各种形态的汞在自然界中可以发生多种生物转化和化学转化。不同形态(chemicalspecies)的汞对生物的毒性大小和作用机理差异很大。金属汞有高的扩散性和脂溶性，由于汞的蒸气压很低，因此易通过呼吸作用进入生物体，并通过血脑屏障(bloodbrainbarrier)进入脑组织，在脑组织中被氧化成汞离子。汞离子由于较难通过血液屏障，被蓄积在脑组织屮，从而引起中枢神经系统的严重损害；而

3、且由于汞与细胞膜结合后会抑制糖穿过细胞膜的主动输送，使钾对细胞膜的透性增加，造成对脑细胞的糖分供应不足而导致脑细胞能量缺乏；可溶性的无机汞化合物也有较高毒性，它们通过消化道进入人体后，容易在肾脏和肝脏中蓄积；烷基汞很容易溶于有机物中，特别易溶于细胞膜或脑组织的类脂里，其碳-汞共价键不易破坏，对生物体造成极大危害。例如：烷基汞化合物能通过胎盘屏障(Placentabarrier)进入胎儿组织，毒害胎儿，造成胎儿死亡、畸形、个体弱小等。甲基汞可以迅速地经血液到达脑部，对大脑皮层和小脑造成不可逆损害。2•海洋中的汞金展进入海洋环境屮的汞，在海洋环境中

4、可进行一系列的生物转化和化学转化。无论对于动物还是浮游生物，汞的毒性作用较其它重金属都是最大的[2],而一般各种海洋牛物对重金属都具有较大的富集能力，通过食物链作用，其富集系数可高达几十至几十万倍。例如海水中汞的浓度约0.09ng/g[3],而海豚体内甲基汞浓度可达lg/g[12]。因此，人们在食用海产品后，就可能有较多的汞进人体内并造成危害。1953年和1964年，日本水俣市和新泻市居民中流行的水俣病就是由于附近工厂排放物中含有高浓度的汞酸，在海洋中被甲基化成甲基汞，甲基汞通过食物链以高浓度聚集在水俣湾的鱼类和贝壳类体内，致使人食用以后，产生

5、慢性甲基汞中毒。同样，1967〜1968年,瑞典人对湖泊死鸟事件进行调查分析后也发现死鸟是觅食湖中含烷基汞的鱼引起的。在汞的各种形态中，烷基汞对生物及人类危害最大，也是汞污染屮最严重的物质。自然界屮本无烷基汞，烷基汞是由金属汞和各种汞的化合物在自然环境中通过厌氧甲烷细菌转化为甲基汞，甲基汞通过浮游生物进入食物链并被富集。从分子水平和化学性质上来看汞对生物体的危害:Hg2+是一种无机软酸，与属于软碱的硫化物有高度的亲和性，因此在缺氧水体中，汞与硫可以结合成极难溶的HgS。在生物体内，各种形态的汞转化成二价汞离子(Hg2+),汞离子与体内的筑基(-

6、SII)、二筑基(-S-S-)具有很强的亲利性，Hg-S反应是汞产生中毒作用的基础。由于生物体内一些具有重要生物活性的酶，其活性中心是蔬基，汞与疏基结合，可使酶丧失活性。例如，由于硫辛酸和辅酶A内的硫基与汞作用，导致汞干扰大脑丙酮的代谢；甲基汞侵入人体后,通过肝脏转入血液，同红血球中血红素分子的毓基结合，生成稳定的疏基-烷基汞(R-S-S-IIgCII3),再经过血液循环，侵入大脑和中枢神经系统，这便是水俣病的成因。谷胱甘肽(GSH)本身在血液红细胞中发生，有重要的生物功能，包括维持戏基基团的活性，保持血红蛋白不被H202氧化等功能°Hg2+极

7、易与谷胱1「肽形成简单络合物，如下图所示,Hg2+专属性地与-SH基团键合，使其氧化还原功能损失。汞还可以通过与氨基、疑基、磷酸基牢固结合而与瞟吟、卩密唏碱类、核昔、核昔酸、核酸络合,这些作用无疑会使细胞膜的酶功能与结构改变，以致细胞膜受损，导致突变作用，在低浓度下对一系列酶产生特异性抑制效应[4~5]。3.海洋中重金属汞的来源海洋屮重金属汞的來源可分为天然来源和人为来源两大类。天然来源如海底火山喷发将地壳深处的重金属汞带上海底，经过海洋水流的作用把重金属汞及其化合物注入海洋；地壳岩石风化后通过陆地径流、大气沉降等方式也将重金属汞注入海洋，构成

8、了海洋重金属汞的环境本底值。环境本底值对于判断海洋环境污染程度和评定海洋环境质量的优劣具有重要的意义。人为*源如矿山与海洋油井的开采、工农业污水、废水