有害气体毒性作用以及机理.ppt
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1、关于有害气体的毒性作用及机理第一张,PPT共四十五页,创作于2022年6月一、二氧化硫一、二氧化硫 二二氧氧化化硫硫是是大大气气中中最最常常见见的的污污染染物物。主主要要来来自自含含硫硫矿矿物物燃燃料料的的燃燃烧烧,大大约约占占二二氧氧化化硫硫的的80。含含硫硫矿矿物物的的开开采和含硫有色金属的冶炼,占采和含硫有色金属的冶炼,占10.二二氧氧化化硫硫污污染染严严重重时时,往往往往大大气气颗颗粒粒物物等等有有害害物物的的污污染染也也严严重重,常常以以二二氧氧化化硫硫浓浓度度水水平平作作为为评评价价大大气气环环境境质量的重要指标。质量的重要指标。第二张,PPT共四十五页,创作于2022年6月(一)
2、理化性质(一)理化性质 无色而具有辛辣刺激性气体,中等毒性。在空气中可转化为无色而具有辛辣刺激性气体,中等毒性。在空气中可转化为三氧化硫,机制是:三氧化硫,机制是:1、光化学氧化、光化学氧化 SO2 290-400nm hv SO2 SO21/2O2 SO3 SO3 H2O H2SO42、氧化、氧化:有充足的:有充足的O2和金属触媒作用下(和金属触媒作用下(Mn、Fe)2SO2O2 2SO3 SO3 H2O H2SO4第三张,PPT共四十五页,创作于2022年6月(二)吸收、分布和排泄(二)吸收、分布和排泄1、吸收:、吸收:主主要要是是经经呼呼吸吸道道进进入入,大大部部分分被被鼻鼻腔腔和和上上
3、呼呼吸吸道道粘粘膜膜吸吸收收,不不易易进进入入肺肺部部。SO2在在上上呼呼吸吸道道可可被被吸吸收收4090左左右右,大大多多在在鼻鼻腔腔到到咽咽喉喉的上呼吸道中被吸收。的上呼吸道中被吸收。2、分布分布 SO2进进入入血血液液后后与与蛋蛋白白结结合合,小小部部分分与与红红细细胞胞结结合合,主主要要分分布布在在气气管、肺、淋巴结、食道(含量最高),肝、肾、脾(其次)。管、肺、淋巴结、食道(含量最高),肝、肾、脾(其次)。SO2在在血血浆浆中中与与蛋蛋白白反反应应形形成成R-S-SO3,经经亚亚硫硫酸酸氧氧化化酶酶催催化后以化后以SO42-形式被尿排出。形式被尿排出。第四张,PPT共四十五页,创作于
4、2022年6月(四)毒性作用(四)毒性作用1、对人体呼吸道的刺激作用、对人体呼吸道的刺激作用 SO2在一定浓度下对呼吸道尤其是上呼吸道有刺激在一定浓度下对呼吸道尤其是上呼吸道有刺激作用。此外对眼结膜也有刺激作用引起炎症。作用。此外对眼结膜也有刺激作用引起炎症。高浓度高浓度SO2:急性支气管炎、肺水肿,呼吸困难,引起:急性支气管炎、肺水肿,呼吸困难,引起自发性气胸,以致死亡。自发性气胸,以致死亡。原因原因:SO2溶于水形成亚硫酸或硫酸,短时间高浓度溶于水形成亚硫酸或硫酸,短时间高浓度下可对局部组织产生强烈刺激和腐蚀。下可对局部组织产生强烈刺激和腐蚀。第五张,PPT共四十五页,创作于2022年6月
5、 长期吸入低浓度长期吸入低浓度SO2:(1)气气管管、支支气气管管收收缩缩、呼呼吸吸道道阻阻力力增增加加:原原因因在在于于上上呼呼吸吸道道平平滑滑肌肌内内有有末末梢梢神神经经感感受受器器,受受二二氧氧化化硫硫刺刺激激后后引引起起平平滑滑肌肌反反射射性性收缩,使管腔缩小,阻力增加收缩,使管腔缩小,阻力增加(2)肺功能受损肺功能受损:肺活量下降,:肺活量下降,1秒钟用力呼吸量下降秒钟用力呼吸量下降(3)影影响响呼呼吸吸道道纤纤毛毛运运动动和和粘粘液液分分泌泌:短短期期可可促促进进支支气气管管的的清清除除作作用用;长长期期则则使使粘粘液液清清除除下下降降,使使粘粘液液变变稠稠,上上皮皮细细胞胞损损伤
6、伤坏坏死死,导导致致抵抗力下降,诱发慢性鼻炎,慢性支气管炎等。抵抗力下降,诱发慢性鼻炎,慢性支气管炎等。低低浓浓度度长长期期吸吸入入SO2可可导导致致慢慢性性支支气气管管炎炎、肺肺气气肿肿和和支支气气管管哮哮喘等喘等慢性阻塞性呼吸道疾病慢性阻塞性呼吸道疾病。第六张,PPT共四十五页,创作于2022年6月2、致突变、致癌变作用、致突变、致癌变作用(1)致突变)致突变 机制:机制:(1)SO2被被机机体体吸吸收收后后产产生生的的SO32-,可可与与核核酸酸分分子子中中的的尿尿嘧嘧啶啶和和胞胞嘧啶起加成反应,改变核酸结构,发生突变。嘧啶起加成反应,改变核酸结构,发生突变。(2)SO32-还还可可与与
7、O2作作用用产产生生游游离离基基SO3与与O2,诱诱发发胞胞嘧嘧啶啶的的脱脱氨过程,导致氨过程,导致C-G转换成转换成T-A,造成,造成DNA损伤。损伤。SO2只有在高浓度下才有致突变作用,而且不是直接的致突只有在高浓度下才有致突变作用,而且不是直接的致突变剂,可能是以辅助形式促进致突变剂的突变作用。变剂,可能是以辅助形式促进致突变剂的突变作用。第七张,PPT共四十五页,创作于2022年6月(2)致癌)致癌 SO2是是否否促促癌癌或或辅辅癌癌作作用用尚尚待待研研究究。大大多多数数流流行行病病学学调调查查表表明明单单纯纯SO2暴暴露露与与肺肺癌癌死死亡亡无无关关,动动物物实实验验表表明明单单纯纯
8、SO2暴暴露露也也不不能能诱诱发发肿肿瘤瘤。但但人人们们一一直直假假设设SO2能能促促进进PAH(多多环环芳芳香香烃烃)的的致致癌癌作作用用,机机制制尚不知。尚不知。3、对酶活性及多种脏器的损伤、对酶活性及多种脏器的损伤 SO2能影响多种酶的活性。可以能影响多种酶的活性。可以SO3和和HSO3的形式随血液分布的形式随血液分布全身,引起多种脏器损伤。全身,引起多种脏器损伤。第八张,PPT共四十五页,创作于2022年6月4、对机体的其他作用、对机体的其他作用 影影响响大大脑脑皮皮质质机机能能;影影响响体体内内维维生生素素的的代代谢谢(破破坏坏Vc的代谢平衡);抑制细胞生长的代谢平衡);抑制细胞生长
9、5、与颗粒物的联合作用、与颗粒物的联合作用(1)SO2附附于于颗颗粒粒物物上上进进入入呼呼吸吸道道深深部部。一一部部分分进进入入毛毛细细血血管管随随血血流流分分布布全全身身,另另一一部部分分沉沉积积下下来来产产生刺激和腐蚀作用,形成肺气肿。生刺激和腐蚀作用,形成肺气肿。(2)附附有有SO2的的颗颗粒粒物物成成为为变变态态反反应应原原,诱诱发发支支气气管管哮哮喘。喘。第九张,PPT共四十五页,创作于2022年6月(五)酸雨的形成和危害(五)酸雨的形成和危害 酸雨的形成酸雨的形成 水蒸汽冷凝在含有硫酸盐、硝酸盐等的凝结核上水蒸汽冷凝在含有硫酸盐、硝酸盐等的凝结核上,发生液相发生液相氧化反应,形成硫
10、酸雨滴和硝酸雨滴;氧化反应,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴;含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体,形成较大雨滴;最后降落在地面上,形成滴和含酸气体,形成较大雨滴;最后降落在地面上,形成了酸雨。了酸雨。第十张,PPT共四十五页,创作于2022年6月 SO2主主要要是是燃燃煤煤产产生生,NOx主主要要是是机机动动车车尾尾气气排排放放,自自然然因因素素如如火火山山爆爆发发、森森林林火火灾灾以以及及微微生生物物分分解解有有机机物物的的过过程程中中产产生生的的硫硫化化物物和和氮氮氧氧化化物物也也不不容容忽忽视视。因因此此,酸酸雨的形成是雨的
11、形成是人为和自然因素综合作用人为和自然因素综合作用的结果。的结果。酸酸雨雨中中含含有有H2SO3、H2SO4、HNO2、HNO3,pH5.6。目前我国二氧化硫污染较严重,酸雨是目前我国二氧化硫污染较严重,酸雨是硫酸型硫酸型的。的。第十一张,PPT共四十五页,创作于2022年6月2011年年2010年年第十二张,PPT共四十五页,创作于2022年6月危害:危害:1、对对健健康康的的危危害害:酸酸雨雨可可引引起起肺肺炎炎、肺肺水水肿肿.儿儿童童免免疫疫能能力力下下降降,慢慢性性咽咽炎炎、支支气气管管哮哮喘喘发发病病率率增增加加,同同时时可可使老人眼部、呼吸道患病率增加使老人眼部、呼吸道患病率增加
12、2、对水生生物的危害、对水生生物的危害:水体:水体pH下降,影响鱼卵孵化和鱼类生长、下降,影响鱼卵孵化和鱼类生长、鱼类种群减少或消失。水生植物鱼类种群减少或消失。水生植物受到伤害、影响水体自净作用。受到伤害、影响水体自净作用。第十三张,PPT共四十五页,创作于2022年6月3、土壤酸化及其生物学作用、土壤酸化及其生物学作用 土壤酸化;农作物大幅度减产;质量下降;森林死亡。土壤酸化;农作物大幅度减产;质量下降;森林死亡。未受酸雨伤害的水稻受酸雨伤害的水稻第十四张,PPT共四十五页,创作于2022年6月第十五张,PPT共四十五页,创作于2022年6月4、对建筑物和金属构筑物的腐蚀。、对建筑物和金属
13、构筑物的腐蚀。第十六张,PPT共四十五页,创作于2022年6月二、氮氧化物(二、氮氧化物(NOX)(一)理化性质(一)理化性质 包包括括:NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等等,大大气中主要是气中主要是NO、NO2。NO:无无色色无无味味,微微溶溶于于水水,易易氧氧化化为为NO2,可可与与O3急速反应。急速反应。NO2:棕红色,强刺激性臭味。:棕红色,强刺激性臭味。火力发电火力发电 汽车内燃机第十七张,PPT共四十五页,创作于2022年6月(二)吸收、分布和排泄(二)吸收、分布和排泄 由由于于NOX在在水水中中溶溶解解度度很很小小,很很少少停停留留在在上上呼呼吸吸道道,而而是是
14、侵侵入入肺肺部部深深处处,溶溶于于水水形形成成HNO2、HNO3,然然后后逐逐步步转转变变为为亚亚硝硝酸酸盐盐和和硝硝酸酸盐盐,进进入入血血液液,分分布布全全身身,最最后后从从尿排出。未经吸收转化的尿排出。未经吸收转化的NOX可经肺部呼出。可经肺部呼出。(三)毒性作用(三)毒性作用 1、NO的生物学毒性的生物学毒性 目前了解很少。目前了解很少。原因:原因:NO的影响较的影响较NO2小;小;NO在空气中易氧化为在空气中易氧化为NO2,研究单独毒性较难。,研究单独毒性较难。第十八张,PPT共四十五页,创作于2022年6月毒性:毒性:1)作用于动物神经中枢,高浓度下可引起麻痹惊厥作用于动物神经中枢,
15、高浓度下可引起麻痹惊厥2)损害肺组织和肺功能损害肺组织和肺功能3)形形成成高高铁铁血血红红蛋蛋白白。NO与与血血红红蛋蛋白白的的亲亲和和力力为为CO的的1400倍倍,形形成成亚亚硝硝基基血血红红蛋蛋白白,导导致致血血细细胞胞携携氧氧能能力力下下降降。NO-神经递质神经递质2、NO2的毒性作用的毒性作用 NO2对对上上呼呼吸吸道道和和眼眼结结膜膜刺刺激激较较小小,主主要要作作用用于于深深部部呼呼吸吸道道、细细支支气气管管及及肺肺泡泡。NO2溶溶于于肺肺泡泡表表面面产产生生HNO2、HNO3,刺激和腐蚀肺组织,引起肺水肿,刺激和腐蚀肺组织,引起肺水肿.第十九张,PPT共四十五页,创作于2022年6
16、月(1)对呼吸道的毒性作用)对呼吸道的毒性作用 形形态态学学的的损损害害。纤纤毛毛脱脱落落、粘粘膜膜变变性性,细细支支气气管管及及肺肺泡泡上上皮细胞增生,分泌亢进,肺泡壁肿胀,肺泡腔扩大。皮细胞增生,分泌亢进,肺泡壁肿胀,肺泡腔扩大。功能的损害。增加气道阻力,纤毛运动减弱。功能的损害。增加气道阻力,纤毛运动减弱。(2)生物化学影响)生物化学影响 急急性性和和慢慢性性接接触触NO2,均均能能引引起起动动物物体体内内生生物物化化学学的的改改变变,如如某某些些代代谢谢酶酶(转转氨氨酶酶、乳乳酸酸脱脱氢氢酶酶)活活性性增增加加、抗抗氧氧化化酶酶(GPX)活性增加等。)活性增加等。机制未明,可能与机体对
17、环境污染的应激反应有关机制未明,可能与机体对环境污染的应激反应有关第二十张,PPT共四十五页,创作于2022年6月(3)血液学改变)血液学改变 功功能能改改变变红红细细胞胞携携氧氧能能力力下下降降,导导致致组组织织缺缺氧氧、呼吸困难、紫绀、血压下降等症状。呼吸困难、紫绀、血压下降等症状。机制:机制:NO2使低铁血红蛋白转化为高铁血红蛋白。使低铁血红蛋白转化为高铁血红蛋白。血血细细胞胞数数目目改改变变血血细细胞胞数数量量增增加加,变变性性血血红红蛋蛋白白增加增加(4)免疫功能的影响)免疫功能的影响 长长期期接接触触NO2可可降降低低肺肺泡泡吞吞噬噬细细胞胞和和血血液液白白细细胞胞的的吞吞噬能力,
18、抑制血清中抗体的形成,影响机体的免疫能力。噬能力,抑制血清中抗体的形成,影响机体的免疫能力。第二十一张,PPT共四十五页,创作于2022年6月(5)促癌作用)促癌作用 动动物物实实验验表表明明NO2可可能能有有促促癌癌作作用用和和致致癌癌作作用用,但但结结果果不不一一致致,还还不不能能证证明明其其致致癌癌性性。但但有有证证据据表表明明NO2具具有有促促癌癌作作用用,而而且且能能加加速动物体内的肿瘤细胞发生转移和扩散。速动物体内的肿瘤细胞发生转移和扩散。(6)NO2与其他化学物的联合作用与其他化学物的联合作用 NO2与与SO2对对肺肺功功能能损损伤伤有有相相加加作作用用。NO2与与O3肺肺功功能
19、能损损伤伤有有协协同作用同作用.NO2与与PAH有有联联合合诱诱癌癌作作用用,可可增增加加PAH的的诱诱变变性性。NO2可可使使PAH发发生生硝硝基基化化产产生生硝硝基基PAH,大大多多具具有有致致突突变变癌癌变变的的作作用用。PAH 多环芳烃多环芳烃第二十二张,PPT共四十五页,创作于2022年6月三、三、CO(一)理化性质(一)理化性质 无无色色无无臭臭无无味味无无刺刺激激性性气气体体。在在空空气气中中稳稳定定,是是室室内内外外空空气气的的常见污染物。常见污染物。煤气煤气(二)吸收、分布和排泄(二)吸收、分布和排泄 经经呼呼吸吸道道吸吸入入,通通过过肺肺泡泡上上皮皮细细胞胞进进入入血血液液
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