Unit8环境污染与生态环境影响评价.ppt
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1、Unit8环境污染与生态环境影响评价 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望8.1 环境污染物与毒物环境污染物与毒物8.1.1 定义l环境污染物:进入环境后,使环境正常组成和性质发生改变,直接或间接有害于生物和人类的物质。l毒物(化学):对机体产生有害作用(毒作用)的化学物质。l毒物与非毒物是相对的剂量11/5/20228-2Unit8 环境污染与生态环境评价联联邦邦德德国国在在1980年年公公布布了了120种种水水中中有有害害物物质质名名单单,其其中中毒
2、毒性性最最强强的的有有16种种,它它们们是是:丙丙酮酮氰氰醇醇,丙丙烯烯腈腈,砷砷酸酸氢氢二二钠钠,苯苯,四四乙乙基基铅铅,镉镉化化合合物物,氰氰化化物物,DDT,3-氯氯环环氧氧丙丙烷烷,乙乙酰酰亚亚胺胺,水水合合肼肼,林林丹丹,硫硫醇醇,乙乙基基对对硫硫磷磷,汞汞化化合合物,银化合物。物,银化合物。我我国国杨杨友友明明等等研研究究者者对对约约一一万万种种化化学学品品经经过过筛筛选选,确确定定了了52种种有有毒毒化化学学品品为为我我国国优优先先控控制制的的名单。名单。8.1.2 化学污染物化学污染物11/5/20228-3Unit8 环境污染与生态环境评价1)重金属)重金属l金属的环境毒理学
3、效应金属的环境毒理学效应l重金属和配位体的相互作用,重金属的重金属和配位体的相互作用,重金属的有机化,重金属的氧化还原反应,重金属的蓄有机化,重金属的氧化还原反应,重金属的蓄积作用是重金属毒性作用的特性。毒性作用的积作用是重金属毒性作用的特性。毒性作用的受体可能是有催化作用的官能团、结构单元,受体可能是有催化作用的官能团、结构单元,或细胞膜上的转运成分,氨基酸、肽、蛋白质、或细胞膜上的转运成分,氨基酸、肽、蛋白质、核酸等生物成分多有与金属结合的基团。核酸等生物成分多有与金属结合的基团。l汞毒性最大,镉次之,铅、铬、砷称之为“五毒”。11/5/20228-6Unit8 环境污染与生态环境评价(1
4、)汞l环境汞污染环境汞污染l在在自自然然界界中中,广广泛泛分分布布于于地地壳壳表表层层的的大大部部分分汞汞与与硫硫结结合合成成硫硫化化汞汞。普普通通岩岩石石中中的的汞汞含含量量均均小小于于200g/kg,地地壳壳中中的的汞汞平平均均含含量量为为80g/kg。空空气气中中的的饱饱和和汞汞浓浓度度为为13.2g/m3;天天然然水水中中汞汞的的本本底底浓浓度度一一般般均均不不超超过过0.1g/dm3;土土壤壤中中的的汞含量一般不高于岩石。汞含量一般不高于岩石。11/5/20228-7Unit8 环境污染与生态环境评价l大气汞污染的重要来源是含汞金属矿物的冶大气汞污染的重要来源是含汞金属矿物的冶炼和以
5、汞为原料的工业生产所排放的废气。炼和以汞为原料的工业生产所排放的废气。土壤汞污染主要来自施用含汞农药和含汞污土壤汞污染主要来自施用含汞农药和含汞污泥肥料,另外含汞污水灌溉农田时,土壤也泥肥料,另外含汞污水灌溉农田时,土壤也会遭到汞的污染。水体汞污染的主要来源是会遭到汞的污染。水体汞污染的主要来源是含汞的工业废水的排放,以汞作为电极的氯含汞的工业废水的排放,以汞作为电极的氯碱工业是环境汞污染的祸首;其次为以汞的碱工业是环境汞污染的祸首;其次为以汞的无机盐作为崔化剂的生产化工原料氯乙烯和无机盐作为崔化剂的生产化工原料氯乙烯和乙醛的塑料工业;电池工业和电子工业等排乙醛的塑料工业;电池工业和电子工业等
6、排放的废水也是水体汞污染的原因。放的废水也是水体汞污染的原因。11/5/20228-8Unit8 环境污染与生态环境评价l水生生物摄入的甲基汞可在体内蓄积,水生生物摄入的甲基汞可在体内蓄积,并经食物链的生物浓缩和生物放大,在并经食物链的生物浓缩和生物放大,在鱼体内浓缩几万至几十万倍。甲基汞是鱼体内浓缩几万至几十万倍。甲基汞是汞公害的病因,汞的甲基化是水体污染汞公害的病因,汞的甲基化是水体污染危害的主要致毒机理。危害的主要致毒机理。11/5/20228-9Unit8 环境污染与生态环境评价l汞及其化合物可通过呼吸道、消化道及皮肤等途径汞及其化合物可通过呼吸道、消化道及皮肤等途径进入机体,以肾脏汞
7、含量为最高。汞在体内分布的递进入机体,以肾脏汞含量为最高。汞在体内分布的递减次序是:肾减次序是:肾肝肝血液血液脑脑末梢神经末梢神经.l一般认为一般认为Hg-S反应是汞产生毒性作用的基础。反应是汞产生毒性作用的基础。l烷基汞化合物通过破坏大脑和小脑的神经元而烷基汞化合物通过破坏大脑和小脑的神经元而使动物死亡,同时被汞抑制或损伤的血脑屏障转运机使动物死亡,同时被汞抑制或损伤的血脑屏障转运机制,不能供应神经元必要的氨基酸。有机汞化合物也制,不能供应神经元必要的氨基酸。有机汞化合物也可能是由于破坏了亚细胞结构,例如溶酶体和核糖体可能是由于破坏了亚细胞结构,例如溶酶体和核糖体的膜,从而影响蛋白质合成和细
8、胞的完整性。甲基汞的膜,从而影响蛋白质合成和细胞的完整性。甲基汞化合物易溶于脂肪中,易通过血脑屏障而侵犯中枢神化合物易溶于脂肪中,易通过血脑屏障而侵犯中枢神经系统,因此中枢神经系统损害的症状明显。经系统,因此中枢神经系统损害的症状明显。11/5/20228-10Unit8 环境污染与生态环境评价 多氯联苯(PCBs)抑制水生生物的生长,改变物种的群落结构和自然海藻的总体组成;动物对其很敏感。多环芳烃(PAH),致癌。烟气排放,烟草焦油,原油中。POPS(Persistent Organic Pollutants):2 2)有毒有机物有毒有机物11/5/20228-11Unit8 环境污染与生态
9、环境评价11/5/20228-12Unit8 环境污染与生态环境评价有机农药有机农药l有机农药目前已有近千种,我国生产和使用的近200种。l杀虫剂(Insecticides)l除莠剂(Herbicides)l杀(真)菌剂(Fungicides)l熏蒸剂(Fumigants)l灭鼠剂(Rodenticides)等。11/5/20228-13Unit8 环境污染与生态环境评价3)无机污染物(大气)lSO2lCOlNOx11/5/20228-14Unit8 环境污染与生态环境评价l大大气气污污染染(atmosphericpollution)是是指指大大气气污污染染物物或或由由它它转转化化成成的的二二
10、次次污污染染物物的的含含量量远远远远超超过过正正常常本本底底含量,对人体和生物体产生不良影响的大气状况。含量,对人体和生物体产生不良影响的大气状况。l二二氧氧化化硫硫是是重重要要的的大大气气污污染染物物,历历次次世世界界范范围围内内的的严严重重大大气气污污染染事事件件,二二氧氧化化硫硫都都是是主主要要的的大大气气污污染染物。物。l二氧化硫(二氧化硫(SO2)为无色而具有辛辣刺激性气味)为无色而具有辛辣刺激性气味的气体,的气体,SO2进入环境,主要来自含硫矿物燃料的燃进入环境,主要来自含硫矿物燃料的燃烧,大约占烧,大约占SO2含量的含量的80%;另外对于这种含硫矿物;另外对于这种含硫矿物的开采和
11、含有较高硫量的有色金属的冶炼,大约占的开采和含有较高硫量的有色金属的冶炼,大约占10%,同时化学工业的生产过程中也产生,同时化学工业的生产过程中也产生SO2。11/5/20228-15Unit8 环境污染与生态环境评价 非必需元素 均可引起异常反应,应最高限量 有毒元素剂量 少量 发生功能障碍 必需元素 适量 过量 致病作用时间 有蓄积性 O3+NOx、CH 协同(生)飘尘+SO2多因素联合 CO+H2S 拮抗 Se阻止CH3HgCH3生成 Zn阻止Pb、Cd摄入物理环境 湿度、温度理化性状:溶解度、挥发度、分散度;定量结构与活性关系(QSAR)个体敏感性:“金字塔”式分布早发现。8.1.3
12、毒作用影响因素毒作用影响因素11/5/20228-16Unit8 环境污染与生态环境评价剂量与危害的关系有以下几种情况l(1)对于人体非必需元素、有毒元素或生物体内尚未)对于人体非必需元素、有毒元素或生物体内尚未检出的某些元素:由环境污染而进入人体的剂量达至一检出的某些元素:由环境污染而进入人体的剂量达至一定程度,即可引起异常反应,甚至进一步发展成疾病。定程度,即可引起异常反应,甚至进一步发展成疾病。对于这一类元素主要是研究制定其最高允许限量的问题,对于这一类元素主要是研究制定其最高允许限量的问题,即环境中的最高允许浓度,人体的最高允许负荷量等。即环境中的最高允许浓度,人体的最高允许负荷量等。
13、(2)对于人体必需的元素:人体必需元素的剂量与危)对于人体必需的元素:人体必需元素的剂量与危害的关系则较为复杂。一方面,环境中这种必需元素的害的关系则较为复杂。一方面,环境中这种必需元素的含量过少,不能满足人体的生理需求时,会使人体的某含量过少,不能满足人体的生理需求时,会使人体的某些功能发生障碍,形成一系列病理变化;另一方面,如些功能发生障碍,形成一系列病理变化;另一方面,如果这类元素的含量增加过多,也会作用于人体,引起程果这类元素的含量增加过多,也会作用于人体,引起程度不同的中毒性病变。度不同的中毒性病变。11/5/20228-17Unit8 环境污染与生态环境评价作用时间l很多环境污染物
14、具有蓄积性,只有在体很多环境污染物具有蓄积性,只有在体内的蓄积量达至中毒阈值时,才会产生危害。内的蓄积量达至中毒阈值时,才会产生危害。因此随着作用时间的延长,毒物的蓄积量将因此随着作用时间的延长,毒物的蓄积量将加大。污染物在体内的蓄积是受摄入量、污加大。污染物在体内的蓄积是受摄入量、污染物的生物半衰期(即污染物在生物体内浓染物的生物半衰期(即污染物在生物体内浓度减低一半所需的时间)和作用时间三个因度减低一半所需的时间)和作用时间三个因素的影响的。素的影响的。11/5/20228-18Unit8 环境污染与生态环境评价环境污染物的联合作用协协同同作作用用(synergisticeffect)两两
15、种种或或两两种种以以上上化化学学物物同同时时或或在在数数分分钟钟内内先先后后与与机机体体接接触触,其其对对机机体体产产生生生生物物学学作作用用的的强强度度远远远远超超过过它它们们分分别别单独与机体接触时所产生的生物学作用的总和。单独与机体接触时所产生的生物学作用的总和。l拮拮抗抗作作用用(antagonisticeffect)两两种种化化学学物物同同时时或或在在数数分分钟钟内内先先后后输输入入机机体体,其其中中一一种种化化学学物物可可干干扰扰另另一一种种化化学学物物原原有有的的生生物物学学作作用用,使使其其减减弱弱,或或两两种种化化学学物物相相互互干干扰扰,使使混混合合物物的的生生物物学学作作
16、用用或或毒毒性性作作用用的的强强度度低低于于两两化化学学物物输输入入机机体体时强度的总和。时强度的总和。11/5/20228-19Unit8 环境污染与生态环境评价个体敏感性l人的健康状况、生理状态、遗传因人的健康状况、生理状态、遗传因素等,均可影响人体对环境异常变化的素等,均可影响人体对环境异常变化的反应强度和性质。如:反应强度和性质。如:1952年伦敦烟雾年伦敦烟雾事件的一周内比前一年同期多死亡的事件的一周内比前一年同期多死亡的4000人中,人中,80%是原来就患有心肺疾病是原来就患有心肺疾病的人的人11/5/20228-20Unit8 环境污染与生态环境评价作用 储存 吸收 运转 生物转
17、化 排泄 8.2 污染物在生态环境中的迁移和转化污染物在生态环境中的迁移和转化11/5/20228-21Unit8 环境污染与生态环境评价 呼吸道 消化道1)侵入和吸收 皮肤 其他(如粘膜、伤口)I2-甲状腺;DDT-脂肪 2)分布与蓄积(靶器官)CH3HgCH3-脑 Pb-骨;Cd-肝肾肠粘膜 氧化还原和水解 3)毒物的生物转化 结合反应 可以解毒 可以增加毒性 肾4)毒物的排泄 消化道 呼吸道 分泌物5)食物链传递与放大生物富集11/5/20228-22Unit8 环境污染与生态环境评价污染物在生物体内的吸收l(1)经经消消化化道道吸吸收收饮饮水水和和由由大大气气、水水、土土壤壤进进入入食
18、食物物链链中中的的环环境境污污染染物物均均可可经经消消化化道道吸吸收,消化道是环境污染物最主要的吸收途径。收,消化道是环境污染物最主要的吸收途径。l(2)经呼吸道吸收)经呼吸道吸收l环境污染物经呼吸道的吸收以肺为主。环境污染物经呼吸道的吸收以肺为主。l(3)经皮肤吸收)经皮肤吸收11/5/20228-23Unit8 环境污染与生态环境评价毒物的生物转化l毒物在体内的代谢过程可分为两步:第一步毒物在体内的代谢过程可分为两步:第一步是氧化还原和水解,这一代谢过程主要与混合功是氧化还原和水解,这一代谢过程主要与混合功能氧化酶系有关,它具有多种外源性物质(包括能氧化酶系有关,它具有多种外源性物质(包括
19、化学致癌物、药物、杀虫剂)和内源性物质(激化学致癌物、药物、杀虫剂)和内源性物质(激素脂肪酸)的催化作用,能使这些物质羟化、去素脂肪酸)的催化作用,能使这些物质羟化、去甲基化、脱氨基化、氧化等等,所以又称非特异甲基化、脱氨基化、氧化等等,所以又称非特异药物代谢酶系;第二步是结合反应,一般通过一药物代谢酶系;第二步是结合反应,一般通过一步或两步反应,原属活性的物质就可能转化为惰步或两步反应,原属活性的物质就可能转化为惰性物质而起解毒作用,但也有惰性物质转化为活性物质而起解毒作用,但也有惰性物质转化为活性物质而增加其毒性的。性物质而增加其毒性的。11/5/20228-24Unit8 环境污染与生态
20、环境评价排泄l排泄是一种化学物及其代谢产物向机体外转运排泄是一种化学物及其代谢产物向机体外转运的过程,外来化合物的排泄包括化学物本身其的过程,外来化合物的排泄包括化学物本身其代谢产物以及结合物。排泄的主要途径是通过代谢产物以及结合物。排泄的主要途径是通过肾脏随同尿液排出和经过肝脏随同胆汁混入粪肾脏随同尿液排出和经过肝脏随同胆汁混入粪便中而排出。此外,还有经过呼吸器官随同气便中而排出。此外,还有经过呼吸器官随同气体呼出,通过皮肤随同汗液以及随同唾液、乳体呼出,通过皮肤随同汗液以及随同唾液、乳汁、泪液和胃肠道分泌物等排泄途径汁、泪液和胃肠道分泌物等排泄途径11/5/20228-25Unit8 环境
21、污染与生态环境评价污染物在食物链中的传递与放大l环境中污染物的浓度,具有明显的随营环境中污染物的浓度,具有明显的随营养级升高而增大的现象。生物富集(养级升高而增大的现象。生物富集(bio-enrichment)系指生物或处于同一营养)系指生物或处于同一营养级的许多生物种群,从周围环境中吸收级的许多生物种群,从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解的化合物,导并积累某种元素或难分解的化合物,导致生物体内该物质的浓度超过环境中浓致生物体内该物质的浓度超过环境中浓度的现象。度的现象。11/5/20228-26Unit8 环境污染与生态环境评价l镉污染在水生态系统中可沿食物链不断浓缩放镉污染在水生态系统
22、中可沿食物链不断浓缩放大,非污染区贝类的镉含量为大,非污染区贝类的镉含量为0.05mg/kg,而,而污染带贝类的墨鱼肝中镉含量为污染带贝类的墨鱼肝中镉含量为420mg/kg,浓,浓缩倍数达缩倍数达8400。l农药的食物链积累与放大农药的食物链积累与放大l牡蛎在牡蛎在0.1g/dm3DDT海水中海水中,40d富集系数达富集系数达到到7万多倍万多倍11/5/20228-27Unit8 环境污染与生态环境评价8.3 8.3 污染物的毒理学评价污染物的毒理学评价8.3.1 毒性及定量标准8.3.2 毒性评价方法8.3.3 毒理学安全评价程序11/5/20228-28Unit8 环境污染与生态环境评价8
23、.3.1 毒性及定量标准毒性及定量标准1)毒性:污染物质对生物体造成损害的能力。l急性:大剂量一次或24小时内多次,短时间对机体引起毒性l慢性:生命周期。非特异性影响如机体免疫功能、对环境因素的抵抗力将明显减弱,表现为人群中患病率、死亡率增加,儿童生长发育受到影响。l亚急(慢)性:1/10生命期间,少量、反复11/5/20228-29Unit8 环境污染与生态环境评价2)常用毒性指标)常用毒性指标-剂量剂量l剂量(剂量(dose)l通通常常由由呼呼吸吸途途径径进进入入生生物物体体的的毒毒物物毒毒性性,以在空气中的质量浓度以在空气中的质量浓度mg/m3、mg/dm3表示。表示。l致致死死剂剂量量
24、(lethaldose,LD)或或致致死死浓浓度度(lethalconcentration,LC)l半数致死剂量(半数致死剂量(LD50)或半数致死浓度)或半数致死浓度(LC50)系指能引起一群动物)系指能引起一群动物50%死亡所需死亡所需的剂量。的剂量。11/5/20228-30Unit8 环境污染与生态环境评价(3)阈剂量)阈剂量l毒物引起受试对象中少数个体出现某种轻微异常改变所需最低剂量。急性阈剂量:一次接触毒物所得阈剂量。慢性阈剂量:长期反复多次接触所得的阈剂量。慢性毒性参数可使用TDL0(最低中毒剂量,toxic dose low)和TCL0(最低中毒浓度,toxic concent
25、ration low)。11/5/20228-31Unit8 环境污染与生态环境评价(4)最大无作用剂量最大无作用剂量毒物在一定时间内,按一定方式与受试对象接触,用现代的检测方法和最灵敏的观察指标不能发现任何损害作用的最高剂量。11/5/20228-32Unit8 环境污染与生态环境评价南京汤山中毒事件(9.14事件):l2002年9月13日晚11时许,南京市江宁 区汤山镇经营“菊红”面食店的陈正平潜 入“正武”面食店,将所携带的剧毒鼠药“毒鼠强”投放到该店食品原料内,9月14日造成395人因食用有毒食 品而中毒,经医院抢救无效死亡42人11/5/20228-33Unit8 环境污染与生态环境
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