無機污染物的毒性效應

無機污染物的毒性效應第1頁/共112頁5.1.1汞一.

汞的理化性質(zhì)

金屬汞：常溫蒸發(fā)、不溶于水、脂溶性強

無機汞：一價、二價的化合物有機汞：脂溶性強、不同程度的水溶性和揮發(fā)性二.

汞的污染來源以Hg為原料的生產(chǎn)過程煤、石油燃燒含Hg農(nóng)藥第2頁/共112頁三.汞的甲基化和生物富集

1.Hg的甲基化一甲基汞（CH3HgCl、CH3HgI等）二甲基汞（CH3HgCH3）

甲基供體：維生素B12、半胱氨酸等

無機汞微生物、需氧一甲基汞（水溶性）

無機汞微生物、厭氧二甲基汞（難溶于水、

微酸性

揮發(fā)性）

一甲基汞汞蒸氣、無機汞

紫外線

甲基汞

第3頁/共112頁

2.Hg的生物富集

Hg在魚體富集途徑由水經(jīng)鰓直接富集通過食物鏈間接富集第4頁/共112頁四.汞在體內(nèi)的代謝

1.吸收

金屬汞

以蒸氣經(jīng)呼吸道吸收，吸收率76～85%

經(jīng)消化道吸收極少，吸收率＜0.01%

無機汞

可溶性：吸收率5～15%

難溶性：很難吸收

有機汞甲基汞、乙基汞消化道吸收率95%

苯基汞消化道吸收率90%

揮發(fā)性高的有機汞可經(jīng)呼吸道吸收汞還可經(jīng)皮膚吸收

第5頁/共112頁

2.代謝和分布

金屬汞

腦內(nèi)

氧化

Hg2+與腦內(nèi)蛋白質(zhì)結(jié)合

紅細胞、肝細胞內(nèi)

氧化

Hg2+

無機汞：釋放Hg2+

大部分與血漿蛋白巰基結(jié)合與含巰基的低分子化合物結(jié)合與陰離子結(jié)合隨血液循環(huán)分布腎臟

離子態(tài)汞在體內(nèi)分布：腎>肝>血液>腦>末梢神經(jīng)

腎內(nèi)與Hg結(jié)合的主要成分：金屬硫蛋白

第6頁/共112頁

甲基汞：紅細胞

隨血流分布肝腦

肝＞腦＞腎＞血液

人腦內(nèi)含Hg量：小腦最高；大腦：灰質(zhì)＞白質(zhì)胎盤屏障

甲基汞易通過金屬汞、無機汞不易通過經(jīng)常食魚的妊娠婦女：胎兒紅細胞中甲基汞含量比母體高30%

苯基汞、甲氧烷基汞在體內(nèi)很快降解成無機汞無機汞、有機汞腸道微生物甲基汞第7頁/共112頁

3.排泄

汞蒸氣、無機汞：主要經(jīng)腎由尿排出

甲基汞：主要經(jīng)腸道隨糞排出隨尿排出量＜總排出量的10%

腸道甲基汞

50%轉(zhuǎn)化為無機汞

隨糞排出

50%重吸收

甲基汞排泄率（平衡狀態(tài)）：蓄積量的1%/天

毛發(fā)（發(fā)汞400～500μg/g時常有神經(jīng)中毒癥狀）

呼吸道、汗腺、唾液腺、乳腺、指甲等第8頁/共112頁

志愿者經(jīng)口攝入含203Hg的實驗：

生物半減期：甲基汞

整體：70天左右

血液：50天左右

腦：240天左右

無機汞：40天左右

金屬汞：58天左右

第9頁/共112頁五.汞的毒作用及其機理

1.汞的毒作用（1）金屬汞對腦的損傷先于腎

慢性汞中毒：中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀、精神癥狀、意向性震顫、皮膚癥狀、眼睛癥狀（2）無機汞化合物

腎臟、肝臟損害第10頁/共112頁

（3）有機汞化合物

苯基汞、烷氧基汞：作用類似于無機汞

烷基汞甲基汞

中樞神經(jīng)系統(tǒng)

急性、亞急性中毒閾劑量：成人20mg/kg

胎兒5mg/kg

攝入：0.005mg／kg·d若干年慢性中毒

第11頁/共112頁

甲基汞在大腦感覺區(qū)、運動區(qū)蓄積較多

甲基汞慢性中毒癥狀順序：感覺障礙運動失調(diào)語言障礙視野縮小聽力障礙

死亡

甲基汞對胎兒輕：甲基汞中毒病兒重：流產(chǎn)、死胎

第12頁/共112頁

2.毒作用機理（1）Hg與含巰基的蛋白質(zhì)和多肽結(jié)合（2）Hg與酶蛋白中的巰基結(jié)合

δ-氨基-γ-酮戊酸脫水酶（乙酰膽堿合成）

磷酸甘油變位酶、烯醇化酶、丙酮酸激酶、丙酮酸脫氫酶（腦內(nèi)ATP合成）

第13頁/共112頁

（3）Hg與細胞膜中一些組成成分的巰基結(jié)合（4）Hg與生物大分子的碳原子結(jié)合

與腦內(nèi)縮醛磷脂結(jié)合

縮醛磷脂分解形成溶血磷脂

細胞膜溶解

（5）Hg與生物大分子的氨基、羧基、羰基等基團結(jié)合

Se、Zn可抑制Hg的毒性第14頁/共112頁5.1.2鎘一.Cd的理化性質(zhì)主要是二價化合物，其中CdO毒性最大二.Cd的污染來源主要以硫鎘礦存在，常與Zn、Pb、Cu、Mn礦共存金屬礦產(chǎn)的開采、冶煉

煤、石油的燃燒含Cd肥料的施用（有的P肥含Cd1.7mg/g

）以Cd為原料或催化劑的生產(chǎn)過程餐飲具和食品包裝第15頁/共112頁?2002年，農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心對全國市場稻米進行安全性抽檢，結(jié)果：鎘超標率

10.3%

?2007年，南京農(nóng)業(yè)大學對中國六個地區(qū)（華東、東北、華中、西南、華南和華北）縣級以上市場的170多個大米樣品進行隨機調(diào)查，結(jié)果：10%市售大米鎘超標

第16頁/共112頁中國大米污染調(diào)查不完全分布圖第17頁/共112頁第18頁/共112頁三.Cd在體內(nèi)的代謝

1.吸收

消化道：吸收率1～6%

呼吸道：吸收率10～40%

煙草蓄積大量Cd

卷煙：1～2μg/支，10%（60～70%）被吸收正常Cd攝入：飲水0～20μg/d·人呼吸0～1.5μg/d·人

皮膚：吸收不明顯

Ca、Fe、Zn對Cd的吸收有競爭性抑制第19頁/共112頁

2.分布

Cd

血液（與血漿蛋結(jié)合金屬硫蛋白

）

腎：體內(nèi)總Cd量的1/3（腎皮質(zhì)）

肝：

1/6

脾、肺、胰腺、甲狀腺、腎上腺、睪丸等

與金屬硫蛋白結(jié)合

血Cd

紅細胞：90～95%（84%與血紅蛋白、其它金屬硫蛋白結(jié)合）

血漿：很少

Cd不易透過胎盤屏障

Cd在體內(nèi)含量隨年齡而增加

第20頁/共112頁

3.排泄與蓄積

經(jīng)口攝入的Cd吸收（1～6%）主要經(jīng)腎由尿排出，少量隨唾液、乳汁排出

未吸收（＞90%）隨糞便排出

蓄積性很強（Cd與巰基蛋白結(jié)合穩(wěn)定）

生物半減期：全身Cd20～30年腎Cd18年肝Cd6.2年

第21頁/共112頁四.Cd的毒作用及其機理

1.Cd的毒作用（1）急性毒性經(jīng)口：急性胃腸炎癥狀眩暈、虛脫、抽搐、休克、死亡

急性吸入毒性比經(jīng)口大60倍吸入：口有金屬味、頭暈、頭痛急性肺炎、肺水腫致死

第22頁/共112頁（2）慢性毒性

靶器官：腎腎：損害腎小管的重吸收功能蛋白尿、糖尿、氨基酸尿，尿鈣、尿磷增加

肺（呼吸道吸入）：肺氣腫、肺纖維化

骨軟化癥、輕度貧血、高血壓等

（3）其它損害

致癌：肺癌、前列腺癌、腎癌

致畸（動物）：顱腦、四肢、骨骼畸形第23頁/共112頁

2.毒作用機理（1）Cd對酶活性的抑制和破壞

Cd與含羧基、氨基、巰基的蛋白質(zhì)結(jié)合

Cd取代酶活性中心的金屬元素（Zn、Cu等）

腎、肝等組織中的酶系功能受損（2）Cd對腎小管的損害

尿鈣、磷、蛋白↗

尿黏度↗

腎結(jié)石↗

尿蛋白↗

影響免疫球蛋白、白蛋白合成

免疫功能下降

第24頁/共112頁

（3）Cd引起骨軟化癥

腎功能損害

影響腎中維生素D3的合成

影響Ca的吸收和沉積

Cd抑制某些酶

抑制骨膠原的固化與成熟（賴氨酸氧化酶活性中心Cu被Cd取代

影響膠原蛋白形成）

腎小管損害Ca隨尿流失

缺Ca

腸道對Cd的吸收率↗

第25頁/共112頁（4）Cd引起貧血

阻礙腸道對Fe的吸收

增加Fe的排泄

抑制骨髓內(nèi)血紅蛋白的合成

Zn、Se可抑制Cd的毒性第26頁/共112頁5.1.3鉛一.Pb的理化性質(zhì)

PbO較穩(wěn)定

Pb及其化合物的毒性與其分散度、溶解度有關(guān)

PbO、Pb2O3易溶于水，毒性較大

毒性：

Pb蒸氣＞Pb塵二.Pb的污染來源

汽車廢氣，冶煉、制造、使用鉛制品的工業(yè)含Pb汽油：四乙基鉛

（脂溶性強，強烈神經(jīng)毒物）

第27頁/共112頁三.Pb在體內(nèi)的代謝

1.吸收消化道：吸收率5～10%

肝臟血循環(huán)由膽汁排入腸道隨糞排出吸收

?

膽汁中Pb濃度比血Pb高40～100倍第28頁/共112頁呼吸道

大部分隨呼氣排出到達肺泡血循環(huán)淋巴系統(tǒng)

吸收率30%

咳出或咽入消化道?四乙鉛、四甲鉛可經(jīng)皮膚吸收（無機鉛不能）第29頁/共112頁

2.分布

Pb

血液（磷酸氫鉛、蛋白質(zhì)結(jié)合物）

肝、腎、脾、肺、腦（肝、腎含量最高）

骨骼、毛發(fā)、牙齒（磷酸鉛）

骨Pb：＞90%（牙齒中最高，其次為長骨）

血Pb：2%

約90%與紅細胞結(jié)合（非擴散性鉛）

血漿與血漿蛋白結(jié)合（結(jié)合鉛）

可擴散鉛（磷酸氫鉛、甘油磷酸鉛，生物活性大）

第30頁/共112頁

軟組織中的Pb：直接毒作用

硬組織中的Pb：潛在毒作用

?

骨內(nèi)磷酸鉛可轉(zhuǎn)化為磷酸氫鉛重新進入血液

Pb能透過胎盤屏障（胎兒腦組織）

四乙基鉛：腦、肝臟含量最高，骨中較少第31頁/共112頁

3.排泄與蓄積

消化道吸收（5～10%）

未吸收：從糞便排出

呼吸道吸收（30%）

未吸收：呼出、咳出或咽入消化道

吸收的鉛：主要由尿排出，少量隨糞便、唾液、乳汁、汗液、毛發(fā)、指甲排出

第32頁/共112頁美國資料：嬰兒中年肺Pb、腎Pb↗3倍骨Pb↗10倍生物半減期：總Pb4年血Pb18天骨Pb21年第33頁/共112頁四.Pb的毒作用及其機理

1.Pb的毒作用

?對骨髓造血系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的損害最為嚴重（1）急性中毒

Pb對人最小經(jīng)口急性中毒劑量：5mg/kg

樟丹治療癲癇，20天共服5g發(fā)生亞急性中毒

（Pb3O4）第34頁/共112頁癥狀：貧血消化系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)：中毒性腦?。X水腫癥狀）

腎：中毒性腎病

肝：中毒性肝炎

第35頁/共112頁（2）慢性中毒

閾濃度：空氣Pb0.05mg/m3以上，長期

①血液系統(tǒng)：貧血

②神經(jīng)系統(tǒng)：神經(jīng)衰弱綜合癥

小兒多動癥

周圍神經(jīng)炎：鉛麻痹

中樞神經(jīng)系統(tǒng)：腦病

第36頁/共112頁③消化系統(tǒng)：典型癥狀是腹絞痛

④其它：腎臟、免疫功能

幼兒大腦對Pb比成人敏感（3）生殖毒性與致畸、致癌作用

生殖毒性可能更敏感

流行病學調(diào)查及動物實驗都發(fā)現(xiàn)致癌

Pb和苯并芘有協(xié)同致癌作用第37頁/共112頁2.毒作用機理

Pb干擾最嚴重的代謝環(huán)節(jié)：

血紅素生成

造血功能細胞色素生成

能量代謝

第38頁/共112頁

（1）影響卟啉代謝

最敏感：δ-氨基乙酰丙酸脫水酶、亞鐵螯合酶第39頁/共112頁

溶血：

Pb抑制紅細胞膜上Na+、K+-ATP酶

紅細胞內(nèi)Na+、K+、水分脫失

溶血（2）損害神經(jīng)系統(tǒng)鉛麻痹Pb抑制肌磷酸激酶

磷酸肌酸合成↘

肌肉失去收縮動力

神經(jīng)細胞受損

神經(jīng)沖動傳導障礙

腦水腫腦細胞損傷

干擾腦細胞能量代謝

能量缺乏

腦內(nèi)毛細血管損傷

第40頁/共112頁

（3）引起血管痙攣“鉛容”、中毒性腎病、腹絞痛、視網(wǎng)膜小動脈痙攣、高血壓、腦?。?）對消化系統(tǒng)的損害

腹絞痛：

Pb抑制腸壁的堿性磷酸酶、三磷酸腺苷酶葡萄糖、K+代謝紊亂

平滑肌痙攣（5）Ca對無機Pb中毒的緩解作用

Pb與Ca在體內(nèi)的代謝過程相似

Pb與Ca在骨鹽中可相互取代第41頁/共112頁據(jù)研究報道:?全世界2歲以下兒童鉛中毒占75%，3～8歲兒童鉛中毒占46%?發(fā)展中國家兒童血鉛水平高于發(fā)達國家，城市兒童血鉛水平高于非城市兒童。?美國，每年兒童鉛中毒在20～40萬以上，在一些歐美主要工業(yè)國家的城市，兒童鉛中毒約占30%?國內(nèi)對10個省市的調(diào)查顯示，在工業(yè)區(qū)或汽車流量大的交通繁忙地區(qū)兒童鉛中毒多在85%以上第42頁/共112頁?兒童鉛接觸來源廣泛：

含鉛汽油（汽車尾氣）含鉛涂料含鉛顏料

?兒童鉛吸收率比成人高：

成人消化道的吸收率：5～10%

兒童和孕婦消化道吸收率：50%

兒童容易發(fā)生鈣、鐵缺乏增加鉛吸收

第43頁/共112頁?

兒童大腦和神經(jīng)系統(tǒng)正處于發(fā)育階段

0～3歲兒童血腦屏障不完整性鉛可以通過胎盤屏障第44頁/共112頁?

長期鉛接觸可導致兒童出現(xiàn)：智商低語言和學習能力比正常兒童差易激怒多動注意力難以集中攻擊性行為嗜睡運動失調(diào)等兒童鉛中毒患者智力發(fā)育落后，血鉛水平每上升

10ug/dl，其智商將丟失6～7分

第45頁/共112頁5.1.4鉻一.

Cr的理化性質(zhì)

二價、三價、六價三種化合物二價鉻：不穩(wěn)定，易氧化三價鉻：穩(wěn)定，人體必需的微量元素

六價鉻：強氧化性，毒性強低價鉻堿性環(huán)境六價鉻六價鉻厭氧、熱、還原物三價鉻六價鉻酸性溶液三價鉻第46頁/共112頁二.Cr的污染來源鉻鐵礦、鉻鉛礦、硫酸鉻礦含Cr：自來水0.43μg/L

正常空氣0.01μg/m3

天然來源：巖石風化人為來源金屬冶煉煤、石油燃燒含Cr生產(chǎn)過程

Cr產(chǎn)量的90%用于鋼鐵生產(chǎn)鍍鉻工藝：10%的Cr被鍍在物件上制革工業(yè)：含Cr400mg/L廢水50～60t/1t毛皮第47頁/共112頁三.Cr在體內(nèi)的代謝

1.吸收

消化道吸收率：無機鉻0.1～3%

三價鉻0.5%

六價鉻＞三價鉻有機鉻10～25%

呼吸道：肺六價鉻吸收率30～40%

三價鉻主要沉積于肺

皮膚：六價鉻（在真皮內(nèi)還原成三價鉻）第48頁/共112頁

2.分布

Cr6+

血液50%15分鐘內(nèi)紅細胞（與血紅蛋白結(jié)合）

Cr3+血液與含鐵球蛋白、白蛋白等結(jié)合

血Cr：體內(nèi)總Cr量的1～10%

?

組織中Cr比血Cr高10～100倍

?

分布（與含鐵球蛋白結(jié)合的形式）：

經(jīng)消化道吸收：肝、腎、脾、骨骼等

經(jīng)呼吸道吸收：肺（大量）、脾

Cr在細胞內(nèi)的分布：近一半在核內(nèi)第49頁/共112頁

3.排泄和蓄積

腎、肝、骨骼內(nèi)有明顯的Cr蓄積出生45天各臟器含Cr最高，10歲前顯著降低

除肺外各臟器含Cr：隨年齡↗而↘

吸收的Cr：80%經(jīng)腎隨尿排泄，也可隨糞便、汗液、乳汁、人發(fā)和指甲排出生物半減期：總Cr27天肺Cr12.8天肝Cr1.2天第50頁/共112頁四.Cr的毒作用及其機理

1.Cr的毒作用金屬鉻、二價鉻毒性很小或無三價鉻毒性不大

六價鉻毒性強，比三價鉻強100倍

第51頁/共112頁（1）急性毒性對人致死劑量：六價鉻3～5g

刺激腐蝕作用經(jīng)口：刺激、腐蝕消化道，肝腎損害，腦水腫，內(nèi)臟器官出血等吸入：鼻炎、鼻中隔穿孔、咽炎、支氣管炎、哮喘、肺氣腫等

皮膚：急性皮膚糜爛、變態(tài)反應性皮膚炎第52頁/共112頁

（2）慢性毒性

?

吸入：鼻炎、咽炎、支氣管炎等

?

皮膚：接觸性皮炎、濕疹、皮膚潰瘍（“鉻瘡”）

?

對粘膜的刺激作用

?

全身性影響

第53頁/共112頁

（3）致癌、致畸、致突變作用

某些鉻化合物可致肺癌（鉻癌）

溶于酸不溶于水的鉻化合物致癌作用強

三價鉻對動物致畸

六價鉻致突變作用較強第54頁/共112頁

2.毒作用機理

Cr6+

氧化性、水溶性強

刺激、腐蝕作用

氧化生物大分子

影響體內(nèi)氧化、還原、水解過程

致敏作用：

Cr6+

Cr3+

致敏

致癌、致畸、致突變：代謝中間產(chǎn)物（Cr5+、

Cr4+、自由基等）與

DNA、核蛋白結(jié)合

Cr6+、

Cr3+

都能引起DNA與蛋白質(zhì)交聯(lián)

第55頁/共112頁第二節(jié)非金屬污染物的生態(tài)行為和毒性第56頁/共112頁5.2.1砷Arsenic

砷的理化性質(zhì)類金屬，幾乎無毒,但極易氧化成As2O3

無機砷：As2O3：3價，毒性極大（砒霜）（比5價砷毒性大40~60倍）As2O5：5價，毒性小As2S2：雄黃，黃色固體，毒性小As2S3：雌黃，黃色固體，毒性小AsCl3：油狀液體，毒性大AsH3：氣體（比重大），毒性極大（多見于生產(chǎn)環(huán)境）有機砷：各種農(nóng)藥。性質(zhì)各異。第57頁/共112頁環(huán)境砷污染的來源天然環(huán)境中的砷含砷礦藏及其它有色金屬礦藏（往往有砷伴生）附近的地下水中含As量很高（井水、溫泉）污染的來源含砷地下水（飲水）含砷煤的燃燒污染空氣和食品（吸入或食入）含砷金屬的開采和冶煉含砷農(nóng)藥、防腐劑、除銹劑等使用第58頁/共112頁第59頁/共112頁中國的地方性砷中毒分為兩種類型，即飲水型和燃煤型飲水型砷中毒：指水砷含量超標引起砷中毒。飲水型砷中毒是用壓把井水代替以往的地表淺水以后引起的。這種井井深多在20-30米的富砷含水層，這種類型主要集中在新疆、內(nèi)蒙古、山西和臺灣等病區(qū)。燃煤污染型：由于燃用高砷煤，用煤火烘烤糧食、辣椒等，從而嚴重污染室內(nèi)空氣及食品而引起的，這種類型目前主要見于貴州省。第60頁/共112頁根據(jù)專家的評估，中國砷危害，特別是飲水型砷中毒將成為21世紀中國急需解決的飲水衛(wèi)生重大問題?，F(xiàn)在飲用地下水的趨勢正在世界各地出現(xiàn)，但同時這一趨勢卻有可能導致全球范圍內(nèi)爆發(fā)砷(砒霜)中毒事件。據(jù)信有上億人現(xiàn)在正面臨嚴峻的砷中毒。第61頁/共112頁砷在人體內(nèi)代謝三價、五價砷——

消化道、皮膚——

血液——

通過腎臟緩慢排出——

殘余砷緩慢到達表皮組織（皮膚、毛發(fā)、指甲）

——

與角蛋白中巰基牢固結(jié)合而蓄積——

產(chǎn)生慢性毒性砷毒作用機理As對體內(nèi)酶蛋白巰基有特殊親和力，從而影響細胞的正常代謝。第62頁/共112頁注意砷在人類和動物毒性方面的顯著差別：人群流調(diào)：可致肺癌、皮膚癌；可使染色體畸變↑動物試驗：有致畸作用；無致癌及突變資料（未在動物身上復制成功癌變模型）第63頁/共112頁砷對人體危害急性中毒誤食或投毒As2O3或吸入AsH3引起特征是胃腸道重度損傷、心臟功能失常、腎衰竭腹疼、腹瀉、惡心嘔吐、米湯樣大便、脫水等頭暈、頭痛、心悸等全身青銅色，七竅出血，尿毒癥可在24小時內(nèi)死亡。第64頁/共112頁亞急性中毒

短時間內(nèi)攝入較大量所致表現(xiàn)復雜多樣：兼具消化道、肝腎中毒及末梢神經(jīng)和皮膚癥狀消化道局部癥狀末梢神經(jīng)炎明顯，四肢疼痛，難以行走肝腎中毒癥狀皮膚有色素沉著和褪色白斑，頭發(fā)變脆發(fā)砷、尿砷↑第65頁/共112頁慢性中毒原因：急性亞急性中毒遷延而來或長期低劑量連續(xù)攝入引起癥狀：主為末梢神經(jīng)炎癥狀和皮膚改變末梢神經(jīng)炎癥狀蟻走感，四肢感覺障礙，疼痛，行走困難，肌肉萎縮皮膚及頭發(fā)改變皮膚色素高度沉著，彌漫的灰黑色或深褐色斑點手掌和腳趾的皮膚高度角化，皸裂，潰瘍經(jīng)久不愈（砷瘡），可轉(zhuǎn)成皮膚癌下肢皮膚變黑，產(chǎn)生壞疽－“黑腳病”頭發(fā)變脆脫落第66頁/共112頁中國貴州因使用含砷量高的燃煤造成的慢性砷中毒

（EnvironHealthPerspect110：119-122（2002）暴露主要來源于含砷食物（50-80%），空氣（10-20%），水（1-5%），及煤礦工人的直接接觸（1%）。煤內(nèi)含砷量極高（100-9,000ppm），遠遠高出美國或其它國家的煤含砷水平（約為10ppm），有的煤含砷濃度高達35,000ppm。

居室內(nèi)空氣含砷濃度也要比中國的空氣質(zhì)量允許標準高出5-100倍。第67頁/共112頁砷中毒患者至少有3,000名，另有20多萬人仍在受到砷暴露的威脅。常見癥狀為皮膚損傷：手和腳的角化癥、軀體色素沉淀、皮膚潰爛、皮膚癌等。內(nèi)臟器官中毒的臨床表現(xiàn)也很明顯，包括肺部機能障礙，神經(jīng)疾病、腎毒等。肝腫大的發(fā)病率約為20%。肝硬化、腹水、及肝癌是砷中毒后造成的嚴重后果。第68頁/共112頁第69頁/共112頁第70頁/共112頁砷毒引起的表皮角化病發(fā)展成皮膚潰爛，最終可導致皮膚癌的發(fā)生。

第71頁/共112頁在體檢時發(fā)現(xiàn)砷中毒引起的肝腫大（A）；肝臟活體解剖樣本中發(fā)現(xiàn)的肝組織損傷（B）。小箭頭所指為肝細胞變形損傷；大箭頭所指為滲透到門靜脈周圍的炎癥細胞。第72頁/共112頁孟加拉國和印度的砷污染災難

(WaterReasearch2001,12.34～36)

孟加拉國和印度的許多地區(qū)都以含砷量很高地下水作為飲用水,砷中毒危及8000萬人的健康，已確診超過10,000人患砷中毒病。這一問題成為當代全球任何其他自然災害無法比擬的大災難。40%的水井中的砷濃度均超過WTO的標準，數(shù)百個飲用井水的溶解性砷濃度>200μｇ/Ｌ,而飲水中砷的限值為50μｇ/Ｌ。第73頁/共112頁第74頁/共112頁第75頁/共112頁第76頁/共112頁第77頁/共112頁2.臭氧的毒性：（1）刺激作用：臭氧是光化學煙霧的主要成分，氧化能力很強，主要刺激和損害深部呼吸道，對眼睛也有輕度刺激作用。低濃度臭氧可引起眼睛的視覺敏感度和暗適應度下降，高濃度會引起呼吸道阻力增加、咳嗽、頭痛、思維能力下降，嚴重時可導致肺氣腫和肺水腫等病變。臭氧對呼吸系統(tǒng)的毒性與其濃度、暴露時間、機體年齡和營養(yǎng)狀況等因素有關(guān)。

第78頁/共112頁（2）氧化損傷：臭氧可直接氧化細胞膜磷脂、蛋白質(zhì)等產(chǎn)生有機自由基，也可直接氧化脂肪酸和多不飽和脂肪酸而形成有毒的過氧化物，從而損害膜的結(jié)構(gòu)和功能，改變膜的通透性，導致細胞內(nèi)部酶的外漏，引起組織損傷。（3）低濃度的臭氧分別與二氧化硫、二氧化氮和過氧乙酰硝酸酯（PAN）發(fā)生聯(lián)合作用，均增加對肺的損傷作用。第79頁/共112頁（4）在低濃度臭氧下長期暴露，可損傷T淋巴細胞和B淋巴細胞的功能，使免疫功能下降、呼吸道對感染的敏感性增加。（5）長期吸入臭氧能加速動物衰老，如使胸骨和胸肋骨過早鈣化；臭氧能降低血液輸送氧氣的能力，使組織缺氧；臭氧還能引起甲狀腺功能損害；誘發(fā)肺部腫瘤和染色體畸變等第80頁/共112頁3.二氧化硫二氧化硫?qū)儆谥械榷拘晕镔|(zhì)：

溶于水形成亞硫酸；氧化形成三氧化硫；三氧化硫溶于水形成硫酸，并以氣溶膠狀態(tài)存在。三氧化硫的毒性比二氧化硫的毒性大10倍左右。二氧化硫是大氣中最常見的大氣污染物。第81頁/共112頁1）.SO2的吸收、分布和排泄在呼吸道中主要是被鼻腔和上呼吸道黏膜吸收（由于二氧化硫易溶于水，易被黏膜的濕潤表面吸收而形成亞硫酸，一部分近而氧化為硫酸）所以SO2不易進入肺部，但SO2可以吸附于大氣顆粒物的表面而進入呼吸道深部。被上呼吸道吸收以后，進入血液分布全身，其在氣管、肺部和食道中含量最高.SO2在體內(nèi)進一步代謝后，在體液中形成亞硫酸根離子和亞硫酸氫根離子，容易和血漿蛋白結(jié)合，但大部分以硫酸鹽的形式隨尿液排出。

第82頁/共112頁2）.對人體的毒理作用SO2對呼吸道的刺激作用：

SO2在一定濃度下對呼吸道，特別是對上呼吸道有刺激作用，并可影響呼吸功能。SO2對眼結(jié)膜也有刺激作用并可引起炎癥。但在不同動物之間存在種屬差異，和個體差異。不同的人對SO2的嗅覺靈敏性差異很大，一般患有肺功能不全及呼吸循環(huán)系統(tǒng)疾病的患者、老年人和兒童對SO2較敏感。第83頁/共112頁吸入高濃度的SO2時，可引起急性支氣管炎、肺水腫，極高濃度時，引起窒息死亡。吸入低濃度的SO2時，對呼吸道的作用有三個方面：引起氣管和支氣管收縮、呼吸道阻力增加；肺功能受損；影響呼吸道纖毛的運動和黏液的分泌。第84頁/共112頁3）SO2致癌變、致突變作用SO2可以進一步被氧化為SO3

，兩者可溶于水形成硫酸、亞硫酸及各自的鹽，硫酸及其鹽可以通過尿排出體外，亞硫酸及其鹽可進一步氧化，產(chǎn)生自由基引起細胞及其遺傳物質(zhì)的損傷。一般情況下，SO2對細胞的生物學作用不是直接引起細胞突變，而可能是以輔突變的形式促進致突變劑的致突變作用。SO2吸入對苯并芘誘發(fā)大鼠肺癌有促進作用第85頁/共112頁4）對酶活性及多種臟器的損傷：

SO2能影響多種酶的活性，如可以使肺中ATP含量明顯下降，糖分解酶活性增加，使蛋白質(zhì)和糖代謝發(fā)生紊亂。有研究表明SO2及其衍生物是一種全身性毒物，它不僅對呼吸系統(tǒng)有損害作用，而且還可以以亞硫酸根和亞硫酸氫根的形式通過呼吸道進入血液在全身分布，引起多種臟器損傷。如引起肺、腦、心、肝等脂質(zhì)過氧化水平增高及GSH含量減少，使這些器官的抗氧化酶的活性改變。

第86頁/共112頁5）SO2對機體的其他作用低濃度SO2影響大腦皮質(zhì)機能－亞硫酸根引起大鼠腦細胞膜Na、K離子通道變化。SO2與血液中維生素B1結(jié)合，使體內(nèi)維生素C的平衡失調(diào)（正常情況下，維生素B1和維生素C結(jié)合形成不易氧化的結(jié)合性維生素C，滿足機體對維生素C的需要），從而影響機體的新陳代謝。SO2能夠吸收紫外線，含有SO2和硫酸鹽的大氣可導致暴露人群維生素D的缺乏，間接增加發(fā)生大腸癌和乳腺癌的危險性（由于維生素D可減少大腸癌和乳腺癌的危險性）。

第87頁/共112頁SO2能抑制某些酶的活性。SO2除對呼吸功能有影響外，還對呼吸防御系統(tǒng)有明顯的抑制作用。研究發(fā)現(xiàn)，職業(yè)接觸SO2的工人，其外周血淋巴細胞分裂指數(shù)下降，細胞周期延緩，使得細胞的生長受到抑制。第88頁/共112頁6）SO2與顆粒物的聯(lián)合作用SO2與可吸入顆粒物結(jié)合，便可以隨顆粒物進入肺部較敏感的部位。顆粒物中還含有氧化物，可以催化SO2氧化成SO3。吸附有SO2的顆粒物能引起支氣管哮喘發(fā)作。日本四日市哮喘病就是典型的例子，1955年以來，該市石油冶煉和工業(yè)燃油產(chǎn)生的廢氣，嚴重污染城市空氣。重金屬微粒與二氧化硫形成硫酸煙霧。1961年哮喘病發(fā)作，1967年一些患者不堪忍受而自殺。1972年該市共確認哮喘病患者達817人，死亡10多人。。第89頁/共112頁7）SO2對動植物的作用SO2可刺激葉片的氣孔開放，使大量水分蒸騰、葉綠素被破壞、細胞質(zhì)壁分離、葉肉細胞死亡、葉片的柵欄組織和海綿組織解體死亡，在葉片的脈間形成大小不同的塊狀或斑狀的傷斑。還會不同程度的抑制植物的生長，產(chǎn)量下降，品質(zhì)惡劣。第90頁/共112頁對SO2反應敏感的植物有月季、石榴、葡萄、蘋果、棉花、黃瓜、菠菜等，可用來檢測SO2對環(huán)境的污染，被譽為“不下崗的環(huán)境衛(wèi)士”。SO2可引起各種動物產(chǎn)生疾病甚至死亡。SO2還能引起建筑物和衣物等的腐蝕和損壞。

第91頁/共112頁8）酸雨的形成及危害大氣中的酸性氣體如SO2和氮氧化物的濃度增高，在氧化物的催化作用下，形成SO3和NO2，溶于雨雪中生成亞硫酸、硫酸、亞硝酸和硝酸，使降水呈酸性，當pH值降到5.6以下時，就稱為酸雨。空氣中的酸霧可以吸入肺部組織中，引起肺部炎癥、肺水腫；尤其對嬰兒的影響更大，甚至引起突變性嬰兒死亡綜合癥。第92頁/共112頁酸雨可以使水體的pH降低，對水生生物的生長和繁殖產(chǎn)生影響。水體酸化以后還會影響水體的生物自凈能力。酸雨也會降低土壤的pH，從而抑制土壤硝化和反硝化細菌的繁殖和生長，生物固氮作用也受到抑制。土壤酸化也可導致土壤中鈣、鎂、鉀等無機養(yǎng)分的淋溶，還可抑制植物根系的正常生長，導致農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死。第93頁/共112頁4氮氧化物

氮氧化物是大氣中常見污染物，通常是說NO和NO2。另外還有N2O、N2O3、N2O4和N2O5等。1）污染來源：主要來自石油、煤、天然氣等燃料的燃燒。汽車排出的廢氣是城市大氣中氮氧化物的重要污染源，汽車廢氣中的氮氧化物還可與烴類化合物在陽光的照射下產(chǎn)生光化學煙霧。第94頁/共112頁2）吸收分布和代謝：NO和NO2都難溶于水，不易在上呼吸道吸收，容易進入下呼吸道直至肺部。NO2到達肺部以后，緩慢溶于水形成亞硝酸和硝酸及其鹽類，進入血液，在全身分布，引起腎、肝、心等臟器損傷，最后隨尿排出。第95頁/共112頁3）NO的危害：無色、無味、無刺激性的氣體。NO可作用于動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)，引起動物麻痹、驚厥，甚至死亡；較高濃度會引起肺水腫；和血紅蛋白結(jié)合形成亞硝基血紅蛋白，使血液中高鐵血紅蛋白含量增加，導致紅細胞攜帶氧氣的能力下降。第96頁/共112頁4）NO2的危害：NO2的單獨作用：

對呼吸道的毒性作用：NO2對上呼吸道和眼結(jié)膜的刺激作用較小，主要是作用于深部呼吸道及肺部。在肺泡內(nèi)，NO2溶于肺泡表面的水分中，形成亞硝酸和硝酸，對肺組織產(chǎn)生強烈的刺激和腐蝕作用，引起肺水腫（主要是由于亞硝酸和硝酸對肺黏膜的腐蝕，引起肺部毛細血管壁通透性增加，使血漿蛋白從血管中滲出，一方面使血管內(nèi)膠體滲透壓下降，一方面使過多的液體流入組織間隙而導致肺水腫。）第97頁/共112頁生物化學影響：NO2通過改變生物體內(nèi)的酶的含量和活性(如轉(zhuǎn)氨酶／谷胱甘肽過氧化物酶／谷胱甘肽還原酶活性升高）而間接影響生物體內(nèi)生物化學反應的進行。NO2能和血紅蛋白結(jié)合使低鐵血紅蛋白變成高鐵血紅蛋白，使血液中高鐵血紅蛋白含量增加，導致紅細胞攜帶氧氣的能力下降。第98頁/共112頁對免疫功能的影響：長期接觸NO2可以降低肺泡吞噬細胞和血液中白細胞的吞噬能力，還可以抑制血清中抗體的形成，從而影響機體的免疫功能，導致動物抗