生命必需元素轻微有毒元素和有毒元素

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1、生命必需元素、轻微有毒元素和有毒元素周期IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIBIIIAIVAVAVIAVIIA01HHe2LiBeBCNOFNe3NaMgAlSiPSClAr4KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr5RbSrYZrNbMoTcRuRhPoAgCdInSnSbTeIXe6CsBaLaHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn7FrRaAcRfHa镧系CePrNdPmSmEuGdTdDyHoErTmYbLu锕系ThPaUNpP

2、uAmCmBkCfEsFmMdNoLr红色：致癌金属；蓝色：促癌金属；下划线：胎盘通透性；斜体：致畸性；粗体：胎儿致死性。绿色背景：生命必需元素；深蓝色背景：对某种生物机能有轻微毒害作用的元素；粉色背景：生物有毒元素。金属解毒途径A类途径：涉及细胞内钙、镁沉淀作用；B类途径：伴随与含硫配体有亲和力的金属，如铜、镉，形成细小颗粒；C类途径：在等脚类动物和蜘蛛体内独有的废弃铁的累积，形成细小颗粒。然后，排泄进入消化系统内腔，再经由粪便排泄出体外。金属汞(Hg)性质、发生及环境行为毒性及种群风险主要中毒机理是二

3、价汞离子与蛋白质和酶中的巯基反应形成牢固的硫汞键，改变了蛋白质和酶的结构和功能，使细胞代谢紊乱，导致组织器官病变。一般短期的二价汞离子的毒害是可逆的，停止接触，中毒症状可以逐渐消失。日本南部九州岛两侧不知火山东岸的水俣湾和水俣市，鱼体甲基汞慢性中毒导致环境公害发生。汞的生物地球化学循环－水体系统为例空气水沉积物有机和无机络合物HgPHg0HgPHg(II)Hg(II)Hg(II)CH3Hg+CH3Hg+藻类鱼人鸟/其它野生动物CH3HgCH3CH3HgCH3CH3HgCH3底栖生物pHHgSH2S指示水体

4、系统中汞的最重要的化学和生物转化。沉积物，某些情况下包括水，是生物甲基化的主要场所。与甲基汞形成有关的生物地球化学循环过程CH3Hg,Hg2+(CH3)2HgCH4+C2H3氧化作用光降解作用Hg0光降解作用干湿沉降陆上排气、火山Hg0沉降作用Hg0CH3Hg+Hg2+Hg0,Hg2+HgSHgS(CH3)2HgCH3HgSCH3(水生贝壳类)下层沉积物发生干扰作用可导致再氧化作用和火化作用细菌还原细菌悬浮物+上层沉积物CH3Hg+S2－细菌氧化甲基化细菌还原扩散鱼体中甲基化(细菌)大气分室水分室鱼类汞的

5、生物地球化学循环的一般定性模式Hg2+Hg0Hg+CH3Hg+RHgR降解作用细菌作用、鳌合作用日光生物氧化作用(细菌、植物)生物还原(细菌、霉菌、植物)生物氧化作用生物还原作用细菌作用、鳌合作用降解(光、生物)生物还原细菌细菌有机氧化物水生生态系统中汞的生物放大过程沉积物:0.14(mg/g干重)蛤:0.17(mg/g鲜重)鲤科小鱼:0.012(mg/g鲜重)Bass(鱼):0.58(mg/g鲜重)梭子鱼:1.01(mg/g鲜重)水:未检出胡瓜鱼:0.32(mg/g鲜重)潜鸟:1.5(mg/g鲜重)鸥:

6、1.7(mg/g鲜重)水生大型植物:0.01(mg/g鲜重)水獭:0.91(mg/g鲜重)海狸:0.01(mg/g鲜重)浣熊:0.22(mg/g鲜重)数据来自偏远的湖泊生态系统不同分室中总汞。显示营养级别增高浓度增加，即生物放大。金属铅(Pb)发生、来源和性质环境暴露及毒性铅主要与体内巯基结合，多方面干扰机体的生化和生理功能。影响最严重的代谢环节是抑制呼吸色素的生成，通过抑制线粒体呼吸和磷酸化而影响能量产生，以及通过抑制三磷酸腺苷酶而影响细胞膜的运输功能。毒性作用以对骨髓造血系统和神经系统损害最为严重，例

7、如大气环境中的铅对儿童智力发展和行为产生严重影响。无机铅循环的一般模式源迁移和转化暴露生物个体反应生态系统反应无机铅(生物地球化学特征)生物地球化学流(Flux)大气分室水分室土壤/沉积物分室生物圈水平生物体铅的生理特性铅的生物化学特性致死毒性或条件生物转化生物累积食物链转移群落结构和功能变化生态系统功能变化(循环方式、循环效率和呼吸/光合比值)有机铅化合物生物地球化学循环的基本模式界面界面人为散发大气分室四烷基铅三烷基铅二烷基铅无机铅三烷基铅挥发作用降水作用四烷基铅三烷基铅二烷基铅无机铅废弃物和溅出废弃

8、物和溅出水分室增溶和乳化水生生物摄入生物累积作用食物或海物消费沉积作用四烷基铅三烷基铅二烷基铅无机铅生物甲基化作用四烷基铅库沉积物(土壤)分室金属镉(Cd)和铬(Cr)发生、来源及性质生理及生态行为毒性日本神通川流域的富山县发生的骨痛病(骨软化症等一系列病理变化)公害事件源于稻米和饮用水的镉污染。干扰线粒体中氧化磷酸化过程，损害肾小管而干扰对蛋白排出和再吸收，抑制维生素D的活化，还可引发贫血(阻碍铁的吸收和尿铁增加)。六价铬化