第五章主要环境污染物的毒理学 第一节重金属的毒理学 概述 金属: Tin Oxidation states:+2,·4 C FNe 从B→>At左侧 Na Mg Electron configuration: -18-18-4 Al Si PS ClAr r Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As S Se Br kr Y Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg TI Pb Bi Po AtRn Fr Ra La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lt I Ac Th Pa UNp Pu Am Cm Bk cr Es Fm Ma No Lr 重金属: 比重>40:60种元素 比重>50:45种元素
第五章 主要环境污染物的毒理学 第一节 重金属的毒理学 重金属: 比重>4.0: 60种元素 比重>5.0: 45种元素 一、概述 金属： 从B→At 左侧
必需营养元素:KNa,Ca,Mg,CuZn,Fe, Mn.vni mo cr co 污染元素:Hg,Cd,Pb,As,Cr ●环境元素丰度控制生物体内原始丰度; ●健康状态下,生物体内元素丰度保持严 格的稳态; ●环境元素与生物体内元素保持动态平衡, 平衡失调,则出现健康损害
必需营养元素：K, Na, Ca, Mg, Cu, Zn, Fe, Mn, V, Ni, Mo, Cr, Co 污染元素：Hg, Cd, Pb, As, Cr ⚫ 环境元素丰度控制生物体内原始丰度； ⚫ 健康状态下，生物体内元素丰度保持严 格的稳态； ⚫ 环境元素与生物体内元素保持动态平衡， 平衡失调，则出现健康损害
、镉的毒理学 (一)镉的理化特性 ●镉是一种微带蓝色而具银白色光泽的柔 软金属,抗腐蚀,耐磨,具延展性。原 子量112.4,熔点320.9℃,沸点767℃, 比重865。化合价为+2价。镉能生成很多 无机化合物,有些无机化合物颇能溶解 于水,如氯化物、硫酸盐和醋酸盐
二、镉的毒理学 （一）镉的理化特性 ⚫ 镉是一种微带蓝色而具银白色光泽的柔 软金属，抗腐蚀，耐磨，具延展性。原 子量112.4，熔点320.9℃，沸点767℃， 比重8.65。化合价为+2价。镉能生成很多 无机化合物，有些无机化合物颇能溶解 于水，如氯化物、硫酸盐和醋酸盐
(二)、镉的来源和用途 ●原料或催化剂用于生产塑料、颜料和试剂。由 于镉的抗腐蚀性及抗摩檫性强,也是生产不锈 钢、电镀以及雷达、电视荧光屏等的原料。镉 在航空、航海上也有广泛用途。这些是镉的来 源。 ●在很多重要的合金中,都含有镉。它可增加铜 的硬度并增加其在高温时的强度。这种铜亠镉 合金被用于冷却装置,如用作汽车的散热器片 这种金属也用作某些焊料。最重要的用途是在 碱性蓄电池中用作电极部件
（二）、镉的来源和用途 ⚫ 原料或催化剂用于生产塑料、颜料和试剂。由 于镉的抗腐蚀性及抗摩檫性强，也是生产不锈 钢、电镀以及雷达、电视荧光屏等的原料。镉 在航空、航海上也有广泛用途。这些是镉的来 源。 ⚫ 在很多重要的合金中，都含有镉。它可增加铜 的硬度并增加其在高温时的强度。这种铜—镉 合金被用于冷却装置，如用作汽车的散热器片。 这种金属也用作某些焊料。最重要的用途是在 碱性蓄电池中用作电极部件
)、环境镉污染 1、大气镉污染 大气中镉的污染主要来自锌冶炼(干法 的废气。煤和燃料油的燃烧也是大气镉 污染的来源。城市垃圾废弃物的燃烧也 能造成镉对大气的污染 2、水的镉污染 ●天然水体中镉的含量甚低(01-10ppb),地 下水高于地面水。水中镉的污染主要来 源于含镉工业废水。其次是含镉矿渣的 污染
（三）、环境镉污染 1、大气镉污染 ⚫ 大气中镉的污染主要来自锌冶炼(干法)厂 的废气。煤和燃料油的燃烧也是大气镉 污染的来源。城市垃圾废弃物的燃烧也 能造成镉对大气的污染。 2、水的镉污染 ⚫ 天然水体中镉的含量甚低(0.1-10ppb)，地 下水高于地面水。水中镉的污染主要来 源于含镉工业废水。其次是含镉矿渣的 污染
3、土壤镉污染 镉对土壤污染是镉对环境污染的主要方 面。主要有三种类型即气型污染,水型 污染和肥料污染 总之,环境中镉的主要污染源是“三 废”,随着工业“三废”的排放镉进入 生物圈,大气、水体和土壤中,并随着 大自然循环,经食物链最终进入人体
3、土壤镉污染 ⚫ 镉对土壤污染是镉对环境污染的主要方 面。主要有三种类型即气型污染，水型 污染和肥料污染。 总之，环境中镉的主要污染源是“三 废” ，随着工业“三废”的排放镉进入 生物圈，大气、水体和土壤中，并随着 大自然循环，经食物链最终进入人体
(四)镉的代谢与毒性 1、吸收途径 ●镉不是人体必需元素,新生儿体内几乎 无镉,人体内镉是出生后从外环境摄取 而蓄积的 ●镉主要是通过消化道和呼吸道进入人体。 消化道的吸收率一般在1%~2% ●呼吸道的吸收率为10-40%。每支烟含镉 1~2μg,10%可被吸收 ●Ca、Zn、Fe、蛋白质等抑制镉的吸收
（四）镉的代谢与毒性 1、吸收途径 ⚫ 镉不是人体必需元素，新生儿体内几乎 无镉，人体内镉是出生后从外环境摄取 而蓄积的。 ⚫ 镉主要是通过消化道和呼吸道进入人体。 ⚫ 消化道的吸收率一般在1%~·2％； ⚫ 呼吸道的吸收率为10-40%。每支烟含镉 1~2µg, 10%可被吸收 。 ⚫ Ca、Zn、Fe、蛋白质等抑制镉的吸收
2、分布与排泄 ●镉进入人体后,可分布到全身各个器官,主要 与富含半胱氨酸的胞浆蛋白相结合,形成金属 硫蛋白而存在,这种金属硫蛋白对镉在体内的 分布,代谢起着重要的作用。 成年人体内含镉20~30mg,肾占1/3,肝16,其 次分布于肺、胰、甲状腺、睾丸等。 ●血镉<10μg/L。 ●蓄积性强,主要经肾分泌由尿液排出,正常人 尿镉<2μg/L。 ●肾皮质镉临界浓度:200ug/g(FW) ●生物半衰期:肾18年,肝6.2年,全身13年
2、分布与排泄 ⚫ 镉进入人体后，可分布到全身各个器官，主要 与富含半胱氨酸的胞浆蛋白相结合，形成金属 硫蛋白而存在，这种金属硫蛋白对镉在体内的 分布，代谢起着重要的作用。 ⚫ 成年人体内含镉20~30mg, 肾占1/3， 肝1/6，其 次分布于肺、胰、甲状腺、睾丸等。 ⚫ 血镉<10 µg/L。 ⚫ 蓄积性强，主要经肾分泌由尿液排出，正常人 尿镉 <2 µg/L。 ⚫ 肾皮质镉临界浓度：200µg/g (FW) ⚫ 生物半衰期：肾18年，肝6.2年，全身13年
3、毒性机理 金属镉毒性很小,但镉的化合物毒性较 大,尤其是镉的氧化物。镉的毒性作用 除干扰镉、钴和锌的代谢外,还直接抑 制某些酶系统,特别是需要锌等微量元 素来激发的酶系统。由于镉与巯基、羧 基、羟基等结合,其亲和力比锌大,因 此体内一些含锌酶中的锌被镉取代就会 丧失其固有功能
3、毒性机理 ⚫ 金属镉毒性很小，但镉的化合物毒性较 大，尤其是镉的氧化物。镉的毒性作用 除干扰镉、钴和锌的代谢外，还直接抑 制某些酶系统，特别是需要锌等微量元 素来激发的酶系统。由于镉与巯基、羧 基、羟基等结合，其亲和力比锌大，因 此体内一些含锌酶中的锌被镉取代就会 丧失其固有功能
(五)镉对人体健康的危害 1、肾脏损害 ●镉集中在肾小管,使近曲肾小管和部分 远曲肾小管上皮细胞发生改变,线粒体 肿胀和变性,由于肾小管上皮细胞通透 性改变,可使肾近曲小管再吸收发生障 碍,患者可出现低分子量的蛋白尿,还 可出现糖尿和氨基酸尿,钙排出也增加。 肾小球功能多正常
（五）镉对人体健康的危害 1、肾脏损害 ⚫ 镉集中在肾小管，使近曲肾小管和部分 远曲肾小管上皮细胞发生改变，线粒体 肿胀和变性，由于肾小管上皮细胞通透 性改变，可使肾近曲小管再吸收发生障 碍，患者可出现低分子量的蛋白尿，还 可出现糖尿和氨基酸尿，钙排出也增加。 肾小球功能多正常