_南极生物粪对汞的生物放大作用
毒效应名词解释
毒效应名词解释
毒效应是指某种物质对生物体有毒害作用的现象。
这种物质被称为有毒物质，如汞、铅、镉、砷、农药等，它们通过不同的途径进入生物体内，对生物体的某一部分或全身造成伤害，这种伤害被称为毒效应。
毒效应可造成生物体的功能紊乱或结构破坏，严重的甚至可能导致死亡。
毒效应的类型和程度根据毒物本身的性质和生物体自身的抵抗力而不同，有的有毒物质产生的毒效应可能为暂时性，有的则是长期性。
毒效应的分类较多，主要包括累积效应、生物放大效应、毒性相互作用效应、毒性协同效应等。
例如，一些粗麻毒素、生物酮等具有累积效应，即生物体在长时间、低剂量的持续暴露下，某些地点将聚集大量的毒素，当其达到一定浓度时，就会产生毒效应。
而生物放大效应指的是在食物链中毒素浓度的逐级增加，例如农药可能在食物链的顶端产生极高的浓度。
毒性相互作用效应是指两种或两种以上的毒物混合后，其毒性在生物体内相互作用，从而产生新的毒效应。
最后，毒性协同效应是指两种或两种以上的毒物混合后，其毒性比单独使用时都要大，这是由于它们在生物体内共同作用，使得生物体的抵抗能力下降，从而增强了毒效应。
毒效应的研究是毒理学的重要内容，它不仅涉及到有毒物质的毒性机制，还涵盖了毒物的代谢、分布、排泄等方面的研究。
理解毒效应的原理和机制有助于我们防治有毒物质引起的毒害，保护生物体的健康。
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易被汞污染的食品有哪些
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本文概述：民以食为天，食以安为先，食品安全是关系到国计民生的头等大事，随着工业企业的发展，随着带来的就是食品中汞污染的危害，那易被汞污染的食品有哪些呢?
汞俗称水银，呈银白色，是室温下唯一呈现液体的金属，在室温下具有挥发性。
汞在自然界中主要有元素汞和汞化合物两大类。
汞及汞化合物在自然界分布极为广泛，如土壤、水、生物体甚至食品中都可以检测出微量的汞。
由于微量汞在体内的摄入量与排泄量基本保持平衡，一般不引起对健康的危害。
汞化合物可以用于电器仪表、制药、造纸、油漆、颜料等工业，造成工业“三废”中大量的汞进入环境，成为较大的汞污染源。
汞污染食品主要通过含汞的工业废水污染水体，使得水体中的鱼、虾和贝类等受到污染;含汞农药的使用，直接污染植物性食品原料，同时，农田淤泥中含汞过高，也会导致农产品或其他水生生物受到汞的污染。
那易被汞污染的食品有哪些呢?应该说鱼贝类是汞的主要污染食品。
当含汞废水排入水体后，水中的无机汞在重力的作用下伴随颗粒物沉降到海底或者河底的污泥中，污泥中的微生物通过体内的甲基谷氨酸转移酶的作用，使无机汞转变为能溶解于水的甲基汞或者二甲基汞，渗透到水中的浮游生物体内。
生物扩大生物富集
生物扩大作用指某些在自然界不能降解或难降解的化学物质，在环境中通过食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集，浓度越来越大的现象。
许多有机氯杀虫剂和多氯联苯都有明显的生物放大现象。
了解这种现象对评价化学物质对人体健康和环境的影响有着重要意义。
生物放大是指在同一个食物链上，高位营养级生物体内来自环境的某些元素或难以分解的化合物的浓度，高于低位营养级生物的现象。
生物放大一词是专指具有食物链关系的生物说的，如果生物之间不存在食物链关系，则用生物浓缩或生物积累来解释。
直至20世纪70年代初期，不少科学家在研究农药和重金属的浓度在食物链上逐级增大时，多将这种现象称为生物浓缩或生物积累。
直到1973年起，科学家们才开始用生物放大一词，并将生物富集作用、生物积累和生物放大三者的概念区分开来。
研究生物放大，特别是研究各种食物链对哪些污染物具有生物放大的潜力，对于确定环境中污染物的安全浓度等，具有重要的意义。
生物放大与食物链在生态环境中，由于食物链的关系，一些物质如金属元素或有机物质，可以在不同的生物体内经吸收后逐级传递，不断积聚浓缩；或者某些物质在环境中的起始浓度不很高，通过食物链的逐级传递，使浓度逐步提高，最后形成了生物富集或生物放大作用。
例如，海水中汞的浓度为0.0001mg/L时，浮游生物体内含汞量可达001-0.002mg/L，小鱼体内可达0.2-0.5mg/L，而大鱼体内可达1-5 mg/L，大鱼体内汞比海水含汞量高1万-6万倍。
生物放大作用可使环境中低浓度的物质，在最后一级体内的含量提高几十倍甚至成千上万倍，因而可能对人和环境造成较大的危害。
生物放大作用是通过食物链完成的，而食物链可以分为几种形态。
在生态系统中，根据生物间的食物关系，可将食物链分为四类。
一是捕食性食物链，它是以植物为基础，后者捕食前者。
如青草-野兔-狐狸-狼-虎。
二是碎食性食物链，指的是以碎食物为基础形成的食物链。
如树叶碎片及小藻类-虾（蟹）-鱼-食鱼的鸟类。
汞和硒的生理作用及其环境影响
汞和硒的生理作用及其环境影响汞和硒是化学元素中具有重要生理作用和环境影响的代表。
本文将介绍汞和硒的生理作用，并探讨它们对环境的影响。
一、汞的生理作用汞是一种对生物具有毒性的元素，但同时也具有一定的生理作用。
汞在自然界中以无机汞和有机汞形式存在。
无机汞主要以氧化态汞和还原态汞的形式存在，而有机汞则主要以甲基汞化合物的形式存在。
1. 无机汞的生理作用无机汞对人体的生理作用主要体现在其与硫酰基的反应，影响体内的硫酰酶、酸性磷酸酶等酶的活性，干扰细胞内的氧化还原过程。
这可能导致多种生物学功能紊乱，并可能对神经、消化、呼吸和泌尿系统等器官产生损害。
2. 有机汞的生理作用有机汞中，甲基汞是最为常见的一种形式。
甲基汞是一种强大的神经毒性物质，它对中枢神经系统的毒性作用较为突出。
甲基汞可通过血脑屏障进入中枢神经系统，干扰神经传导，损害神经元，导致神经行为异常，影响智力发育。
二、硒的生理作用相比于汞，硒是一种对生物非常重要的微量元素，它在人体中具有许多重要的生理功能。
1. 抗氧化作用硒是人体重要的抗氧化物质之一，它具有抗氧化作用，可抑制自由基的产生和脂质过氧化的发生，保护细胞免受氧化应激的损伤。
2. 免疫功能硒对于免疫系统的正常功能发挥起着至关重要的作用。
硒可以调节免疫细胞的增殖和分化，增强人体的免疫功能，提高抗病能力。
3. 防治癌症硒对于癌症的防治具有重要意义。
硒化合物可以通过不同途径抑制肿瘤细胞的生长和扩散，同时对于一些化疗药物具有协同作用，提高疗效。
三、汞和硒的环境影响汞和硒的存在对环境产生重要影响，对自然界及人类健康构成一定风险。
1. 汞的环境影响工业和燃煤过程是汞污染的重要来源。
汞进入水体后可能发生生物放大作用，进入食物链并逐渐积累在水生生物体内。
鱼类等海洋生物是汞积累的主要途径，人类摄入汞污染食物后，可能对神经系统、免疫系统和生殖系统等造成损害。
2. 硒的环境影响过度施用含硒化肥、废水排放以及煤烟排放等是导致环境中硒浓度升高的重要因素。
汞的迁移转化过程
汞的迁移转化过程汞是一种常见的重金属元素，具有高毒性和广泛的环境迁移转化能力。
它可以通过多种途径进入环境中，如工业废水、燃煤排放、废弃物处理等。
一旦进入环境，汞会发生迁移和转化的过程，对环境和人类健康造成潜在威胁。
本文将从汞的迁移和转化过程入手，探讨其在不同环境介质中的行为。
汞在水体中的迁移转化过程是一个复杂的过程。
汞主要以无机汞和有机汞两种形式存在于水体中。
无机汞主要以汞离子的形式存在，它可以通过溶解、吸附等方式迁移至水体中的其他部位。
有机汞则主要以甲基汞的形式存在，它具有较高的生物富集性，可以通过食物链传递进入人体。
此外，汞还可以与水中的其他物质发生反应，形成沉淀物或溶解物，从而影响其迁移转化行为。
汞在土壤中的迁移转化过程也备受关注。
土壤是汞的主要储存介质之一，同时也是其迁移和转化的重要场所。
汞可以通过沉积、吸附等方式富集在土壤中，形成汞的热点区域。
然而，土壤中的汞也会受到多种因素的影响，如土壤pH值、有机质含量、微生物活动等。
这些因素会影响汞的迁移速率和转化形式，进而影响到汞的生物可利用性和生态毒性。
汞还可以通过大气的迁移转化进入环境。
燃煤排放是汞进入大气的重要途径之一。
煤中的汞在燃烧过程中释放到大气中，然后通过大气沉降或降雨等方式沉积到地表。
在大气中，汞主要以气态元素和颗粒物的形式存在，其中气态元素主要是反应性汞，容易被湿沉降。
而颗粒物则可以通过沉降或附着在植被表面，进而进入土壤或水体中。
汞还可以通过生物体的迁移转化进入环境。
生物体是汞的重要转化介质之一，包括植物、动物和微生物等。
植物通过根系吸收土壤中的汞，进而转运到地上部分。
动物则通过摄食植物或其他动物体内的汞，进而积累在体内。
微生物则可以通过汞的还原和甲基化作用，参与汞的迁移转化过程。
这些生物体在食物链中的相互关系导致了汞的生物放大效应，使得汞在环境中的浓度逐级上升。
汞的迁移转化过程是一个复杂而多样的过程。
它可以通过水体、土壤、大气和生物体等途径在环境中迁移和转化。
生物扩大生物富集
生物扩大作用指某些在自然界不能降解或难降解的化学物质，在环境中通过食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集，浓度越来越大的现象。
许多有机氯杀虫剂和多氯联苯都有明显的生物放大现象。
了解这种现象对评价化学物质对人体健康和环境的影响有着重要意义。
生物放大是指在同一个食物链上，高位营养级生物体内来自环境的某些元素或难以分解的化合物的浓度，高于低位营养级生物的现象。
生物放大一词是专指具有食物链关系的生物说的，如果生物之间不存在食物链关系，则用生物浓缩或生物积累来解释。
直至20世纪70年代初期，不少科学家在研究农药和重金属的浓度在食物链上逐级增大时，多将这种现象称为生物浓缩或生物积累。
直到1973年起，科学家们才开始用生物放大一词，并将生物富集作用、生物积累和生物放大三者的概念区分开来。
研究生物放大，特别是研究各种食物链对哪些污染物具有生物放大的潜力，对于确定环境中污染物的安全浓度等，具有重要的意义。
生物放大与食物链在生态环境中，由于食物链的关系，一些物质如金属元素或有机物质，可以在不同的生物体内经吸收后逐级传递，不断积聚浓缩；或者某些物质在环境中的起始浓度不很高，通过食物链的逐级传递，使浓度逐步提高，最后形成了生物富集或生物放大作用。
例如，海水中汞的浓度为0.0001mg/L时，浮游生物体内含汞量可达001-0.002mg/L，小鱼体内可达0.2-0.5mg/L，而大鱼体内可达1-5 mg/L，大鱼体内汞比海水含汞量高1万-6万倍。
生物放大作用可使环境中低浓度的物质，在最后一级体内的含量提高几十倍甚至成千上万倍，因而可能对人和环境造成较大的危害。
生物放大作用是通过食物链完成的，而食物链可以分为几种形态。
在生态系统中，根据生物间的食物关系，可将食物链分为四类。
一是捕食性食物链，它是以植物为基础，后者捕食前者。
如青草-野兔-狐狸-狼-虎。
二是碎食性食物链，指的是以碎食物为基础形成的食物链。
如树叶碎片及小藻类-虾（蟹）-鱼-食鱼的鸟类。
重金属汞对人类的影响
重金属汞对人类的影响摘要：各种形态的汞对生物的毒性作用及与环境间的相互影响，介绍了汞元素的理化性质、进入人体的方式以及在生物体中的积累特征。
并且通过介绍重金属汞的污染情况，从总体上来理解重金属汞对人类的影响。
关键词：重金属汞、环境污染、食物链、人类。
1.汞的来源及理化性质汞的一些形式天然存在于环境中。
环境中发现的汞最常见的天然形式是金属汞、无机汞盐（即硫化汞（HgS）、氯化汞（HgCl2）及氧化汞（HgO））及有机汞化合物甲基汞。
大气中汞的自然界来源包括火山、汞的地质沉积。
汞还会从海洋中挥发、从土壤及水体表面蒸发。
汞，是一种化学元素，俗称水银，英文名Mercury，化学符号Hg，原子序数80，是银白色的液态过渡金属，也是唯一的在常温常压下呈液体状态的金属元素。
汞熔点为-38.87℃，沸点为356.6℃，密度为13.55千克/立方米（20℃）。
汞在空气和水中稳定，不跟酸（浓硝酸除外）和碱反应，导热性和导电性良好。
汞不燃烧，易挥发。
在常温时会挥发，遇热挥发更快。
当汞溅洒在地面或桌子上，或与油尘相混时往往形成许多小汞珠，增加其蒸发表面积，使挥发更快。
同时，汞蒸气易被墙壁或衣物所吸附，这常成为汞作业场所持续污染车间空气的二次毒源。
汞本身无爆炸性，但有时与乙炔或氨起反应生成易爆性化合物。
能与氯气、盐酸液反应生成氯化汞。
汞难溶于水、稀硫酸、稀盐酸及有机溶剂，但易溶于稀硝酸、热浓硫酸、热浓硝酸及王水，可溶于类酯质。
与碱不起作用。
汞金属活泼性低于锌和镉，且不能从酸溶液中置换出氢。
一般汞化合物的化合价是+1或+2，+3价的汞化物很少有。
2.汞的生态影响汞对环境的影响中一个非常重要的因素就是它可以在生物体内累积，并沿着食物链富集。
汞进入食物链的确切机制很大程度上仍属未知，可能在不同的生态系统之间有所不同。
某些细菌在早期起到重要作用。
环境中处理硫酸盐（SO42-）的细菌吸收无机形式的汞，并通过代谢过程将其转变成甲基汞。
汞知识
6个月~12个月
大于0.1
自觉的精神神经症状、早衰
在空气中含汞1.04mg/m3的场所工作3个月，可造成死亡。
对人体有害者不是金属汞，而是汞蒸气。汞蒸气主要通过呼吸道吸入体内。经口摄人金属汞时，只有极小部分从肠道被吸收。另外，通过皮肤也能吸收一部分。汞蒸气经肺泡吸收的量很高，吸收的速度也很快。由于汞具有较高的脂溶性。汞蒸气不仅通过肺泡膜扩散，并迅速以元素汞的形式溶解于血液的类脂质中。汞吸收入血中后一小部分保持元素汞的形式，大部分缓慢地被氧化为汞离子。汞在体内分布不均匀，在肾中最高，其次为肝、脑。最后，体内的汞主要经呼气、粪便及尿排出。
有迹象表明，全球平均起来，汞的人为排放已经导致现在的沉积速度比工业化前时代高出1.5到3倍。工业地区内及其周围的沉积速度在过去200年间增加2到10倍。
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第24卷第3期2004年3月生 态 学 报ACT A ECOLOGICA SINICAV ol.24,N o.3M ar.,2004南极生物粪对汞的生物放大作用尹雪斌,孙立广*,刘晓东,朱仁斌(中国科学技术大学极地环境研究室,合肥 230026)基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(40231002);国家自然科学基金资助项目(40076032)收稿日期:2003-02-15;修订日期:2003-08-10作者简介:尹雪斌(1978～),男,博士生,主要从事极地环境科学,生态地质学方向的研究。
Email:xbyin@mail.u *通讯作者Auth or for corres pondence,E-mail:s lg@us tc.ed Foundation item :National Natu ral S cien ce Foundation of China(No.40231002;40076032)Received date :2003-02-15;Accepted date :2003-08-10Biography :YIN Xu e-Bin,M aster candidate,special on the polar environmental sciences and eco-geology s ciences.E-mail:xb yin@mail.u 摘要:首次报道了南极地区金图企鹅、阿德利企鹅、黑背鸥和巨海燕4种海鸟,以及象海豹、威德尔海豹、毛皮海狮等3种海豹新鲜粪便中的全Hg 含量,并对比了该区风化土壤的Hg 含量,其中Hg 含量水平依次为:土壤背景值<黑背鸥粪<金图企鹅粪<阿德利企鹅粪<威德尔海豹粪<象海豹粪<巨海燕粪<毛皮海狮粪,可见,相对于背景土壤生物粪明显富集Hg 元素。
此外,结合上述粪便样品的 15N 测定结果,讨论了南极生物粪对Hg 的生物放大作用。
研究表明,随着 15N 升高,即生物营养级的升高,其粪便的全Hg 含量有逐步增高的趋势,这证实了生物粪和生物肌体一样存在对Hg 的生物放大作用。
文中还对南极阿德雷岛一个经过企鹅粪污染的Y 2湖泥芯剖面上15个样品的26种元素进行了聚类分析,结果表明,沉积物中的汞和企鹅粪的标型元素具有同源性,即沉积物中的汞主要是由企鹅粪带入的,由于生物粪对汞的生物富集作用,生物粪的混入会造成湖泊沉积物中汞含量的增高。
关键词:南极;生物粪;粪土;汞;生物富集;生物放大Biomagnification of Hg in antarctic scatsYIN Xue-Bin,SU N Li-Guang *,LIU Xiao-Dong ,ZHU Ren-Bin (I nstitute ofP olar E nv ironment ,the Univ ersity ofS cience and T echnology of Ch ina ,H e f ei 230026).Acta Ecologica Sinica ,2004,24(3):630～634.Abstract :M er cur y (Hg )is a well know n g lobal co nt aminant.98%of atmo spher e mer cur y ex ists in the fo rm o f Hg 0.Due to its chemical inert ness ,v apor izable nat ur e and a low so lubility in wa ter ,Hg 0has a long atm ospher ic residence time of about 1year ,allo ws t he lo ng r ange at mospher ic t ranspo rt and has g lobal dist ribution [1～3].Bar ga gli et al .discussed the bio magnif icatio n of mer cur y in an A ntar ctic marine co astal fo od w eb .In this paper ,we r epo rt Hg concentrat ions and 15N in the fresh scat s o f fo ur kinds o f Antar ctic sea birds and three kindsof seals.T he Hg concentra tio ns of these scats ha ve the o rder :weat her ing so il <black-backed g ull (Lar us dominicanus dominicanus )<Gento o Peng uin (Py goscelis Gentoo )<A delie Peng uin (Py goscelis ad elie )<W eddell seal (L ep tony chotes W edellii )<elephant seal (M ir ounga leonina )<Souther n g iant pet rel (M acr onectes g ig anteus )<fur seal (A rctocep halus gaz ella ).A ll t he scats hav e a sig nificantly hig her Hg concent ration than t he weat her ing soil,indica ting a stro ngbioco ncentr atio n of Hg in t hem.T he aver ag e Hg concentr ation o f 473ng /g (o n dr y w eight basis, d.w.)in seal scats is rem arkably higher than that of 189ng/g (d.w.)in seabird scats.T he Hg lev el in So ut her n g iant petr el sca t has a ver y high value of 605±15ng /g (d .w .),because o f his scaveng ing o f o ther bir ds /mammals and o ppo rt unistic /gener alist feeder .M eanw hile ,a posit ive cor r elation (r =0.363,n =8)bet ween 15N ,w hich is related to animal tr ophic lev el ,and Hg concent rations is obser ved,confir ming a similar biomag nification of Hg in animal tissues.We also perfo rmed cluster ing analysis on the concent rations of 26elements in la ke sediments amended by penguin dr o ppings fro m Ar dley Island ,A ntar ct ica .T he result s show t ha t Hg element and the t ypical bio -elements in the sediments(such as ,Sr ,S ,P 2O 5,Se ,Ba ,Ca ,Cu ,Zn )ar e o f the sa me o rig in ,indicating that the bioconcentra tion of Hg in penguin dr o ppings led t o the r ise of Hg in lake sediments thro ugh the tr anspo rting and m ix ing o f peng uin dr oppings .Key words :antarctic ;scat ;sediments ;mer cur y ;bio co ncentr atio n ;bio magnificatio n文章编号:1000-0933(2004)03-0630-05 中图分类号:X 82 文献标识码:AHg 元素属于重金属污染元素,它在自然界存在的主要形式有4种:单质汞(Hg 0)、无机汞化合物(Hg 2+X)、甲基汞(Hg +-CH 3)、除甲基汞外的有机汞(O rg -Hg )。
人类金银生产规模的扩大和对化石能源需求量的增加造成了大量的汞排放,20世纪人为排放来源已经占到汞的总排放量的70%[1],由于金属汞的高挥发性,金银提炼中汞使用量的60%～65%进入大气圈并通过大气环流向全球传输[2],即使在远离人类居住的南极大陆生物体内已经检测到较高的Hg 积累[3,4]。
Hg 元素在生物体内具有很强的积累效应和生物毒性,并随食物链逐级富集,威胁到生物正常的生理和生殖活动[5～9]。
对南极生物体内Hg 的各种形态(尤其是甲基Hg)富集水平的研究,证实了Hg 在南极食物网中存在生物放大作用,即随营养级升高Hg 含量被逐级放大[10,11]。
但在南极生物体污染水平的研究中,高营养级生物样本的采集受到南极条约体系的严格限制,而南极生物的粪便的采集由于可以不伤害甚至不打扰动物而不受限制,因此,近几年关于南极海鸟粪的污染研究已引起学者们的重视[10,12]。
另外,生物体内的新陈代谢可以使N 同位素产生分馏,海洋脊椎动物肌体相对于食物富集重的同位素,因此, 15N 被广泛地应用于定量研究生态系统的营养级结构[13～17]。
本文对比了多种生物的粪便样品中汞的含量和南极法尔兹半岛风化土壤汞的背景浓度,指出南极生物粪对汞元素具有明显的生物富集作用。
并结合测试的 15N 结果讨论了生物粪的生物放大作用;此外,还以一个企鹅粪土沉积泥芯(Y 2)为例,论述了生物粪的混入对湖泊沉积物中汞含量的影响。
1 样品采集与分析方法1.1 样品的采集图1 南极乔治王岛地理位置和样品Y2、N1的采集位置Fig.1 M ap of location of Kin g Geor ge Island and sampling site of Y2and N 1core,AntarcticaA 、B 、C 分别代表湖泊、河流和采样点T ag (A ),(B)and (C )represent lak es ,rivers and s ampling sites r espectively南极乔治王岛(62°23′S ,58°00′W )位于南设得兰群岛,长80km ,最宽处宽30km ,面积约1160km 2(图1)。