重金属致毒的化学机理 ppt课件
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《重金属的毒性》PPT课件
• 自由基学说:甲基汞在体内代谢转化过程中,Ｃ—Ｈg键断 裂时,能够产生自由基,在蛋白质、核酸等生物大分子的局 部引起自由基反应,造成它们结构的破坏。
• 脂质过氧化学说:一些学者通过对大鼠游离肝细胞甲基汞 中毒的脂质过氧化研究,发现甲基汞的肝细胞失活和它的 脂质过氧化作用皆与其浓度和作用时间有关。
第三节、铅（lead, Pb）
• 铅还抑制红细胞膜上Na+-K+-ATP酶和抑制磷酸戊 糖旁路导致溶血。居住在工业区和重交通区的孩 子平均血铅量为218~679ug/L。血铅水平>100 ug/L 人口比例为64.9%~99.5% 。
2、铅对神经系统的影响
• 人体的中枢神经系统是生命活动的总管，它的 机能状态在铅中毒病程中起主导作用。
• 元素汞可顺利通过血脑屏障进入脑组织，在脑组织中 的元素汞被氧化转化为二价汞离子后，就很难逆向通 过血脑屏障返回血液；
• 因而形成汞离子在脑组织中的积累，这一性质对脑组 织损害起着重要作用。这也是慢性中毒首先表现为神 经系统症状的重要原因。
（二）无机汞化合物
• 无机汞化合物（如汞的硫化物、氯化物、氧化物 等）只有离子态汞才能被吸收（通过胃肠道和呼 吸道）。
• 铅可抑制肝脏混合功能氧化酶合成，导致肝脏 生物转化作用受损，降低肝脏解毒功能。
• 铅还可影响人类生殖功能，使精子畸变；母体 铅可经胎盘影响胎儿发育，致使胎儿发生畸形， 对人类的繁殖造成严重危害。
第四节、镉（Cadmium，Cd）
一、镉污染的来源
原料或催化剂用于生产塑料、颜料和试剂。由于镉 的抗腐蚀性及抗摩擦性强，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。
• 脂质过氧化学说:一些学者通过对大鼠游离肝细胞甲基汞 中毒的脂质过氧化研究,发现甲基汞的肝细胞失活和它的 脂质过氧化作用皆与其浓度和作用时间有关。
第三节、铅（lead, Pb）
• 铅还抑制红细胞膜上Na+-K+-ATP酶和抑制磷酸戊 糖旁路导致溶血。居住在工业区和重交通区的孩 子平均血铅量为218~679ug/L。血铅水平>100 ug/L 人口比例为64.9%~99.5% 。
2、铅对神经系统的影响
• 人体的中枢神经系统是生命活动的总管，它的 机能状态在铅中毒病程中起主导作用。
• 元素汞可顺利通过血脑屏障进入脑组织，在脑组织中 的元素汞被氧化转化为二价汞离子后，就很难逆向通 过血脑屏障返回血液；
• 因而形成汞离子在脑组织中的积累，这一性质对脑组 织损害起着重要作用。这也是慢性中毒首先表现为神 经系统症状的重要原因。
（二）无机汞化合物
• 无机汞化合物（如汞的硫化物、氯化物、氧化物 等）只有离子态汞才能被吸收（通过胃肠道和呼 吸道）。
• 铅可抑制肝脏混合功能氧化酶合成，导致肝脏 生物转化作用受损，降低肝脏解毒功能。
• 铅还可影响人类生殖功能，使精子畸变；母体 铅可经胎盘影响胎儿发育，致使胎儿发生畸形， 对人类的繁殖造成严重危害。
第四节、镉（Cadmium，Cd）
一、镉污染的来源
原料或催化剂用于生产塑料、颜料和试剂。由于镉 的抗腐蚀性及抗摩擦性强，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。
汞中毒ppt课件
概述 • 汞中毒的危害 • 汞中毒的诊断与治疗 • 预防汞中毒的措施 • 汞中毒研究进展
CHAPTER
01
汞中毒概述
定义与类型
定义
汞中毒是指人体因接触或摄入过量的汞而导致的中毒反应。 汞是一种有毒的重金属元素，可在自然界中以单质或化合物 的形式存在。
02
慢性中毒症状
慢性汞中毒通常表现为情绪波 动、易怒、焦虑、抑郁等精神 症状，以及震颤、肌肉萎缩、 肢体麻木等神经系统症状。此 外，还可能出现肾脏损伤、免 疫系统异常等症状。
03
严重病例
04
对于严重病例，可能出现昏迷、 休克、肾衰竭等症状，甚至可能 导致死亡。
体征
汞中毒患者的体征可能包括口腔 炎、牙龈炎、皮肤炎症、肾脏损 伤等。神经系统方面的体征可能 包括肌无力、震颤、共济失调等 。
CHAPTER
02
汞中毒的危害
对人体的影响
01
02
03
04
神经系统损伤
汞可以影响神经系统，导致头 痛、记忆力减退、情绪不稳定
、易怒、失眠等症状。
消化系统问题
汞中毒可能导致食欲不振、恶 心、呕吐、腹痛、腹泻等症状
。
肾脏损伤
汞能引起肾脏损伤，导致肾功 能不全，甚至肾衰竭。
免疫系统抑制
长期接触汞可以抑制免疫系统 的正常功能，使人体更容易感
类型
汞中毒可分为急性中毒和慢性中毒两种类型。急性中毒通常 是由于短时间内大量接触汞蒸气或摄入汞化合物引起的，而 慢性中毒则通常是由于长期低剂量接触或摄入汞引起的。
汞的来源与暴露途径
工业来源
暴露途径
汞在工业中广泛应用，如氯碱工业、 塑料制造、电池生产等，这些行业排 放的废气、废水、废渣中可能含有汞 。
CHAPTER
01
汞中毒概述
定义与类型
定义
汞中毒是指人体因接触或摄入过量的汞而导致的中毒反应。 汞是一种有毒的重金属元素，可在自然界中以单质或化合物 的形式存在。
02
慢性中毒症状
慢性汞中毒通常表现为情绪波 动、易怒、焦虑、抑郁等精神 症状，以及震颤、肌肉萎缩、 肢体麻木等神经系统症状。此 外，还可能出现肾脏损伤、免 疫系统异常等症状。
03
严重病例
04
对于严重病例，可能出现昏迷、 休克、肾衰竭等症状，甚至可能 导致死亡。
体征
汞中毒患者的体征可能包括口腔 炎、牙龈炎、皮肤炎症、肾脏损 伤等。神经系统方面的体征可能 包括肌无力、震颤、共济失调等 。
CHAPTER
02
汞中毒的危害
对人体的影响
01
02
03
04
神经系统损伤
汞可以影响神经系统，导致头 痛、记忆力减退、情绪不稳定
、易怒、失眠等症状。
消化系统问题
汞中毒可能导致食欲不振、恶 心、呕吐、腹痛、腹泻等症状
。
肾脏损伤
汞能引起肾脏损伤，导致肾功 能不全，甚至肾衰竭。
免疫系统抑制
长期接触汞可以抑制免疫系统 的正常功能，使人体更容易感
类型
汞中毒可分为急性中毒和慢性中毒两种类型。急性中毒通常 是由于短时间内大量接触汞蒸气或摄入汞化合物引起的，而 慢性中毒则通常是由于长期低剂量接触或摄入汞引起的。
汞的来源与暴露途径
工业来源
暴露途径
汞在工业中广泛应用，如氯碱工业、 塑料制造、电池生产等，这些行业排 放的废气、废水、废渣中可能含有汞 。
水体重金属污染ppt课件
例子：nl型逆流再生Na离子交换器
重金属水污染治理方法
膜分离：膜分离的基本原理是在某种推动力作 用下，利用膜的选择透过性进行分离和浓缩。 具有分离效率高、能耗低、无相变、操作简便、 无二次污染、分离产物易于回收、自动化程度 高等优点。目前常见的膜分离过程可分为以下 几种,微滤(Microfiltration,MF)、超滤 (Ultrafiltration,UF)、纳滤(Nanofiltration,UF)、 反渗透(Reverse smosis,RO)、电渗析 (Electrodialysis，ED)等。
电渗析：电渗析是在外加直流电场的作用下, 利 用离子交换膜的选择透过性, 使离子从一部分水 中迁移到另一部分水中的物理化学过程。含 Cu2+、Ni2+、Zn2+和Cr2+等金属离子的废 水都适宜用电渗析处理，其中含镍废水处理技 术最为成熟，
重金属水污染治理方法
气浮法：气浮法是利用气泡的吸附作用进行固 液分离的一种方法。它的基本原理是:设法在水 中通入或产生大量微细气泡,使其附着在固体颗 粒上,由于比重减小而浮至水面,从而获得固液分 离效果。在水处理中用得较多的是压力式气浮 法。其主要原理是在加压情况下,在水中形成空 气过饱和溶液,然后减至常压,此时,溶于水中的 空气呈微细气泡释放出来,并与水中杂质粘附而 上浮。
壳
Y 型 分 子 筛
活性炭
壳聚糖 天然沸石
麦麸
粉煤灰
膨润土
碳纳米管结构
分子筛结构
纳米材料
纳米材料是近年发展起来的一种新型功能材料，由 于其颗粒尺寸的微细化，使得纳米粉体在保持原有 化学性质的同时，还在磁性、光学、催化、化学活 性、吸附等方面表现出奇异的性能，因此倍受人们 的关注。应用于金属离子吸附的纳米材料主要有各 种纳米氧化物、碳纳 米管等。尹洪喜等研究纳米二 氧化钛吸附溶液中镉离子的有效方法 和途径，通过 实验确定了吸附的最佳条件：样品体系在pH=10， 震荡时间9min以上的条件下，纳米二氧化钛对镉离 子的吸附率可达99%。并且吸附在纳米二氧化钛上 的镉离子可以用0.1mol/L的硝酸进行洗脱，洗脱率 在95%以上。姜虎生等从吸附时间、温度、溶液的 pH值方面考 查了纳米氧化锌对废水中重金属混合 液（Cu2+和Cd2+）吸附的影响。研究结果表明：吸 附时间为15min、温度50℃、pH为6时，达到了最 佳吸附 条件，对Cu2+、 Cd2+吸附率分别为98.3% 和98.6%。纳米吸附材料相对于矿物吸附材料以及 工农业废弃物成本较高，但是纳米材料的可再生性 能又是其不可忽略的一个优点。
重金属水污染治理方法
膜分离：膜分离的基本原理是在某种推动力作 用下，利用膜的选择透过性进行分离和浓缩。 具有分离效率高、能耗低、无相变、操作简便、 无二次污染、分离产物易于回收、自动化程度 高等优点。目前常见的膜分离过程可分为以下 几种,微滤(Microfiltration,MF)、超滤 (Ultrafiltration,UF)、纳滤(Nanofiltration,UF)、 反渗透(Reverse smosis,RO)、电渗析 (Electrodialysis，ED)等。
电渗析：电渗析是在外加直流电场的作用下, 利 用离子交换膜的选择透过性, 使离子从一部分水 中迁移到另一部分水中的物理化学过程。含 Cu2+、Ni2+、Zn2+和Cr2+等金属离子的废 水都适宜用电渗析处理，其中含镍废水处理技 术最为成熟，
重金属水污染治理方法
气浮法：气浮法是利用气泡的吸附作用进行固 液分离的一种方法。它的基本原理是:设法在水 中通入或产生大量微细气泡,使其附着在固体颗 粒上,由于比重减小而浮至水面,从而获得固液分 离效果。在水处理中用得较多的是压力式气浮 法。其主要原理是在加压情况下,在水中形成空 气过饱和溶液,然后减至常压,此时,溶于水中的 空气呈微细气泡释放出来,并与水中杂质粘附而 上浮。
壳
Y 型 分 子 筛
活性炭
壳聚糖 天然沸石
麦麸
粉煤灰
膨润土
碳纳米管结构
分子筛结构
纳米材料
纳米材料是近年发展起来的一种新型功能材料，由 于其颗粒尺寸的微细化，使得纳米粉体在保持原有 化学性质的同时，还在磁性、光学、催化、化学活 性、吸附等方面表现出奇异的性能，因此倍受人们 的关注。应用于金属离子吸附的纳米材料主要有各 种纳米氧化物、碳纳 米管等。尹洪喜等研究纳米二 氧化钛吸附溶液中镉离子的有效方法 和途径，通过 实验确定了吸附的最佳条件：样品体系在pH=10， 震荡时间9min以上的条件下，纳米二氧化钛对镉离 子的吸附率可达99%。并且吸附在纳米二氧化钛上 的镉离子可以用0.1mol/L的硝酸进行洗脱，洗脱率 在95%以上。姜虎生等从吸附时间、温度、溶液的 pH值方面考 查了纳米氧化锌对废水中重金属混合 液（Cu2+和Cd2+）吸附的影响。研究结果表明：吸 附时间为15min、温度50℃、pH为6时，达到了最 佳吸附 条件，对Cu2+、 Cd2+吸附率分别为98.3% 和98.6%。纳米吸附材料相对于矿物吸附材料以及 工农业废弃物成本较高，但是纳米材料的可再生性 能又是其不可忽略的一个优点。
重金属的毒理作用
调查发现，铅作业女工中发生死胎、流产、畸形及早产者 较多。
6/20/2024
10
致癌作用
流行病学调查表明，英国铅管工人支气管肺癌校 正死亡率较高，铅对BaP诱发工人肺癌可能有协 同作用。
大鼠的研究表明口服或皮下注射铅盐，可引起肾 肿瘤；氧化铅和BaP对仓鼠有协同致癌作用；四 乙基铅可使小鼠发生肝病。
重金属的毒理
6/20/2024
1
重金属指比重大于5的金属（一般指密度大 于4.5克每立方厘米的金属）。约有45种， 一般都是属于过渡元素。如铜、铅、锌、
铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、
银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活
动所需要的微量元素，但是大部分重金属
如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而 且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。
6
机理
甲基汞对神经系统损害作用的机制之一是影响乙 醇胆碱的合成，抑制神经兴奋传导。8—氨基— 7—酮戊酸脱水酶参与乙酰基代谢，甲基汞可与 该酶的巯基结合，从而影响乙酰胆碱的合成。此 外，甲基汞的亲脂性强，易集中于细胞膜，对神 经系统细胞膜产生溶解作用。甲基汞还能与大量 存在于脑组织中的缩醛磷脂结合，这也可能是引 起中枢神经系统损害的原因
此外，甲基汞还可随血流通过胎盘进入胎儿，具有致畸作用。孕妇摄 入甲基汞可危及胎儿健康，重者可造成流产或死胎，轻者使婴儿成为 甲基汞中毒病儿。主要表现为严重的精神迟钝、原始反射(口腔反射、 握物反射等)差、协调运动障碍(如共济失调、运动失调等)、生长发育 不良、肢体变形、斜视、精神运动性发作等。
6/20/2024
6/20/2024
12
镉
急性中毒： 镉对胃肠黏膜有刺激作用，故口服镉化合物可引
起呕吐，并可引起腹泻、休克和肾功能障碍。人 在生产环境中大量吸人镐烟尘和蒸气也可引起急 性镉中毒，口有金属味，出现头晕、头痛、咳嗽、 呼吸困难、恶寒、呕吐、腹泻等，并产生肺炎和 肺水肿。此外，还引起肾功能不良。
6/20/2024
10
致癌作用
流行病学调查表明，英国铅管工人支气管肺癌校 正死亡率较高，铅对BaP诱发工人肺癌可能有协 同作用。
大鼠的研究表明口服或皮下注射铅盐，可引起肾 肿瘤；氧化铅和BaP对仓鼠有协同致癌作用；四 乙基铅可使小鼠发生肝病。
重金属的毒理
6/20/2024
1
重金属指比重大于5的金属（一般指密度大 于4.5克每立方厘米的金属）。约有45种， 一般都是属于过渡元素。如铜、铅、锌、
铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、
银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活
动所需要的微量元素，但是大部分重金属
如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而 且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。
6
机理
甲基汞对神经系统损害作用的机制之一是影响乙 醇胆碱的合成，抑制神经兴奋传导。8—氨基— 7—酮戊酸脱水酶参与乙酰基代谢，甲基汞可与 该酶的巯基结合，从而影响乙酰胆碱的合成。此 外，甲基汞的亲脂性强，易集中于细胞膜，对神 经系统细胞膜产生溶解作用。甲基汞还能与大量 存在于脑组织中的缩醛磷脂结合，这也可能是引 起中枢神经系统损害的原因
此外，甲基汞还可随血流通过胎盘进入胎儿，具有致畸作用。孕妇摄 入甲基汞可危及胎儿健康，重者可造成流产或死胎，轻者使婴儿成为 甲基汞中毒病儿。主要表现为严重的精神迟钝、原始反射(口腔反射、 握物反射等)差、协调运动障碍(如共济失调、运动失调等)、生长发育 不良、肢体变形、斜视、精神运动性发作等。
6/20/2024
6/20/2024
12
镉
急性中毒： 镉对胃肠黏膜有刺激作用，故口服镉化合物可引
起呕吐，并可引起腹泻、休克和肾功能障碍。人 在生产环境中大量吸人镐烟尘和蒸气也可引起急 性镉中毒，口有金属味，出现头晕、头痛、咳嗽、 呼吸困难、恶寒、呕吐、腹泻等，并产生肺炎和 肺水肿。此外，还引起肾功能不良。
重金属污染治理PPT课件
10
居室环境与人体健康
铅污染严重 致使 工业城市很少见到太 阳
常喝牛奶可以抵抗 铅污染
11
居室环境与人体健康
汞
汞的排放主要是来自自然源和人为源两部分，自然 源包括：火山活动、自然风化、土壤排放和植被释 放等；人为源指的是因人类活动引起的汞排放，包 括汞的使用、物质当中含有汞杂质以及废物处理引 起的汞排放三大类。
重金属 既可以直接进入大气、水体和土壤，造
成各类环境要素的直接污染;也可以在大气、水体 和土壤中相互迁移，造成各类环境要素的间接污染 。由于重金属不能被微生物降解，在环境中只能发 生各种形态之间的相互转化，所以，重金属污染的 消除往往更为困难，对生物引起的影响和危害也是 人们更为关注的问题。造成环境污染的重金属主要 指汞、镉、铅、铬，以及具有重金属特性的类金属 砷，也包括锌、铜、钴、镍等。而空气污染并非专 指室外的空气污染，对室内空气污染尤其要提高警 惕。年轻人、白领常待在办公室中，空气污染也不 能小觑。
7
居室环境与人体健康
铅污染
众所周知，铅是神经毒害物，就是脑细胞的杀手 。儿童血液中过量的铅与学习障碍，ADD,ADHD ，智力低下和学习成绩差有关。只有几分钟或者短 期的接触铅都对婴儿，儿童和孕妇以及胎儿构成极 大的风险。一个世纪的深入研究表明铅的害处现在 可以相当确实地识别出来。
4
居室环境与人体健康
空气中的重金属是存在于大气颗粒物 (TSP)当中的，而粒径小于10μm的大 气颗粒物(可吸入颗粒物PM10)更含有 高含量的重金属。
据报道，大约75%～90%的重金属分 布在PM10中，且粒径越小，重金属 含量越高。因此，要提取大气中的重 金属，首先得除尘。静电除尘器对小 粒径大气颗粒物的除尘效率高，推荐 使用。收集除尘器内部附灰，即可提 取重金属。
7-1章-重金属污染生态毒理
（6）电化法 Ribeiro和Villumsen等研究了应用电动力学方法去 除土壤中As的方法。研究表明，电流能打破金属-土 壤键，当电压固定时，去除效果与通电时间成正比。
29
2、生物调控
（1）植物调控技术
利用一些植物来促进重金属转变为可挥发的形态，
进而挥发出土壤和植物的表面，以达到去除As污染
远程传输及沉 降
径流 土壤圈 水体中的污泥
水圈
铅在土壤—大气—水界面的循环
38
二、毒作用机理与生态毒性效应
（一）毒作用机理
铅不是植物生长发育的必需元素，它进入植物体内
的过程主要是通过非代谢性的被动吸收。铅一旦进
100
客土10cm
客土13cm
15
20
221
456
13.0
10.6
9.8
5.9
22
客土工程措施优点：
治理效果彻底稳定，使用于大多数污染土壤的
治理。
缺点：
工程措施投资大，易引起土壤肥力下降，更适
用于小面积重度污染区的修复。
23
（2）增施固化剂 Durtre采用水泥和（或）石灰固化稳定法，对As污
高。环境中的铅可在大气、土壤、水体界面间不
断地转移。
34
（一）大气铅暴露途径
大气铅有天然暴露来源和人为暴露来源两类。
天然暴露来源主要有岩石风化、土壤侵蚀、火山喷
气、森林火灾的烟雾和海洋气溶胶。
人为暴露来源主要有冶金厂、化工厂、农药厂、电
池厂以及煤、油、城市垃圾的燃烧。
进入生态系统的铅量主要是来自汽车废气。
As浓度（mg/kg） 0 25 50 100 200-1000
《重金属的危害》课件
康
城市生活垃圾
垃圾填埋：重金属污染物渗 入土壤和水源
垃圾焚烧：焚烧过程中产生 的重金属污染物
垃圾回收：回收过程中可能 产生的重金属污染
垃圾运输：运输过程中可能 产生的重金属污染
汽车尾气排放
汽车尾气中含有铅、汞、镉等重金属元素 汽车尾气排放是城市空气污染的主要来源之一 汽车尾气中的重金属元素会通过呼吸道进入人体，危害健康 汽车尾气中的重金属元素还会通过雨水进入土壤和水源，对环境造成长期影响
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
污染水源：重金属进入水体，影响 水生生物和饮用水安全
破坏生态平衡：重金属影响生态系 统的物质循环和能量流动，破坏生 态平衡
Part Four
重金属污染的途径
工业排放
工业废水：重金 属废水未经处理 直接排放
工业废气：重金 属废气未经处理 直接排放
工业废渣：重金 属废渣未经处理 直接排放
清洁生产：推广清洁生产理 念，从源头减少重金属污染
废物处理：对工业废物进行 分类、处理和回收，减少重
金属污染
农业控制措施
合理施肥：减少化肥使用，增加有 机肥使用
轮作换茬：合理安排作物种植，减 少重金属积累
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
土壤改良：改善土壤结构，提高土 壤肥力
生物修复：利用微生物降解重金属， 降低污染程度
医疗废弃物
医疗废弃物包括：针头、 针管、纱布、手套等
医疗废弃物中的重金属： 汞、铅、镉等
医疗废弃物处理不当：可 能导致重金属污染
医疗废弃物处理方法：焚 烧、填埋、化学处理等
Part Five
重金属污染的防治 措施
工业污染源控制
城市生活垃圾
垃圾填埋：重金属污染物渗 入土壤和水源
垃圾焚烧：焚烧过程中产生 的重金属污染物
垃圾回收：回收过程中可能 产生的重金属污染
垃圾运输：运输过程中可能 产生的重金属污染
汽车尾气排放
汽车尾气中含有铅、汞、镉等重金属元素 汽车尾气排放是城市空气污染的主要来源之一 汽车尾气中的重金属元素会通过呼吸道进入人体，危害健康 汽车尾气中的重金属元素还会通过雨水进入土壤和水源，对环境造成长期影响
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
污染水源：重金属进入水体，影响 水生生物和饮用水安全
破坏生态平衡：重金属影响生态系 统的物质循环和能量流动，破坏生 态平衡
Part Four
重金属污染的途径
工业排放
工业废水：重金 属废水未经处理 直接排放
工业废气：重金 属废气未经处理 直接排放
工业废渣：重金 属废渣未经处理 直接排放
清洁生产：推广清洁生产理 念，从源头减少重金属污染
废物处理：对工业废物进行 分类、处理和回收，减少重
金属污染
农业控制措施
合理施肥：减少化肥使用，增加有 机肥使用
轮作换茬：合理安排作物种植，减 少重金属积累
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
土壤改良：改善土壤结构，提高土 壤肥力
生物修复：利用微生物降解重金属， 降低污染程度
医疗废弃物
医疗废弃物包括：针头、 针管、纱布、手套等
医疗废弃物中的重金属： 汞、铅、镉等
医疗废弃物处理不当：可 能导致重金属污染
医疗废弃物处理方法：焚 烧、填埋、化学处理等
Part Five
重金属污染的防治 措施
工业污染源控制
重金属中毒PPT课件
26
（3）神经系统影响
抑制多种酶类： ATP 酶、羟乙醇胺 -N- 甲基转 移酶。
改变递质浓度：去甲肾上腺素、多巴胺等。
钙平衡受损：膜通透、钠钾泵、钙调蛋白、 SOCE等。
27
（3）神经系统影响
Pb→N.S→大脑皮层兴奋抑制过程失 调→神衰症候群→周围神经炎→中毒 性脑病。 Pb →神经鞘细胞 →神经节段下性脱 髓鞘 →垂腕。
冶金工业中用汞齐法提取贵重金属
照相、药物制造
滥用含汞偏方、单方
含汞化妆品的使用
47
汞中毒
汞的冶炼
48
（三）毒理
1.吸收
呼吸道
（75%）
血
汞
消化道:主要见于汞化合物，多由 生活因素引起 皮肤: 金属汞少量,有机汞可吸收
49
2.分布
汞
与血浆蛋白结合
血循环
初期
全身各器官 肾脏（主要）
血脑屏障 胎盘
2009.8.21 湖南武冈市也有一家冶炼厂 超标排铅，造成附近1958名受检儿童中有 1354名儿童铅中毒
11
（一）.理化特性
400 ~500 ℃时 大量 铅蒸 汽逸 出→ 铅烟
柔 软、 灰白 色的 重金 属
比 重为 11.3
12
（二）.接触机会
•汽车尾气 •含铅油漆 •含铅颜料 •饮水 •土壤 •食品 •玩具 •化妆品 •吸烟/饮酒 •职业接触 •中药 •母源性
15
（三）.毒理
1.吸收、转运与排泄
1
经呼 吸道
以粉尘、烟的 形式进入人体
肺部弥散 吞噬作用
40% 氧 化 铅 入血循环，其 余呼吸道排出
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重 作着金为重属调要节作致细用毒胞,例的多如种化携生带学理感机活觉动理信的息C的a元神素经,传在质神分经子功(能如中乙发酰挥胆
碱、3-羟酪胺、去肾上腺素等)在神经触突中的运动(图4)。
神经触突是神经长链中充满水状液体的间隔。作为一种 化学开关,在神经传质分子通过触突图4 神经触突传递感 觉信息示意图
• Ca2++CO2-3 钙化脱钙
重金属致毒的化学机理
与Ca2+电荷相同,半径相近的Pb2+有机体在吸收 时并无很高的选择性,而Pb2+较大的半径使得它 与PO3-4的匹配比其他阳离子更好(半径比效应)。
它们形成的难溶磷酸盐导致了基本生物阴离子水 平降低,从而使有机体钙化与脱钙的可逆平衡失控 ,硬组织的生理性强度便会受到影响
重金属致毒的化学机理
生物配体分子在吸收金属阳离子时,赖以识 别和选择的基本因素,有离子的电荷与大小, 以及由离子电子结构决定的对配位原子的 亲合性
重金属致毒的化学机理
重金属致毒的化学机理
这样,在有机体对阳离子的吸收中,一些重金属离 子便可能通过电荷相同,电子构型相似,离子半径 相近的必需金属离子的吸收途径进入有机体内。 对于一些能迅速形成金属有机化合物的重金属,例 如汞的烷基化合物一甲基汞、二甲基汞等,由于对 细胞膜的亲合性,比二价离子更容易通过细胞膜, 有机体对这类化合物的选择性就更低。另外,生物 大分子众多配位点中的“软碱”(如S2-,-SH等),与 属于“软酸”及“中界酸”的Hg2+,Cd2+,Pb2+之 间的亲合作用,也是这些重金属元素进入有机体的 重要渠道
重金属致毒的化学机理
重金属致毒的化学机理
共价键决定大分子的一级结构,其他相互作 用则构成大分子的次级键。在发生构象变 化或分子变形时,这些次级键易断裂破坏,使 分子运动中存在较多自由度。在这种多级 作用的基础上,生物大分子配体具有刚性与 柔性相结合的特点。刚性指成键原子间固 有的键长与键角并不轻易变形,只有微小的 相对振动。柔性指局部区域非化学键作用 的变化,它将导致构象改变
金属致毒机理在分子水平上的3种类型
摄入的有害金属阻碍生物大分子的重要功 能;
有害金属取代生物大分子中的必需金属,使 其丧失生物活性;
有害金属改变生物大分子活性部位的构象, 从而改变其生物活性
重金属致毒的化学机理
从重金属致毒的角度看,由于生物大分子可 以有多个不同的配位点,同一金属在不同条 件下可与不同配位点结合;当某一配位点在 空间及电子构型上对几种金属离子都相宜 时,它们可以同时争夺这一配位点;多配位能 力还使大分子配体易形成螯合物及大环配 合物,重金属元素的致毒性经常与这种“配 位笼”在电子结构与空间构型上的选择性 联系在一起。
重金属致毒的化学机理
进入有机体的重金属元素,在与生物大分子 的配位结合中,以各种方式破坏或干扰了有 机体的正常生理活动。下面的例子具体说 明这一问题。
重金属致毒的化学机理
重金属致毒的化学机理
生物体内的硬组织(骨胳、牙齿等)称为生物矿物。由钙参 与的生物矿化是生物体内进行的重要无机化学反应。生 物体从环境中摄取的Ca2+,大部分被转化成难溶盐。难溶 盐的生成与溶解构成了钙化与脱钙的可逆过程:
重金属致毒的化学机理
这个过程需要触突膜两侧离子浓度维持不均衡状 态(形成一种化学电势),这是由腺苷三磷酸(ATP)裂 变的能量维持的。该裂变通过ATP酶实现。作为 生物体内多种酶活化剂的钙调蛋白CaM也是ATP 酶的活化剂。但通过Ca2+吸收途径进入体内的 Pb2+,却强烈抑制ATP酶的活化,而破坏触突膜两侧 正常电势,导致神经系统的铅中毒
重金属致毒的化学机理
• 生物大分子内和生物大分子间的各种相互作用有:
①高强度、定向性的共价相互作用; ②分子内荷正电与荷负电部位的静电作用; ③具有方向性的氢键作用; ④非键原子间的色散作用; ⑤疏水键作用。
重金属致毒的化学机理
大分子中疏水的侧链将尽量避免与水分子 接触而形成疏水区。疏水区周围的水分子 便排列有序而使能量升高。当分子内或分 子间的2个疏水部位靠近时,一部分有序排 列的水分子被挤出,又成为无序状态,体系的 熵值便会增加,自由能下降,从而使两疏水部 位的“结合”稳定化。这种结合就称为疏 水键
重金属致毒的化学机理
重金属致毒的化学机理
相对静止的基本结构使大分子在反应中有 一定的模式与选择性,动态的构象变化则可 以调节分子的反应能力。这种刚柔相济、 动静结合的结构特点,既赋予金属-生物大分 子配合物完成特定生理作用的能力,也带来 有害金属改变正常生理结构,导致生物体中 毒的可能性
重金属致毒的化学机理
出两类元素在化学结构上的区别。如图1[1]所示,大多数 必需元素居于周期表前部,除I,Mo外,全部在前面34种元素 之中。有害元素则几乎都位于周期表后部,除Be外,它们都 在第5和第6周期的后段,属于重金属元素
重金属致毒的化学机理
生物配体分子的原子及基团之间的相互作 用,较之一般无机或有机分子,在性质与程度 上都更为丰富而多变,呈现出一种多级作用 的特色
重金属致毒的化学机理
作为生物体必需的微量元素,锌参与了各种酶的组 成或作为酶的激活剂。锌与生物分子配位结合时, 配位键的空间构型常取四面体型,这种指样结构被 称为锌指结构。它在锌元素的生理功能中起着特 殊的结构上的作用
理
碳酸酐酶和存在于哺乳动物胰脏中的羧肽酶A(CPA)都是重 要的锌酶,如碳酸酐酶、催化二氧化碳的可逆水合作用 :CO2+H2O HCO-3+H+。在将血液中的二氧化碳从肺中排 出的过程中,这是必需的酶。X-射线研究表明,在碳酸酐酶 及羧肽酶A的活性中心,Zn2+与周围配体形成一种扭曲的四 面体结构
重金属致毒的化 学机理
材料化学1班
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目录
1 金属毒性与金属-生原理在金属致毒机理中的 应 用
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人体健康的便是毒性元素。它们在周期表中的位置反映