文档介绍：第九章生物监测
环境中的污染物可通过空气、水、食物,经呼吸道、口或表皮,以及植物的根叶进入生物体内,吸收、转化和浓缩积累。测定生物体内污染物含量,即可说明生物体受污染物危害情况,也表明环境污染状况。同时对人类减少食入污染物也是一种预防措施。所谓无公害食品或绿色食品就是依据这种监测所规范的某些物质在允许检出量以内的食物。
生物体内的污染物也可分为无机污染物和有机污染物。其中金属类无机污染物除部分参加生化代谢过程,转化化学形态和结构之外,大部分不会在生物体内转化,对生物的危害仅在于金属化合物本身所表现出的毒性作用;有机污染物在生物内可代谢转变为另一种物质,其毒性可能是污染物本身,也可能是代谢产物。因此,对生物样品进行监测时,重金属污染物以其本身为主,而有机污染物不仅要测定有机污染物本身,还要测定其代谢转化产物。另外,各种污染物在生物体内各个部位的分布极不均匀。故此,生物体内污染物含量测定的生物样品采集、处理各不相同,而测定方法与水体、土壤污染测定相近。本章重点介绍生物样品的采集与处理。
§1 污染物在生物体内的分布
一、污染物在植物内的分布
植物通过根系吸收土壤或水体中营养物质的同时也吸收了污染物,植物叶片通过气孔也会吸收气态污染物或颗粒状污染物,均经管束组织运往株体的其他部位。植物对污染物的吸收效率和积累量与污染物的性质、浓度、植物的种类、环境条件等诸多因素有关。不同来源,不同类别的污染物,在不同植物体内的分布也存在着很大的差别。
植物从土壤和水体中吸收重金属污染物时,一般的分布规律和残留含量顺序为:根>茎>叶>穗>种子。例如, 某土壤研究所应用放射性同位素镉进行水稻测试,各部位镉的残留情况列于表9-1。
表9-1 成熟期水稻各部位镉的分布情况
植株部位
每盆吸收镉总量
m/μg
镉分布百分率%
放射性记数
含镉量ω/(μg·Kg-1干物)
脉冲
(min·Kg干物)
植株根系
3540
植株地上部分
其中
茎杆
叶与叶鞘
穗轴
穗壳
糙米
375
148
44
37
35
从表中可以看到:水稻地下部分(根)镉吸收量为164微克/盆,%;,%。地面上各部位的分布状况为:茎杆>叶与叶鞘>穗轴>穗壳>糙米。
重金属污染物在植物体内各部位分布,依植物种类的不同有着很大的差异。如镉在水稻内的残留量,根部远比叶内高;但萝卜和胡萝卜却相反,其根部镉残留量比叶子残留镉低得多。似乎这种植物能将根部吸收的镉迅速输送至地上各部位。
植物受大气污染物影响时,残留污染物的分布情况与从土壤中吸收污染物的分布有所不同。表中9-2所列为放射性氟对各种蔬菜进行实验的结果。这表明在叶子中残留氟最高,其次才是根部、茎部。果实中含氟量最低。
表9-2 氟在不同蔬菜各部位的含量ω/(mg·kg-1)
蔬菜各部位
番茄
茄子
黄瓜
菜豆
菠菜
青萝卜
胡萝卜
叶片
149
107
110
164
根
—
茎
—
—
—
果实
—
—
—
有机农药在植物果实中残留分布一般情况是果皮大于果肉,糠大于米。但向果肉渗透性很强的农药,如西维因在苹果上的残留含量是果肉大于果皮。
二、污染物在动物体内分布
动物吸收有害物质之后,主要通过体液(血液和淋巴液)输送到全身,最后到达各种组织细胞的作用点发生危害。各种物质的分布大体符合下述规律:
1) 能溶解于体液的物质,几乎在体内均匀分布,如钾、钠等盐类以及氟、氯等水溶性化合物。
2) 有些污染物易贮留于肝或其他网状内皮组织系统。如水解后能生成胶体的锑、钍等三价和四价阳离子。
3) 具有亲骨性的污染物,如二价阳离子铅、钙、铍、钡、锶等在骨骼中积累量较高。
4) 对某一器官具有特殊亲和性的物质,在该器官中存在量较高。如碘对甲状腺,汞、铀对肾脏亲和性极强。
5) 脂溶性物质,如有机氯化合物等易蓄积于体内脂肪。如六六六和DDT在动物体内均以脂肪组织中含量最高。猪板油和肥膘的脂肪含量分别为肌肉的28倍,而六六六和DDT在板油及肥膘中含量分别为肌肉中含量30、35倍和53、66倍之多。在肝、肾、心、肠、胃等器官中积累量更少。
实际上,污染物在动物体内的分布是复杂的,各种亲和作用彼此交叉,往往一种污染物对某一器官有特殊亲