书城科普环境中有害物质知多少
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第2章 什么叫环境(2)

(3)农业污染源农业污染源是指由于农业生产而产生的水污染源,如降水所形成的径流和渗流把土壤中的氮肥、磷肥和农药带入水体;由牧场、养殖场、农副产品加工厂的有机废物排入水体,它们都可以使水体的水质发生恶化,造成河流、水库、湖泊等水体污染,有的导致水体富营养化,农业污染源往往是非点源污染,它具有三大不确定性,即在不确定的时间内,通过不确定的途径,排放不确定数量的污染物质。由于上述三个不确定性也就决定了不能用治理点污染源的措施去防治非点源污染源。

土壤中的化学性污染从何而来

土壤污染是指人类活动所产生的污染物质通过各种途径进入土壤,其数量超过了土壤的容纳和同化能力,而使土壤的性质、组成及性状等发生变化,并导致土壤的自然功能失调,土壤质量恶化的现象。

土壤污染物质的来源极为广泛,其主要来自工业和城市的废水和固体业和城市废水中,常含有多种污染物,当长期使用这种废水灌溉农田时,便会使污染物在土壤中积累而引起污染。利用工业废渣和城市污泥作为肥料施用于农田,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。

②现代农业大量施用农药和化肥而造成土壤污染。如有机氯杀虫剂中滴滴涕、六六六等能在土壤中长期残留,并在生物体内富集。③禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物含有寄生虫、病原菌和病毒,当利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理便会引起土壤或水体污染,并通过农作物危害人体健康。④大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物可通过沉降或降水而降落到农田。此外,造成土壤污染的还有自然污染源。例如,在含有重金属或放射性元素的矿床附近地区,由于这些矿床的风化分解作用,也可造成周围地区土壤的污染。

土壤污染有化学污染、物理污染、生物污染和放射性污染等,其中尤以土壤的化学污染最为普遍、严重和复杂。土壤的化学污染物,可分为无机污染和有机污染物两大类。①无机污染物:土壤中的无机污染物包括对动植物有危害的元素和化合物,主要是重金属和类金属元素、放射性元素、营养物质和其他无机物质等。重金属和类金属元素如汞、镉、铜、锌、铬、铅、砷、镍、钴、硒等;放射性元素指锶、铯、铀等;营养物质主要指氮、磷、硫、硼等;其他物质主要指氟、酸、碱、盐等。②有机污染物:土壤中的主要有机污染物是有机农药,目前大量使用的农药约有50种。其中包括有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、苯氧羧酸类、苯酰胺类等。此外,石油、多环芳烃、多氯联苯、甲烷、洗涤剂和有害微生物等,也是土壤中常见的有机污染物。

污染物质可以通过多种途径进入土壤,其主要发生类型可归纳如下:

(1)大气污染型土壤污染物质来源于被污染的大气,其特点是以大气污染源为中心呈环状或带状分布,长轴沿主风向伸长,污染的面积、程度和扩散距离取决于污染物质的种类、性质、排放量、排放方式及风力大小等。大气污染型的土壤污染特征是:污染物质主要集中在土壤表层,耕作土壤则集中在耕作层,其主要污染物是大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物以及飘尘中含有的重金属、非金属有毒有害物质和放射性散落物等多种物质,这些物质通过沉降或降水到达地面,以致对土壤造成多种污染。

(3)固体废弃物污染型主要是工厂矿山的尾矿、废渣、污泥和城市垃圾等作为肥料施用或在堆放过程中通过扩散、降水淋滤等直接或间接地影响土壤。工业废渣的堆放不仅占用了大片土地,而且严重地污染了周围的土壤和水体。

(4)农业污染型农业生产中施用的农药,一部分可直接落入土壤。飘浮于空中的部分农药可通过沉降或降雨进入土壤。一些分解慢、残留期长的农药如有机氯农药,也可随腐烂植物的根、茎、叶进入土壤。农作物施用化学肥料过多,会造成氮和磷过剩,导致土壤污染。如果残留在土壤中的农药、重金属等物质受到地表径流或土壤风蚀的作用,就会向其他地方转移,从而扩大土壤的污染范围。

(2)水污染型受污染的地面

水体和未经处理的城市污水被用于灌溉农田,造成土壤污染。污灌土固体废弃物污染型壤的污染物质一般集中于土壤表层,但随着污灌时间的延长,其也可由上部土体向下部土体扩散和迁移,以至到达地下水层。这种类型的污染特点是沿河流或干支渠呈枝状或片状分布。人食用被污染的蔬菜、鱼类后容易引起各种传染病。

化学性有害物质会产生哪些毒害作用化学性有害物质对机体产生损害的总和称为毒害作用。根据机体的功能层次划分,化学性有害物质对机体的直接毒害作用可以大致区分为致死效应、生长效应、生殖效应、形态结构效应、行为效应和致突变效应。

致死效应是化学性有害物质对机体最强烈的损害效应,机体暴露后可在短时间内死亡。常用该效应评价一种化学性有害物质的毒性。

生长效应是指化学性有害物质抑制机体的生长发育,使生长速度降低,通常以对照或实验起始值作为基准,表述为相对生长率。生长效应与细胞的分裂有关。一般来说,能影响细胞分裂的化学性有害物质,通常会影响到机体的生长。

生殖效应是指化学性有害物质对机体的生殖过程所产生的损害作用。由于不同生物的生殖过程相差很大,所以化学性有害物质的生殖效应也很复杂。生殖效应的关键问题在于能否使后代避免有害物质的损害。

形态结构效应是指在化学性有害物质作用下,机体器官或组织的外形和解剖构造发生损伤性改变,失去了固有的形态结构特征。这种损伤可以是急性的,如各种强酸强碱对机体的灼伤;也可以是慢性的。这类效应一般与化学性有害物质促使细胞异常死亡和异常增生有关,常与其他类型的效应同时发生。

行为效应是指在化学性有害物质的作用下,机体所具有的可观察、可记录或可测量的活动发生的异常改变。在全身各系统中,神经系统对化学性有害物质的损伤作用最为敏感。当化学性有害物质导致其他器官或系统损害时,往往也会影响到神经系统。化学性有害物质对神经系统的损害作用可以通过行为改变表现出来,而且往往在化学性有害物质对机体产生严重毒害作用之前的早期就可能在行为上得到反映。

化学性有害物质也可产生致突变效应。致突变效应一般属不可逆毒作用,在机体停止接触化学性有害物质后,其损害作用继续存在,甚至其损害作用可延续到后代。产生的不良后果有机体细胞发生癌变,胚胎死亡及后代发生畸形等。

实际上,化学性有害物质作用于机体时,往往不止产生一种毒害作用,多数情况下是数种毒害作用的综合作用。这些不同类型的毒害作用既可以同时发生,也可以先后发生。

化学性有害物质会产生联合作用吗

在环境中往往是多种化学性有害物质同时并存,对机体同时产生毒性危害。凡两种或两种以上的化学性有害物质同时或短期内先后作用于机体化学性有害物质同时作用于机体时所产生的毒性反应性质和拮抗大小,可将化学性有害物质的协同联合作用分为下列几类。

(1)相加多种化学性有害物质所产生的毒害作用的强度是各自单独作用强度的总相加和,此种作用称为相加作用。独立化学结构相近或同系物,或毒作用靶器官相同,作用机理类似的化学性有害物质同时存在时,往往发生相加作用。

(2)协同两种化学性有害物质同时进入机体后,所产生的毒害作用强度远远超过各单个物质作用强度的总和,称为协同作用。例如四氯化碳和乙醇对肝脏均有毒性,当同时进入机体时,对肝脏产生的损害远较它们单独作用时大。

(3)拮抗两种化学性有害物质同时进入机体后,其中一种化学性有害物质可干扰另一种化学性有害物质的生物学作用,或两种化学性有害物质互相干扰,使混合物的毒害作用强度低于各自单独作用的强度之和,称为拮抗作用。凡能使另一种化学物的生物学作用减弱的化学物,称为拮抗剂。

(4)独立混合物中各种化学性有害物质对机体产生的作用不同,其作用方式、途径、受体和部位也不同,彼此之间互不影响,仅表现为化学性有害物质各自的毒害作用。但混合物的毒性仍比单个物质的毒性大,因此称为独立作用。

生物性污染从何而来

几乎在世界任何地方的大气、土壤、水体及生物体内都能发现生物性污染。环境中能够对人体产生危害的病原体主要是各种病原微生物和寄生虫。

(1)空气中的病原体空气中的病原体主要来源于土壤,水体,腐败动植物尸体,带有病原体的人和动物粪便、唾液、痰、呼吸道黏液及其他排泄物等。空气中的病原体主要有:细菌,如芽孢杆菌属、无色杆菌属、八叠球菌属、细球菌属细菌、结核杆菌、白喉杆菌、溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌、脑膜炎球菌等;真菌,如各种真菌孢子,一些放线菌;支原体;病毒,如流感病毒、麻疹病毒、冠状病毒等。一般来说,人口稠密的地区病原体的数量比人烟稀少的地区多,而北极则没有。

(2)水体中的病原体水体中病原体主要来自人和动物的粪便、生活垃圾和污水以及某些工业废弃物。污染水体的病原体主要有三大类,即病毒、细菌和寄生虫。水体中的病毒主要有肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒、腺病毒、疱疹病毒、流行性腮腺炎病毒等。污水中最常见的致病性细菌有沙门菌、志贺菌、霍乱弧菌、致病性大肠杆菌等。钩端螺旋体也是水体的重要污染物。水体中最重要的寄生虫为血吸虫,此外还有溶组织阿米巴及其他原虫等。

(3)土壤中的病原体土壤中的病原体主要来源于人畜粪便、生活污水、医院污水和含有病原体的工业废水、人和动物尸体等。污染土壤的病原体包括细菌、寄生虫及病毒。土壤中常见的致病菌有沙门菌、志贺菌、霍乱弧菌等。寄生虫的生活史较为复杂,其不同的发育阶段所寄居的环境不同。土壤是蠕虫卵或幼虫生长发育阶段必须经历的场所。各种蠕虫卵在土壤中的存活期与多种条件有关。例如,蛔虫卵能在0℃以下的土壤中生存,当寄生的土壤表面较为干燥或紫外线照射时可很快死亡。

生物性有害物质有哪些

自然界中的病原体主要有各种微生物和寄生虫。此外,对人类而言,动植物毒素常常也是有害物质。常见的植物类毒素有苦杏仁、桃仁中的氰苷,菜子油、棉子油中的毒蛋白、毒苷、棉酚等,马铃薯中的龙葵碱,毒芹中的毒芹毒素等。动物性毒素有河豚毒素、胆毒、蝎毒、蛇毒、蟾蜍毒素、斑蝥毒素等。

病毒是一类传染性极强的微生物。植物受病毒侵害后可导致产量减少,品质受损。人和动物受病毒感染后,可造成不同程度的组织器官损害和功能降低,严重者可导致死亡。与人类健康有关的病毒种类很多。

真菌的种类非常多,主要存在于阴暗、潮湿、通风不良的环境中。真菌中的霉菌是粮食作物的主要污染物,可造成各种食品霉变腐败。真菌对人体的危害主要是其毒素作用的结果。常见的真菌毒素有蘑菇毒素、麦角毒素、黄曲霉毒素、烟曲霉毒素、赭曲霉毒素、杂色曲霉毒素、展青霉素等,其中黄曲霉毒素具有极强的致癌作用。

放线菌、钩端螺旋体、支原体等也是自然界中危害性很大的病原体。

细菌主要存在于土壤、水体及带菌的人和动植物体内,空气中经常漂浮着某些细菌或细菌芽孢。细菌对人体的危害一方面是直接造成的损害,另一方面是细菌毒素作用的结果。自然界中细菌种类很多,与环境污染有关的细菌至少有几十种,有些细菌可产生毒素,如肉毒梭菌产生的肉毒毒素,副溶血性弧菌产生的溶血毒素,金黄色葡萄球菌产生的肠毒素、溶血素、杀白细胞素等。

寄生虫主要存在于土壤、水体、粪便、人和动物的消化道、呼吸道及其他组织器官内。各种寄生虫的生活史是不同的,同一种寄生虫在不同发育阶段对环境的污染程度不同,对人和动物产生的危害也不一样。寄生虫对人体的危害首先是机械性损伤,其次一些寄生虫产生的毒素也可对机体造成不同程度的危害。

物理性有害物质有哪些

随着科学技术的飞速发展和工业化及城市化的快速推进,人类活动所引起的环境物理性污染已成为继化学性污染之后另一类重要的人为污染。物理性污染对人体的危害是非常复杂的,包括机体损伤和精神危害。工作在红外线辐射环境中的人,可感到烦躁不安、浑身不适。长期生活在噪声污染的环境中,由于严重影响睡眠或休息,经常可出现疲乏感,降低工作的精确度,降低脑力劳动的效率,能使正常工作和生活的质量显着下降。刺耳或剧烈的噪声还会给人造成一些恐惧感,影响正常的学习和工作秩序。物理性污染对人体的危害主要是机体损伤。有些还具有致死作用。环境中的物理性污染既可对人体产生急性损害,也可产生长远影响,甚至危害子孙后代。常见的物理性污染有放射性污染、光污染、热污染、电磁污染、噪声污染等。

什么是放射性污染