核环境监测与评价第7章放射性物质通过生物链向人的转移1

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1、放射性物质通过放射性物质通过生物链向人的转移生物链向人的转移 组员：石夏青 高芳芳 张勇 安仲庆 何兵 放射性物质通过生物链向人的转移放射性物质通过生物链向人的转移 人是生物圈中最高等的动物，处于整个生物链的终端，生态系统中的能量传递和物质迁移过程，环境放射性物质通过植物-动物-人这一生物链向人转移。 核设施、核爆炸等释放出放射性核素在空气、水体、土壤，并在其中进行迁移、弥散 环境中的放射性核素对人体造成外照射；通过吸入、食入对人体造成内照射。 放射性物质的生物链转移放射性物质的生物链转移 生物链转移的基本途径生物链转移的基本途径 水、空气、土壤等非生物环境物质中的放射性核素在一定条件下可进入

2、植物组织中，这是其向生物链转移的第一个环节。 陆生植物通过根吸收土壤中的放射性核素，叶、径吸附放射性核素； 水生植物通过吸附、吸收而从水中摄取放射性核素。 植物被动物食肉动物食用，放射性物质从植物向动物动物转移；食草动物被食肉动物食用，放射性物质进一步转移。 食物网食物网 进入环境中的放射性物质通过生物链向人转移的基本途径基本途径可概括为：1） ；2） ；3） ； 4） 。人作物土壤空气食入根部吸收沉积人禽畜作物空气人作物空气食入食入沉积食入沉积人作物土壤水人作物土壤水食入直接吸收灌溉食入根部吸收灌溉人水生物水食入吸收生物膜的组成和结构生物膜的组成和结构 概念概念 生物膜是构成细胞所有膜生物膜

3、是构成细胞所有膜的总称，包括围在细胞质外围的总称，包括围在细胞质外围的的质膜质膜和细胞器的和细胞器的内膜系统内膜系统组成组成膜膜 脂脂膜膜 蛋蛋 白白糖糖 类类无无 机机 盐盐金金 属属 离离 子子水水n外周膜外周膜n内膜系统内膜系统污染物在生物体内的转运及生态效应污染物在生物体内的转运及生态效应生物膜的分子结构模型生物膜的分子结构模型 流体镶嵌模型流体镶嵌模型 19721972年美国年美国SingerSinger和和NicolsonNicolson提出，认为生物提出，认为生物膜是一种流动的、嵌有各种蛋白质的脂质双分子膜是一种流动的、嵌有各种蛋白质的脂质双分子层结构，其中蛋白质犹如层结构，其中

4、蛋白质犹如一座座冰山漂移在流动一座座冰山漂移在流动脂质的海洋中。脂质的海洋中。 与过去模型的主要差别与过去模型的主要差别 突出了膜的流动性突出了膜的流动性 显示了膜蛋白分布的不对称性显示了膜蛋白分布的不对称性生生 物物 膜膜 的的 特特 性性 膜分子结构的不对称性膜分子结构的不对称性 膜分子结构的流动性膜分子结构的流动性 膜分子结构的不对称性膜分子结构的不对称性1、膜脂的分布不对称，即膜脂双分子层内外两、膜脂的分布不对称，即膜脂双分子层内外两 侧的脂种类、含量不同，如人红细胞质膜：侧的脂种类、含量不同，如人红细胞质膜：v 膜的外层卵磷脂、鞘磷脂较多膜的外层卵磷脂、鞘磷脂较多v 膜的内层脑磷脂、

5、磷脂酰丝氨酸较多膜的内层脑磷脂、磷脂酰丝氨酸较多2 2、膜蛋白的分布不对称、膜蛋白的分布不对称3 3、糖蛋白和糖脂中的多糖只、糖蛋白和糖脂中的多糖只 分布在膜的非细胞质一侧分布在膜的非细胞质一侧线粒体线粒体内内外外（二）膜分子结构的流动性（二）膜分子结构的流动性 膜的流动性主要是指膜的流动性主要是指膜脂及膜蛋白流动性膜脂及膜蛋白流动性。 合适的流动性对生物膜表现其正常功能十分重合适的流动性对生物膜表现其正常功能十分重要要. . 膜脂的流动性膜脂的流动性 膜脂的流动性主要决定于磷脂分子膜脂的流动性主要决定于磷脂分子. . 在生理条件下在生理条件下, ,磷脂大多呈流动的液晶态磷脂大多呈流动的液晶态

6、, ,磷脂在膜磷脂在膜内可作旋转运动内可作旋转运动, ,翻转运动翻转运动, ,侧向运动等侧向运动等. .当温度降至一当温度降至一定值时定值时, ,膜脂从流动的液晶态转变为类似晶体的凝胶态膜脂从流动的液晶态转变为类似晶体的凝胶态, ,这个温度称为这个温度称为相变温度相变温度. .凝胶状态也可再熔解为液晶态。凝胶状态也可再熔解为液晶态。各种膜脂由于组分不同而具有各自的相变温度。各种膜脂由于组分不同而具有各自的相变温度。 膜蛋白的流动性膜蛋白的流动性 膜蛋白只能做侧向扩散和旋转扩散膜蛋白只能做侧向扩散和旋转扩散, ,其速度平均比其速度平均比膜脂小膜脂小10-10010-100倍倍. .物质通过生物膜

7、的方式物质通过生物膜的方式 污染物质在生物体内的各个过程，大多涉及其必须通过机体的各种生物膜。物质通过生物膜的方式根据机制可分为以下五种： 1.膜孔滤过 2.被动扩散 3.被动易化扩散 4.主动转运 5.胞吞和胞饮1.膜孔滤过 直径小于膜孔的水溶性物质。可借助膜两侧的静水压和渗透压 经膜孔滤过。2.被动扩散 脂溶性物质顺浓度梯度扩散通过有类脂层屏障的生物膜。扩散速率服从Ficks Law: 式中： 物质膜扩散速率； 膜厚度； 膜两侧物质的浓度梯度； 扩散面积； 扩散系数；xcDAdtddtdxtAD2.被动扩散 扩散系数取决于通过物质和膜的性质。一般脂/水分配系数越大，分子越小，或在体液PH条

8、件下解离越少的物质，扩散系数也越大；而容易扩散通过生物膜。 特点：被动扩散不需耗能，不需载体参与，因而不会出现特异性选择、竞争性抑制及饱和现象。3.被动易化扩散 有些物质可在高浓度侧与膜上特异性蛋白质载体结合，通过生物膜，至低浓度侧解离出原物质 特点：它受到膜特异性载体及其数量的限制。因而呈现特异性选择、竞争性抑制及饱和现象。4.主动转运 在需消耗一定的代谢能量下，一些物质可在低浓度侧与膜上高浓度特异性蛋白载体结合，通过生物膜，至高浓度侧解离出原物质。 特点与被动易化扩散相同。5.胞吞和胞饮 少数物质与膜上某种蛋白质有特殊的亲和力，当其与膜接触后，可改变这部分膜的表面张力，引起膜的外包或内陷而

9、被包围进入膜内，固体物质的这一转运称为胞吞，而液体物质的称为胞饮。 物质以何种方式通过生物膜，主要决定于机体各组织生物膜特性和物质的结构、理化特性。其中物化性质包括脂溶性、水溶性、解离度、分子大小等。 被动易化扩散和主动运转式是正常的营养物质及其代谢物通过生物膜的主要方式。污染物质在机体内的转运 污染物在机体内的运动过程包括吸收、分布、蓄积、排泄和生物转化.前三者统称转运,而排泄与生物转化又称为消除。1.吸收吸收 吸收是污染物质从机体外，通过各种途径通透体膜进入血液的过程。吸收的途径主要是机体的消化管、呼吸道和皮肤。2.分布 分布是指污染物质倍吸收后或其代谢转化物质形成后，由血液转送至机体各组

10、织；与组织成分结合；从组织返回血液；以及再反复等过程。在污染物的分布过程中，污染物的转运以被动扩散为主。 脂溶性污染物质易于通过生物膜。高脂溶性低解离度的污染物质经膜通透性好,容易通过血脑屏障，由血液进入脑部,如甲基汞化合物。非脂溶性污染物质很难进入脑部，如无机汞化合物。3.排泄 排泄是污染物及其代谢物质向机体外转运的过程。排泄器官由肾、肝胆、肠、肺、外分泌腺等，而以肾和肝胆为主。4.蓄积 吸收超过排泄及其代谢转运，则会出现污染物在体内蓄积。吸收超过排泄及其代谢转运，则会出现污染物在体内蓄积。 蓄积量是吸收、分布、代谢转化和排泄各量的代数和。主要蓄积量是吸收、分布、代谢转化和排泄各量的代数和。

11、主要集中在体内的某些部位。集中在体内的某些部位。 机体的主要蓄积部位是血浆蛋白、脂肪组织和骨骼。污染物机体的主要蓄积部位是血浆蛋白、脂肪组织和骨骼。污染物质常与血浆蛋白结合而蓄积。质常与血浆蛋白结合而蓄积。污染物质的生态效应污染物质的生态效应 生物富集:指生态系统中同一营养级上许多生物种群或者生物个体，从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物，使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。 生物放大:指生态系统的食物链上，高营养级生物以低营养级生物为食，某种元素或难分解化合物在生物机体中浓度随营养级的提高而逐步增大的现象。生物放大的结果使食物链上高营养级生物体中该类物质的浓度显著超过环境中的浓