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有毒物质生物循环

[拼音]:youdu wuzhi shengwu xunhuan

[外文]:biological cycle of toxic substances

有毒物质通过大气、水体、土壤等环境介质,进入植物、动物、人体等生物领域,然后又随着植物的枯枝落叶或动物和人的遗体、排泄物,经微生物分解回到土壤、水体、大气中,如此 始,称为有毒物质生物循环(见图)。

20世纪60年代以来,生态系统的研究有了很大发展,物质循环的研究是生态系统研究的重要内容之一。由于工业的废水、废气、废渣以及农药等所含毒物能通过食物链富集转移,危害 ,因而有毒物质的生物循环受到人们的重视。

有毒物质分类

有毒物质可分为无机毒物和有机毒物两大类。无机毒物如汞、铅、砷、镉、铬、氟等,其中有许多能在生物体中富集、积累。有机毒物如酚、氰、有机氯、有机磷、有机汞、乙烯等,按降解难易程度又可分为易降解的(如酚、氰等)和难降解的(如有机氯、有机汞等)两类。前者在生物循环过程中往往容易被分解为简单的物质而解毒;后者的化学性质稳定,不易被生物分解,对 危害较大。

主要循环系统

有毒物质的生物循环系统主要有:

(1)“废水—水体—水生植物—水生动物— ”循环系统:有毒物质通过废水进入水体,被水生植物吸收,然后通过食物链进入水生动物(水生动物也可以直接吸收),再进入禽类、家畜和人体。水生生物和人、畜、禽类机体中的有毒物质,又可以通过排泄物和残体腐烂,重新回到水体中。例如某湖因常年接受磷肥厂的废水而使湖水含氟量增高,浓度达到0.3~0.4ppm,湖中狐尾藻(Mgriophgllum verticillatum)的含氟量达60~70ppm,鲫鱼骨骼含氟50~100ppm,虾含氟200ppm以上,当地饲养的鸭因大量捕食鱼虾,骨骼含氟量达4515ppm。

(2)“废水—水体—土壤—植物— ”循环系统:有毒物质通过废水进入水体,通过灌溉进入农田,然后被植物的根系吸收,进入植物机体,进而危害 。植物和 机体中的有毒物质,又会通过排泄物和残体腐烂,回到土壤和水体中。我国通过污水灌溉研究证明,酚、氰、砷、汞、铬等有毒物质都能参与这样的生物循环。酚、氰易被分解,而重金属元素则可长期富集、转移。

(3)“废气—大气—土壤—植物— ”循环系统:有毒物质通过废气或烟尘进入大气,然后降落地面。一部分直接由动物和人吸入体内;一部分通过植物的叶片进入植物体内;另一部分落入土壤被植物根系吸收,人食用后进入人体。然后,通过排泄物和残体腐烂,这些有毒物质又返回土壤、水体和大气中。例如某些冶炼厂排放的烟尘中含有铜、铅、砷、镉等有毒物质,通过大气、土壤、植物进入人体,造成各种疾病。有些工厂排放的含氟气体通过土壤、牧草危害牲畜,或通过桑叶危害家蚕等。

(4)“农药—土壤—植物— ”循环系统:农药喷洒在农作物叶片上或散入土壤里,能够进入植物体成为残毒,然后进入 体内,再返回土壤、水体。例如某些地区使用有机氯农药较多,使大量有机氯农药残毒留在鸡饲料中,并在鸡、蛋中富集,威胁和危害人体健康。

有毒物质生物循环的研究不仅具有理论意义,可以了解生态系统平衡和破坏的规律;而且具有实践意义,可以据此设法切断循环链,阻止有毒物质继续为害。

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