有毒物質生物循環
20世紀60年代以來,生態系統的研究有了很大發展,物質循環的研究是生態系統研究的重要內容之一。由於工業的廢水、廢氣、廢渣以及農藥等所含毒物能通過食物鏈富集轉移,危害人畜,因而有毒物質的生物循環受到人們的重視。有毒物質分類 有毒物質可分為無機毒物和有機毒物兩大類。無機毒物如汞、鉛、砷、鎘、鉻、氟等,其中有許多能在生物體中富集、積累。有機毒物如酚、氰、有機氯、有機磷、有機汞、乙烯等,按降解難易程度又可分為易降解的(如酚、氰等)和難降解的(如有機氯、有機汞等)兩類。前者在生物循環過程中往往容易被分解為簡單的物質而解毒;後者的化學性質穩定,不易被生物分解,對人畜危害較大。
主要循環系統 有毒物質的生物循環系統主要有:
①“廢水—水體—水生植物—水生動物—人畜”循環系統:有毒物質通過廢水進入水體,被水生植物吸收,然後通過食物鏈進入水生動物(水生動物也可以直接吸收),再進入禽類、家畜和人體。水生生物和人、畜、禽類機體中的有毒物質,又可以通過排泄物和殘體腐爛,重新回到水體中。例如某湖因常年接受磷肥廠的廢水而使湖水含氟量增高,濃度達到0.3~0.4ppm,湖中狐尾藻(Mgriophgllum verticillatum)的含氟量達60~70ppm,鯽魚骨骼含氟50~100ppm,蝦含氟200ppm以上,當地飼養的鴨因大量捕食魚蝦,骨骼含氟量達4515ppm。
②“廢水—水體—土壤—植物—人畜”循環系統:有毒物質通過廢水進入水體,通過灌溉進入農田,然後被植物的根系吸收,進入植物機體,進而危害人畜。植物和人畜機體中的有毒物質,又會通過排泄物和殘體腐爛,回到土壤和水體中。中國通過污水灌溉研究證明,酚、氰、砷、汞、鉻等有毒物質都能參與這樣的生物循環。酚、氰易被分解,而重金屬元素則可長期富集、轉移。
③“廢氣—大氣—土壤—植物—人畜”循環系統:有毒物質通過廢氣或煙塵進入大氣,然後降落地面。一部分直接由動物和人吸入體內;一部分通過植物的葉片進入植物體內;另一部分落入土壤被植物根系吸收,人食用後進入人體。然後,通過排泄物和殘體腐爛,這些有毒物質又返回土壤、水體和大氣中。例如某些冶煉廠排放的煙塵中含有銅、鉛、砷、鎘等有毒物質,通過大氣、土壤、植物進入人體,造成各種疾病。有些工廠排放的含氟氣體通過土壤、牧草危害牲畜,或通過桑葉危害家蠶等。
④“農藥—土壤—植物—人畜”循環系統:農藥噴灑在農作物葉片上或散入土壤里,能夠進入植物體成為殘毒,然後進入人畜體內,再返回土壤、水體。例如某些地區使用有機氯農藥較多,使大量有機氯農藥殘毒留在雞飼料中,並在雞、蛋中富集,威脅和危害人體健康。
有毒物質生物循環的研究不僅具有理論意義,可以了解生態系統平衡和破壞的規律;而且具有實踐意義,可以據此設法切斷循環鏈,阻止有毒物質繼續為害。