① 辐射生物效应有哪些
辐射的生物效应有如下几点:
1、可能是遗传物质发生改变,也即基因突变。
2、可能使得酶等物质被破坏,进而使得活细胞死亡。
3、辐射本身的能量可能会造成灼伤。
② 什么叫静磁场生物效应
所谓的静磁场,是指主磁场。主磁场除了很危险的投射效应外还存在着主磁场的生物效应,主磁场是磁共振系统的主要组成部分。随着技术的发展应用于医学成像的磁共振场强越来越高。美国FDA和英国的NRPB分别将医学磁共振成像的最高场强限制在3.0T和2.5T以内,目前超高磁场的医学成像仅限于实验室内进行。
1. 温度效应
目前静磁场对人体体温的影响主要有三种观点:使体温升高;使体温下降;体温不受影响。在1989年,G.S.Frank等在1.5T场强中采用荧光温度计进行了精确的测量研究证实:磁场对人体的温度不产生影响。由于该实验设计的较科学精确,被广泛的认同接受。
2. 磁流体力学效应
磁流体动力学效应是指静磁场对人体中的血流及其他流动液体产生的生物效应。主要表现为心电图改变和红细胞的沉积速度改变并可能感应生物电位。对心电图改变主要表现为T波幅度的加大以及一些特异性波形的轻微变化,一旦离开场强该现象均会消失,场强对ECG的影响并不是很明显,目前主要认为是生物电位变化的结果。在MRI系统中,由于静磁场引起的ECG变化并不伴随其他循环系统及心功能的障碍,因而认为其没有生物风险,但对心脏病患者检查应注意其ECG变化情况。
血液在磁场中的沉积现象又叫静态血磁效应。血液中的血红素含有铁离子,它具有一定的磁性,其磁性的大小与血红蛋白的氧合水平有关。脱氧血红蛋白具有较大的磁矩表现为顺磁性,在强磁场中表现一定程度的沉积,基于该原理,验室应用梯度场来分离血液。但人体正常循环的血液在磁共振检查中观察不到血沉现象,原因在于血液的流动完全阻止血细胞的沉降,所以在目前的成像场强下静态血磁效应可以不以考略。
感生生物电位主要与场强强度、脉管直径,血流速度、血流方向(夹角)及血液的磁导率等有关。主要表现在动态血磁效应方面,在人体的肺动脉,升主动脉处最明显,但此效应引起的电位变化可忽略不计。
3. 中枢神经系统效应
由于神经系统的传导是一种电活动,磁场有可能干扰突触处乙酰胆碱和去甲肾上腺素等神经递质的释放,从而会对神经系统神经电荷载体或传导过程产生影响。另一方面基于磁流体动力学机制,强磁场可能会引起脑血流量的改变,从而引起中枢神经系统的效应。目前大部分研究表明静磁场对神经系统的结构和功能不会产生任何影响,但也有部分学者持不同的观点。现在国际上公认短期内暴露于3.0T以下的静磁场对人体中枢神经系统不会产生显着的不良影响。但在超高(一般认为大于3.0T)场强中,人会出现明显的生理变化,如眩晕、头痛、恶心、呕吐、口有异味、幻觉等。
③ 什么是环境生物效应
环境生物效应是环境诸要素变化而导致生态系统变化的效果。这种效应的许多例子是大家所熟悉的,如现代大型水利工程,使鱼、虾、蟹等水生生物的繁殖受到不同程度的影响。另外,工业废水大量排入江河、湖泊和海洋,也会使鱼贝类水生生物受到严重危害。还有,对森林的滥砍滥伐,不仅会造成水土流失、增加干旱、风沙等灾害,从而使农业减产、城市受害,而且还会使鸟类的栖息场所缩减,影响鸟类繁衍,增多虫害,等等。
④ 污染物迁移中的物理、化学、生物效应
污染物进入地下水后,可与原先的水、岩土介质和水中生物主要是微生物发生各种物理交换、化学反应和生物分解等多种联系,从而引起地下水水质的变化,其结果称为物理、化学、生物效应。这些效应有正、有负。所谓正效应是指在上述作用下,地下水中污染物浓度降低并基本达到天然背景值或某一规定水平,有时又称自然净化。另一种是负效应,即经过物理、化学、生物作用使污染程度加剧。事实上,无论是物理作用、化学作用,还是生物作用,都具有两重性。在某些情况下,其中一种具体作用可能会降低某种组分的浓度,减轻或去除这种污染物,而在另一种条件下,则会使这种组分增加,而加剧其污染效果。因此,研究时要针对不同的物理、化学条件以及具体的污染组分,做出具体分析。
(一)物理作用
地下水污染物在迁移过程中发生的物理作用有吸附、过滤、稀释三种。
1.物理吸附
物理吸附是由于岩土表面静电引力,使水中的离子被吸附在岩土颗粒表面的现象。由于键联力比较弱,在一定条件下,岩土颗粒所吸附的离子也可以被水中另一种离子替换,即发生离子交换。附着在岩土颗粒上的离子再次进入水中的现象称为解吸。物理吸附是可逆过程。一般而言,当水中的某种离子被吸附的同时,岩土颗粒表面也会有另一种离子解吸,所以,物理吸附只是对某些污染组分的暂时截留,不会彻底去除。物理吸附对如下污染组分具有截留的作用,如K+、Na+、Ca2+、Mg2+和一些金属离子,包括Cu、Hg、Pb、Ni、Cd、Co、Mn等,另外,对某些碳氢化合物如苯、酚、石油类产品也具有截留作用。
2.过滤
过滤是指透水介质的空隙小于固体污染物粒度的条件下,固体污染物被阻滞而不能随水流迁移的现象。能够被过滤的地下水污染物包括化学沉淀物如CaCO3、CaSO4、Fe(OH)3、Al(OH)3等,以及泥、沙、絮凝状的微生物集合体和絮凝状的有机物等悬浮或漂浮物质。显然,过滤作用是否明显,与固体污染物的粒度和透水介质的隙径有关,隙径越小,过滤作用越明显,所以,亚黏土、亚砂土要比砂砾石、裂隙、岩溶地层具有更好的防止固体污染物迁移的效果。
3.稀释
稀释是高浓度的污染水进入含水层与地下水混合,混合后地下水污染组分浓度低于原污染水,或者是已污染的地下水得到未污染水的补给(降水入渗补给或侧向径流补给),使污染组分浓度降低的过程。地下水长期观测结果表明,地表堆放污染物的地段,降水后,潜水的污染程度会增高。在地表和土壤均未被污染的地段,侧向渗流污染的潜水会因降水入渗水的掺和,污染程度降低。这些现象均与稀释有关,只不过前一种情况是污染物溶解,地下水遭到污染;后者是地下水污染浓度因稀释而降低。
(二)化学作用
化学作用包括化学吸附、溶解沉淀和氧化-还原反应三种。
1.化学吸附
化学吸附不同于物理吸附,是以化学键的方式将吸附的离子束缚,使之成为胶体结晶格架的一部分,如果水化学条件不发生明显改变,被吸附的离子不会重新返回水中,所以,化学吸附是不可逆的,可使某些污染物从水中去除。由于在实际工作中,严格区分物理吸附和化学吸附是十分困难的,所以,常将两种吸附效应一并考虑,用交换容量(CEC)来表示。交换容量是表征岩土介质吸附能力大小的一个指标。一般而言:①颗粒比表面积越大,即颗粒个体越小,交换容量也越大,所以黏粒含量高的土壤具有较强的截留污染物的能力;②岩土颗粒表面电荷的正、负性及电荷的多少与pH有关,pH低时,正的表面电荷占优势,吸附水中的阴离子,pH高时,岩土颗粒表面完全是负电荷,吸附水中的阳离子。能够被化学吸附的污染组分有Al、K、Mn、Zn、Cr、Co、Ni等金属离子,另外,化学吸附也可去除如硫磷、毒莠定、西维因、百草枯、多氯联苯等有机化合物。
2.溶解和沉淀
溶解和沉淀是污染物进入地下水和从中脱出的两种相反的化学过程。前者是使污染物从固相变为液相,后者是从液相变为固相,这两种作用既发生在某些固体污染源释放污染物的过程中,又是含水层中水-岩相互作用的一个重要方面。至于溶解和沉淀是在什么条件下会发生,需要读者参考水文地球化学的相关知识,在此不再赘述。
3.氧化-还原反应
氧化-还原反应是地下水中非常普遍的化学过程,而污染组分进入含水层后,这一过程会变得更为复杂。污染物(水)会与业已存在的天然水、岩土介质、微生物相互作用,某些物质失去电子,发生氧化反应,另外一些物质会得到电子,发生还原作用。由于电子转移和得失是同时发生的,所以称这种化学反应为氧化-还原作用。由于各种物质的氧化态还原能力不同,而且许多元素具有多种氧化态,如Fe有二价和三价,Mn有二价和四价,吸引电子的能力强弱也不同,因此,在某些条件下,有些物质或氧化态更易吸引电子,发生还原反应,相应地下水中另外一些物质会释放电子发生氧化反应。至于哪些物质以何种氧化态的形式出现在水中,则与地下水中的pH-Eh条件有关。例如Cr、As、Se在氧化条件下(Eh值较高),pH为7左右的地下水中,往往以一价或二价的阴离子形式存在,容易随水迁移,当Eh值很低时则形成难溶的硫化物沉淀。又如Fe当地下水Eh值大于0.77V,pH小于2.76时,Fe3+出现在地下水中,当pH、Eh值超出这个范围时,可能形成Fe(OH)3沉淀或转变为Fe2+。研究表明,氧化环境有利于硝化作用的形成,所以地下水中常见NO-3,而Cr和一些难溶的金属硫化物可转变为易溶的硫酸盐;还原环境不利于Pb、Cd等重金属的迁移,NO-3也因反硝化转为气态氮逸散。除此之外,地下水中发生的氧化还原反应几乎都需要微生物的催化。起催化作用的微生物主要是细菌,如硝化杆菌、反硝化杆菌、硫还原菌等,它们的作用是加快氧化-还原反应的进行。
(三)生物作用
除上面提到的微生物对氧化-还原反应的影响外,这里所说的生物作用主要是指微生物的降解和生物的吸纳作用。
1.生物降解
生物降解主要是微生物对天然的和人工合成的有机物的破坏或矿化作用,使复杂的有机物变为简单的有机物或者转变为无机物的过程。微生物降解可在溶解氧较多的地下水中快速进行。在缺氧条件下,有些微生物可通过对含氧化合物如NO-3、SO2-4的分解,获取其中的氧生存,以完成对有机物的降解过程。生物降解的最终产物是无机盐、CO2和H2O,可以消除有机物污染的危害,但在不充分降解时,也可能会形成中间产物,成为有毒害作用的新污染物。
2.生物的吸纳
地下水是某些微生物的生存环境,地下水中许多化学组分是微生物的生长与繁殖所必需的营养物质,如N、P、K、Ca、Mg、Na、S、Cl等。另外,有些微量元素如Cu、Zn、Cr、I、Co等,它们对调节生物的生理机能也起着重要作用。所以,当地下水的污染组分中含有这些物质时,微生物的存在将有助于减轻污染程度。
⑤ 什么是生物学效应请简述钙元素的生物学效应
生物效应是指某种外界因素(例如生物物质、化学药品、物理因素等)对生物体产生的影响。钙元素的生物学效应有四点:
1 、作为第二信使起作用
2 、参与或协调其他第二信使的代谢和对细胞生理功能的调节
3 、在肌肉收缩、激素、消化酶类和神经递质的释放中起重要的作用.
4 、参与生物膜通透性及细胞兴奋性的控制、细胞代谢、细胞形态的维持、细胞周期的调控以及生殖细胞的成熟和受精等.
⑥ 什么是生物效应检测
生物检测是指定期的检查人体生物材料中毒物和其代谢产物的含量,或由其所致的生物效应水平,并与参比值进行比较,以评价人体接触毒物的程度及可能的健康影响。
⑦ 电磁场的生物效应包括什么
大量科学研究证实,人体作为一个生命有机体,细胞内确实存在着生物电现象。然而,经过测量之后,专家们发现存在于人体内的生物电,它的能量极其微小,小到人们根本无法察觉到。
人体本身也是一个小小的磁源,人体“生物磁”产生有两大原因:一为体内钾、钠、镁离子的活动产生了生物电,有电就有磁场;二是人体内沾染了含铁的灰尘和微小的有机体。现代医学证实,适量磁场,有益健康。
现代医学已设立“磁医学”分科,专门研究磁与健康的关系。电生理学表明,人体的脑、心、肾、脾、胃、肌肉、神经乃至毛囊,都有着强弱不等的微弱磁场(约为地球磁场的千万分之一),尤以大脑中的磁场为最强。若这种电磁场的平衡变化受到各种因素(主要是外界电磁场)的干扰,就会造成人体种种不适,即“现代磁缺乏症”。它有多种表现:在生理上,自律神经调节失常、情感失调、新陈代谢紊乱;细胞衰老加速;血液无活性、血脂升高、血黏度升高、动脉硬化加速……在临床上出现多种不适症:头痛头晕、关节酸痛、腰酸背痛、眼目昏花、胸闷腹胀、失眠多梦和肾虚气喘等
有一种理论认为:人们通常所说的生物钟,实际上就是指人体内的生物电电场与环境磁场的共振效应。也就是说,只有体内生物电与环境磁场相适应,才能使人的情绪、反应、睡眠等表现出与环境变化相适应的生物钟现象。如,当夜晚来临,环境磁场逐渐减弱,人体内的生物电流动趋向平缓,就很容易产生睡意而入睡;当黎明到来,地球磁场逐步增强,人体的生物电也趋向活跃,人就会从睡眠中醒来,并精神振奋。如果人体的生物电与环境磁场的协调被破坏,就会导致人体生物钟的紊乱。
⑧ 生物中,生理功能一般指什么
生理功能是指生物体为完成各项生命活动,其各个器官或系统所实现的作用。
⑨ 什么是生物学效应
生物学效应是指某种外界因素(例如生物物质、化学药品、物理因素等)对生物体产生的影响。
在讲到药物对生物体的影响时,“效应”和“作用”这两个词是有区别的,效应指的是对生物体所造成影响的外在表现或观察到的现象,而作用指的是药物对生物体产生影响所发生的部位或原发的机理。
(如钙元素的生物学效应:
1
作为第二信使起作用
2
参与或协调其他第二信使的代谢和对细胞生理功能的调节
3
在肌肉收缩、激素、消化酶类和神经递质的释放中起重要的作用。
4
参与生物膜通透性及细胞兴奋性的控制、细胞代谢、细胞形态的维持、细胞周期的调控以及生殖细胞的成熟和受精等。)