氟化物對人、動物和植物的毒性影響是什麼

1。1

氟化物對人類的影響

氟化物是重要的環境汙染物之一。在我國，大氣氟化物汙染不僅對人類的身體健康構成了嚴重的危害，而且也引起了巨大的經濟損失。

對於人體而言，氟主要透過腸道吸收，其大部分分佈於骨骼和牙齒中，是維持骨骼正常發育必不可少的成分，同時也是人體所必需的微量元素之一

。適量的氟對機體牙齒、骨骼的鈣化、神經興奮的傳導和酶系統的代謝均有促進作用，但氟過剩與缺乏均可導致疾病。一般認為每天攝入

6 mg

以上的氟就會導致氟中毒，繼而造成食慾不振、智力低下、精神反常，嚴重時可能造成癱瘓等不治之症

。研究發現，當水中含氟量高於

4。0 mg/L

時，就會引起骨膜增生、骨刺形成、骨節硬化、骨質疏鬆、骨骼變形與發脆等氟骨病

，另外還會對肝臟、腎臟、心血管系統、免疫系統、生殖系統、感官系統等非骨組織均有不同程度的損害作用

。相關研究表明，氟可能參與布

-

加綜合徵的發病。李加美等

的研究表明，低濃度的氟化鈉能促進臍靜脈血管內皮細胞增殖活性，高濃度時抑制臍靜脈血管內皮細胞的增殖活性，且隨著氟濃度的增加，抑制作用逐漸增強。因此，衛生部

1986

年頒佈的“初級衛生保健計劃”規定，成人每人每日氟總攝入量不能超過

4 mg［10

，

12］

。

氟化物除了影響人的健康外，還帶來了巨大的經濟損失。如

1986

年，浙江省杭州市春蠶遭受氟化物汙染範圍達

6

個縣（區）、

60

個鄉鎮、

279

個村、近

3

萬戶蠶農，損失蠶繭

322 t

，經濟損失

137

萬元（當時價）

。近幾年來，江蘇、浙江

2

省的農村中由於大量發展磚瓦窯和磷肥廠，致使氟化物汙染了桑葉和牧草，導致部分地區的家蠶和耕牛中毒，因此氟化物的汙染對農牧業生產的影響已經引起廣大農業環境保護工作者的關注

。

1。2

氟化物對動物的影響

在動物研究上，從

20

世紀

70

年代中期，人們開始用哺乳動物細胞進行氟的遺傳毒性研究。吳起清等透過探討不同劑量的氟汙染物對大鼠心臟的毒性作用，表明了高氟能引起心肌細胞的損傷

。李傑等的研究則表明，氟化鈉可導致小鼠微核細胞率顯著升高

。據報道，每天口服

10 mg/kg NaF

的家兔，間隔不同時間後，輸精管和輸尿管的上皮細胞黏膜受到破壞和磨損，輸精管黏膜微粒明顯減少

。

氟化物對不同種類動物毒害的靶器官有一定差別：氟對草食動物的心臟毒害重；對肉食動物主要侵害中樞神經系統；對雜食動物的心臟和神經系統均有毒害作用。有試驗表明，氟化物間接地使動物的組織和血液檸檬酸蓄積，使

ATP

生成受阻，嚴重影響細胞呼吸，尤其是對能量代謝需求旺盛的腦和心臟的影響最為嚴重，而出現痙攣、抽搐等神經症狀

。

1。3

氟化物對植物的影響

關於氟化物對植物危害的研究迄今已有

100

餘年的歷史。許多植物葉片對氟化物的吸收能力很強，葉綠體是氟化物積累的主要場所，吸收的氟化物會對植物產生相當嚴重的傷害。

急性氟傷害的典型症狀是葉尖、葉緣部分出現壞死斑，然後這些斑塊沿中脈及較大支脈蔓延，受害葉組織與正常葉組織之間常形成明顯的界限，甚至有

1

條紅棕色帶狀邊界，有的植物還表現為大量地落葉。植物受到慢性傷害時主要表現為生長緩慢、葉片脫落、早衰及物候期延遲。例如小麥苗期受到氟化物危害後，在新葉尖端和邊緣出現黃化，在揚花期、孕穗期和灌漿期對氟化物最敏感，對產量影響較大。重者近於絕產，輕者產量低，蛋白質含量下降，嚴重影響品質

。

氟汙染植物葉片亞顯微結構研究表明，細胞損傷最普遍的現象是細胞發生皺縮、乾癟、萎陷。在細胞器中，葉綠體結構破壞嚴重，造成葉綠體片狀結構難以辨認、外膜內陷。用掃描電鏡觀察幼年冷杉針葉發現，氟化物延遲了針葉下表面的角質表面蠟質的形成，進行切片樣品的研究後發現細胞中的葉綠體變小，基粒

—基質類囊體系統膨脹，而且基粒類囊體（

Granal Compartments

）相貼不緊

。氟化物對植物的代謝也產生一定的影響。

研究表明，參與蔗糖合成的葡萄糖磷酸變位酶、蔗糖合成酶均易受到氟化物的抑制作用，從而抑制蔗糖的合成，使還原糖含量增加，蔗糖含量減少。

2

植物對氟化物去除作用的研究

由於氟化物對人、植物、動物有巨大的危害作用，對氟化物去除的研究顯得尤為重要。人們需要尋求一種清潔、高效的方法解決氟化物去除的問題。植物廣泛地分佈在水體和大氣中，對於一定濃度範圍內的氟化物，不僅具有一定程度的抵抗力，且可在整個生長季節吸收和積累。在汙染的環境下許多植物經長期的適應，形成了對氟化物的耐受、抵抗和吸收淨化的能力，因此利用植物去除氟化物具有重要意義

。

2。1

植物對氟化物的耐受性及富集

氟的本底含量範圍在

11。15~188。01 mg/kg

，大多數植物的含氟量範圍在

10~35 mg/kg

。所有的植物本身就含有一定量的氟元素，其含量的多少因植物種類而異，但變化的範圍不大

［28］

。含氟量最高植物的如櫻桃為

3 750 mg/kg

，含氟量最低的植物如黃葛樹僅為

30 mg/kg

，平均氟含量為

797。6 mg/kg

。

對氟化物敏感的植物研究最多的是唐菖蒲。此外，有研究表明，杏、鬱金香、葡萄、大蒜、雪松、苔蘚、玉米、菸草、芒果等植物也對氯化物較為敏感

。當植物在高氟汙染區內生長時，都能吸收和積累一定的氟化氫

。許多觀賞植物如樟葉槭、臭椿、木麻黃、白皮松、刺槐、旱柳、側柏、大葉黃楊、五葉地錦、紫薇和爬山虎等對大氣中氟化物的淨化起到積極作用。另外，冬青衛矛、小葉黃楊、女貞、枸樹、梧桐、棕櫚、榆樹、朴樹、鳳尾蘭、桑樹、臭椿、旱柳、美人蕉、木槿等植物對氟化物也有極強的耐受性。但是，不同的植物對氟化物的耐受性不同，並且在同一植物不同部位氟的富集程度也不盡相同。

植物從土壤中吸收氟，植物體內氟含量的分佈規律為：根＞葉＞殼＞果；而受大氣氟汙染時，植物主要由葉吸收氟，體內氟分佈規律為：葉＞根＞果

［31］

。但也有研究表明：茶樹富氟能力表現為：葉片＞吸收根＞主根＞莖

。菠菜中氟含量分佈規律為：老葉＞幼葉＞根，而氟在芹菜中的分佈規律是：葉＞根＞莖

。橡膠樹的燻蒸試驗可得出以下結論：橡膠苗幼葉總是先於老葉受害，老葉對氟的累積量高於幼葉

。

Brennan et al

研究發現當西紅柿培養液中加入

NaF

時，氟能從根轉移到葉中，但根含氟量仍明顯大於葉片的含氟量；相反，當用

HF

氣體燻蒸西紅柿時，氟在葉片中高度富集，而不會轉移到根中。

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