第1章_污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為

1、第一章第一章 污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為第一節(jié)第一節(jié) 環(huán)境污染概述環(huán)境污染概述第二節(jié)第二節(jié) 污染物在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化污染物在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化第三節(jié)第三節(jié) 污染物在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)與轉(zhuǎn)化污染物在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)與轉(zhuǎn)化第四節(jié)第四節(jié) 污染物質(zhì)的生物濃縮、積累和放大污染物質(zhì)的生物濃縮、積累和放大第五節(jié)第五節(jié) 生物對(duì)污染物在環(huán)境中行為的影響生物對(duì)污染物在環(huán)境中行為的影響第一節(jié)第一節(jié) 環(huán)境污染概述環(huán)境污染概述本節(jié)將討論以下內(nèi)容：n環(huán)境污染n污染源n污染物n優(yōu)先污染物一、環(huán)境污染（一、環(huán)境污染（Environmental Pollution）n什么是環(huán)境污染環(huán)境污染？環(huán)境污染主要指有害

2、物質(zhì)或因子有害物質(zhì)或因子進(jìn)入環(huán)境，并在環(huán)境中擴(kuò)散、遷移、轉(zhuǎn)化擴(kuò)散、遷移、轉(zhuǎn)化，使環(huán)境系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生變化，對(duì)人類(lèi)以及其他生物生存和發(fā)展產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象。而自然過(guò)程引起的同類(lèi)現(xiàn)象稱(chēng)為自然突變或異常自然突變或異常。n環(huán)境污染的分類(lèi)環(huán)境污染的分類(lèi)生物污染生物污染化學(xué)污染化學(xué)污染物理污染物理污染按污染物性質(zhì)按污染物性質(zhì)廢氣污染廢氣污染廢水污染廢水污染固體廢棄物污染固體廢棄物污染噪聲污染噪聲污染輻射污染輻射污染按污染物按污染物形態(tài)形態(tài)大氣污染大氣污染水體污染水體污染土壤污染土壤污染按環(huán)境要素按環(huán)境要素生產(chǎn)污染生產(chǎn)污染生活污染生活污染按產(chǎn)生的原因按產(chǎn)生的原因全球性污染全球性污染區(qū)域性污染區(qū)域性污染局部

3、污染局部污染按涉及范圍按涉及范圍 n環(huán)境生物效應(yīng)環(huán)境生物效應(yīng)：指各種環(huán)境因素變化而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變異的結(jié)果。如：恐龍滅絕n環(huán)境化學(xué)效應(yīng)環(huán)境化學(xué)效應(yīng)：在多種環(huán)境條件的影響下，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)所引起的環(huán)境效果。如：酸雨、光化學(xué)煙霧等。n環(huán)境物理效應(yīng)環(huán)境物理效應(yīng)：物理作用引起的環(huán)境效果。如熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)、噪聲、地面沉降等。二、環(huán)境效應(yīng)（二、環(huán)境效應(yīng)（Environmental EffectEnvironmental Effect）環(huán)境效應(yīng)環(huán)境效應(yīng)：環(huán)境污染所導(dǎo)致的環(huán)境變化。中生代恐龍突然滅絕中生代恐龍突然滅絕酸雨酸雨臭氧（臭氧（O3）、醛、酮、酸、）、醛、酮、酸、過(guò)氧乙酰硝酸酯（過(guò)氧乙酰硝酸酯（

4、PAN）光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧碳?xì)浠衔铮ㄌ細(xì)浠衔铮℉C）和氮氧化物（和氮氧化物（NOx） 參與光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的一次污染物一次污染物（HC、 NOx ）和二次污染物二次污染物（O3、醛、酮、酸、PAN）的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象叫做光化學(xué)煙霧。熱島效應(yīng)熱島效應(yīng) 城市和工業(yè)區(qū)固體燃料的燃燒釋放大量的熱量，加上建筑群和街道的輻射熱量，致使城市的氣溫高于周?chē)貛?，這一現(xiàn)象稱(chēng)為熱島效應(yīng)。 污染源污染源是指造成環(huán)境污染的污染物發(fā)生源，通常指向環(huán)境排放有害物質(zhì)或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生有害影響的場(chǎng)所、設(shè)備、裝置或人體。n工業(yè)污染源n農(nóng)業(yè)污染源n交通運(yùn)輸污染源n生活污染源自然污染源自然污染源人為污染源人為污染源污染源污

5、染源自然污染源自然污染源工業(yè)污染源工業(yè)污染源農(nóng)業(yè)污染源農(nóng)業(yè)污染源交通污染源交通污染源生活污染源生活污染源居民用小煤爐生活污染源生活污染源生活污水直排入河生活污染源生活污染源金家河受污染，生活污水未經(jīng)處理就排放按排放污染的種類(lèi)按排放污染的種類(lèi)有機(jī)污染源 、無(wú)機(jī)污染源、熱污染源、噪聲污染源、放射性污染源和同時(shí)排放多種污染物的混合污染源等。按污染的主要對(duì)象按污染的主要對(duì)象大氣污染源、水體污染源和土壤污染源等；按排放污染物的空間分布方式按排放污染物的空間分布方式點(diǎn)污染源（集中在一點(diǎn)或一個(gè)可當(dāng)作一點(diǎn)的小范圍排放污染物）、面污染源（在一個(gè)大面積范圍排放污染物）。污染源的其他分類(lèi)污染源的其他分類(lèi)四、污染物（

6、四、污染物（PollutantPollutant） 污染物定義污染物定義 指進(jìn)入環(huán)境后使環(huán)境的正常組成結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和性質(zhì)發(fā)生變化，直接或間接有害于人類(lèi)的生存和發(fā)展的物質(zhì)。污染物分類(lèi)污染物分類(lèi) 1、按污染物的來(lái)源：自然來(lái)源的污染物自然來(lái)源的污染物和人為來(lái)源的污染物人為來(lái)源的污染物。 2、按受污染物影響的環(huán)境要素：大氣污染物、水體污染物、土壤污染物大氣污染物、水體污染物、土壤污染物等。 3、按污染物的形態(tài)：氣體污染物、液體污染物和固體廢物氣體污染物、液體污染物和固體廢物。 4、按污染物的性質(zhì)：化學(xué)污染物、物理污染物和生物污染物化學(xué)污染物、物理污染物和生物污染物。 5、 按污染物在環(huán)境中物理、化學(xué)性狀

7、的變化：一次污染物和二次污染物一次污染物和二次污染物。優(yōu)先污染物優(yōu)先污染物（Priority Pollutant）：）：指在眾多的污染物中篩選出的潛在危險(xiǎn)大的潛在危險(xiǎn)大的作為優(yōu)先研究和控制對(duì)象的污染物，亦稱(chēng)優(yōu)先控制污染物優(yōu)先控制污染物。主要針對(duì)下列污染物：有毒有機(jī)化學(xué)污染物、生物有毒有機(jī)化學(xué)污染物、生物難降解性物質(zhì)、具有生物積累性、三致性的污染物。難降解性物質(zhì)、具有生物積累性、三致性的污染物。n美國(guó)是最早開(kāi)展優(yōu)先監(jiān)測(cè)的國(guó)家。早在70年代中期，就在“清潔水法”中明確規(guī)定了129種環(huán)境優(yōu)先污染物種環(huán)境優(yōu)先污染物，它一方面要求排放優(yōu)先污染物的工廠采用最佳可利用技術(shù)，控制點(diǎn)源污染排放。另一方面制定環(huán)境

8、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各水域?qū)嵤﹥?yōu)先監(jiān)測(cè)。其后又提出了43種空氣優(yōu)先污染物名單。種空氣優(yōu)先污染物名單。n原蘇聯(lián)衛(wèi)生部于1975年公布了水體中有害物質(zhì)最大允許濃度，其中有機(jī)物質(zhì)73種，后來(lái)又補(bǔ)充了30種，共103種；有機(jī)物378種，后又補(bǔ)充了118種，共共496種種。實(shí)施10年后公布了修改后的561種種有機(jī)污染物在水中的極限容許濃度。n聯(lián)邦德國(guó)于1980年公布了120種水中有毒污染物名單，并按毒性大小分類(lèi)。n日本1986年底，環(huán)境廳公布了1974-1985年間對(duì)600種優(yōu)先有毒化學(xué)品環(huán)境安全性檢查，其中檢出率高的有毒污染物為189種。n我國(guó)在進(jìn)行研究和參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上也提出來(lái)首批68種化學(xué)種化學(xué)污染物

9、污染物列為優(yōu)先污染物。污染物污染物無(wú)意釋放（交通、無(wú)意釋放（交通、火災(zāi)）火災(zāi)）廢物排放（三廢）廢物排放（三廢）故意應(yīng)用（殺蟲(chóng)故意應(yīng)用（殺蟲(chóng)劑、尿素）劑、尿素）思考思考：污染物是如何進(jìn)入環(huán)境的，在環(huán)境中有哪些行為？第二節(jié)第二節(jié) 污染物在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化污染物在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化污染物在環(huán)污染物在環(huán)境中的遷移境中的遷移遷移方式遷移方式影響因素影響因素機(jī)械遷移機(jī)械遷移物理物理- 化學(xué)遷移化學(xué)遷移生物遷移生物遷移內(nèi)部因素內(nèi)部因素外部因素外部因素污染物的遷移：指污染物在環(huán)境中發(fā)生的空間位置的移動(dòng)及其引起的富集、分散和消失過(guò)程。內(nèi)因內(nèi)因：污染物自身的理化性質(zhì)，包括組成該物質(zhì)的元素所具有的組成化合物的能力

10、、形成不同的電價(jià)離子的能力、水解能力、形成絡(luò)合物的能力和被膠體吸附的能力。外因外因：環(huán)境的酸堿條件、氧化還原條件、膠體的種類(lèi)和數(shù)量、絡(luò)合配位體的數(shù)量和性質(zhì)。污染物的形態(tài)污染物的形態(tài)難溶態(tài)難溶態(tài)離子態(tài)離子態(tài)代換態(tài)代換態(tài)膠體膠體有機(jī)結(jié)合態(tài)有機(jī)結(jié)合態(tài)固溶膠固溶膠氣溶膠氣溶膠水溶膠水溶膠泡沫泡沫乳狀液乳狀液懸浮體懸浮體膠體溶液膠體溶液1、按污染物的化學(xué)組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)：?jiǎn)钨|(zhì)和化學(xué)態(tài)2、按物理性狀和結(jié)構(gòu)：固體、流體和射線3、按污染物的形態(tài)和功能：污染物在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化污染物在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化污染物的轉(zhuǎn)化定義：污染物的轉(zhuǎn)化定義： 污染物在環(huán)境中通過(guò)物理、化學(xué)或生物的作用改變形態(tài)或轉(zhuǎn)變成另一種物質(zhì)的過(guò)程。轉(zhuǎn)化形式：

11、轉(zhuǎn)化形式： 1）物理轉(zhuǎn)化： 蒸發(fā)、滲透、凝聚、吸附以及放射性元素的蛻變2）化學(xué)轉(zhuǎn)化： 氧化-還原反應(yīng)、水解反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)、光化學(xué)反應(yīng)3）生物轉(zhuǎn)化： 通過(guò)生物的吸收和代謝作用而發(fā)生的變化第三節(jié)第三節(jié) 污染物在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)與轉(zhuǎn)化污染物在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)與轉(zhuǎn)化吸收吸收分布分布呼吸系統(tǒng)吸收呼吸系統(tǒng)吸收消化管吸收消化管吸收皮膚吸收皮膚吸收植物吸收植物吸收腎臟排泄腎臟排泄膽汁排泄膽汁排泄其他排泄其他排泄排泄排泄生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)運(yùn)生物轉(zhuǎn)運(yùn)消除消除（一）污染物通過(guò)生物膜的方式（一）污染物通過(guò)生物膜的方式 被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)特殊轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)一、生物轉(zhuǎn)運(yùn)一、生物轉(zhuǎn)運(yùn)1、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)：、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)：生物膜不起主動(dòng)作用，不消耗

12、細(xì)胞的代謝能量。包括簡(jiǎn)單擴(kuò)散和濾過(guò)作用兩種方式。濾過(guò)作用ATP2、特殊轉(zhuǎn)運(yùn)：、特殊轉(zhuǎn)運(yùn)：生物膜上的載體和污染物形成可逆復(fù)合物進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，生物膜有主動(dòng)選擇性。包括主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和易化擴(kuò)散兩種形式。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)易化擴(kuò)散易化擴(kuò)散高濃度低濃度胞吞胞吞胞吐胞吐3、膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)：、膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)：某些大分子與顆粒性物質(zhì)被包裹在囊泡中進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，因此稱(chēng)為膜泡運(yùn)輸。 方方 式式差異差異 被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)特殊轉(zhuǎn)運(yùn)特殊轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)簡(jiǎn)單擴(kuò)散簡(jiǎn)單擴(kuò)散濾過(guò)作用濾過(guò)作用主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)易化擴(kuò)散易化擴(kuò)散胞吞胞吞胞吐胞吐方向動(dòng)力載體實(shí)例練一練：練一練：請(qǐng)以最快速度填好以下表格 方方 式式差異差異 被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)特殊轉(zhuǎn)運(yùn)特殊轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡

13、轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)簡(jiǎn)單擴(kuò)散簡(jiǎn)單擴(kuò)散濾過(guò)作用濾過(guò)作用主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)易化擴(kuò)散易化擴(kuò)散胞吞胞吞胞吐胞吐方向高 低高 低低 高高 低外 內(nèi)內(nèi) 外動(dòng)力濃度差濃度差能量濃度差能量能量載體不需要不需要需要需要不需要不需要實(shí)例脂溶性有機(jī)化合物分子直徑小于親水性孔道直徑的水溶性化合物水溶性大分子化合物葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞顆粒狀物質(zhì)，液滴，白細(xì)胞吞噬病菌顆粒狀物質(zhì)，液滴，細(xì)胞中入侵病毒的清除（二）污染物的吸收（二）污染物的吸收 吸收是污染物質(zhì)從機(jī)體外，通過(guò)各種途徑通透體膜進(jìn)入血液血液的過(guò)程。吸收主要途徑是呼吸管、消化管呼吸管、消化管和皮膚。和皮膚。上呼吸道：鼻、咽、喉上呼吸道：鼻、咽、喉 下呼吸道：氣管、主支氣管、肺內(nèi)各

14、級(jí)支氣管下呼吸道：氣管、主支氣管、肺內(nèi)各級(jí)支氣管喉喉1. 呼吸管呼吸管吸收吸收肺泡是肺實(shí)現(xiàn)氣體交換的結(jié)構(gòu)和功能單位肺泡是肺實(shí)現(xiàn)氣體交換的結(jié)構(gòu)和功能單位呼吸膜=肺泡上皮細(xì)胞+毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞不同形態(tài)的氣態(tài)污染物經(jīng)呼吸系統(tǒng)吸收機(jī)理不同形態(tài)的氣態(tài)污染物經(jīng)呼吸系統(tǒng)吸收機(jī)理（1） 2.5 m顆粒粒徑顆粒粒徑10 m， 進(jìn)入上呼吸道，進(jìn)入上呼吸道，會(huì)留在鼻咽部，易通過(guò)人會(huì)留在鼻咽部，易通過(guò)人體活動(dòng)排出體活動(dòng)排出（2） 0.5 m顆粒粒徑顆粒粒徑2.5 m ， 進(jìn)入支氣管，粘于粘液層并排出進(jìn)入支氣管，粘于粘液層并排出（3） 顆粒粒徑顆粒粒徑0.5 m， 深入肺部，部分被溶出進(jìn)入體液深入肺部，部分被溶出進(jìn)入體

15、液氣體和蒸汽：與呼吸膜兩側(cè)分壓有關(guān)氣溶膠和顆粒狀物質(zhì)：與顆粒大小有關(guān)2. 消化管吸收消化管吸收 吸收主要部位在小腸，其次是胃。小腸切片小腸切片（1）小腸很長(zhǎng)，長(zhǎng)約）小腸很長(zhǎng)，長(zhǎng)約56米米 ；（2）小腸內(nèi)有許多皺襞和絨毛，）小腸內(nèi)有許多皺襞和絨毛，增大了小腸吸收的表面積增大了小腸吸收的表面積 ；（3）小腸絨毛襞很薄，只由單層）小腸絨毛襞很薄，只由單層上皮細(xì)胞組成，同時(shí)含有的豐富的上皮細(xì)胞組成，同時(shí)含有的豐富的毛細(xì)血管有利于吸收。毛細(xì)血管有利于吸收。小腸是主要吸收部位的原小腸是主要吸收部位的原因？因？小腸強(qiáng)大的吸收功能小腸強(qiáng)大的吸收功能 影響影響消化管消化管吸收的因素：吸收的因素：n污染物濃度和性

16、質(zhì)npH：小腸液pH6、胃液pH2，有機(jī)弱堿在小腸中吸收比胃中快；雖然有機(jī)酸在胃中比在小腸中利于吸收，但小腸吸收面積大且血流速快，因此還是小腸中吸收快。n血流速度：對(duì)于脂溶性污染物，血流速度快，機(jī)體對(duì)污染物吸收速度大；一些極性污染物，脂溶性小，擴(kuò)散為限速因素，對(duì)血流速度不敏感。3. 皮膚吸收皮膚吸收(2) 通過(guò)汗腺、皮脂腺、和毛囊等皮膚附屬器 (1) 污染物角質(zhì)層透明層顆粒層生發(fā)層和基膜真皮污染物經(jīng)皮膚吸收的兩條途徑：污染物經(jīng)皮膚吸收的兩條途徑：污染物經(jīng)皮膚吸收的兩個(gè)不同階段：污染物經(jīng)皮膚吸收的兩個(gè)不同階段：第一階段：穿透相：表皮第二階段：吸收相：真皮真皮毛細(xì)血管影響皮膚吸收的因素：影響皮膚吸

17、收的因素：污染物自身理化性質(zhì)皮膚完整性化合物與皮膚接觸條件4、植物對(duì)污染物的吸收、植物對(duì)污染物的吸收（1）根部吸收（2）通過(guò)氣孔吸收（3）植物地上部表皮滲透（三）污染物的分布（三）污染物的分布1、和血漿蛋白結(jié)合，以結(jié)合態(tài)分布2、呈游離態(tài)分布DDD、六六六、有機(jī)氯化合物沉積在脂肪組織鉛有90%沉積在骨骼中結(jié)合態(tài)游離態(tài)腦毛細(xì)血管缺少一般毛細(xì)血管所具有的孔，或者這些孔既少且小。內(nèi)皮細(xì)胞彼此重疊覆蓋，而且連接緊密，能有效地阻止大分子物質(zhì)從內(nèi)皮細(xì)胞連接處通過(guò)。內(nèi)皮細(xì)胞還被一層連續(xù)不斷的基膜包圍著?；ぶ飧性S多星形膠質(zhì)細(xì)胞的血管周足(終足)把腦毛細(xì)血管約85%的表面包圍起來(lái)。 這就形成了腦毛細(xì)血管的多

18、層膜性結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了腦組織的防護(hù)性屏障。腦毛細(xì)血管特點(diǎn)：腦毛細(xì)血管特點(diǎn)：血血腦屏障腦屏障（四）污染物的排泄（四）污染物的排泄 排泄是污染物質(zhì)及其代謝物質(zhì)向機(jī)體外的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。排泄器官有腎、肝膽、腸、肺、外分泌腺等，而以腎和肝膽為主。1 1、腎排泄、腎排泄腎小球被動(dòng)濾過(guò)（腎小管重吸收）腎小管的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（分泌） 2、肝膽系統(tǒng)的膽汁排泄、肝膽系統(tǒng)的膽汁排泄毒物肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞膽汁腸道糞便排出或進(jìn)入肝腸循環(huán)肝腸循環(huán)：脂溶性毒物被重吸收，經(jīng)門(mén)靜脈回到肝臟再次隨膽汁分泌，形成循環(huán)，延長(zhǎng)毒物在體內(nèi)的停留時(shí)間，毒性增加。3、經(jīng)呼吸道排出、經(jīng)呼吸道排出 一些氣體和揮發(fā)性物質(zhì)：主要通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散由肺排出。 非可溶性顆粒物：肺

19、泡細(xì)支氣管支氣管咽部隨痰咳出或進(jìn)入消化道。4、其它途徑排出、其它途徑排出 乳汁：有機(jī)堿、親脂性有毒物 唾液、汗液、頭發(fā)、指甲、月經(jīng)等二、污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化二、污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化1、生物轉(zhuǎn)化定義、生物轉(zhuǎn)化定義 是指外源化合物進(jìn)入生物有機(jī)體后在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化作用下的代謝變化過(guò)程。外源化合物外源化合物生物體生物體相相反應(yīng)反應(yīng)相相反應(yīng)反應(yīng)解毒解毒毒性加劇毒性加劇酶酶外源性化合物外源性化合物一級(jí)代謝產(chǎn)物一級(jí)代謝產(chǎn)物相相反應(yīng)反應(yīng)結(jié)合產(chǎn)物結(jié)合產(chǎn)物相相反應(yīng)反應(yīng)毒害作用毒害作用排出體外排出體外2、生物轉(zhuǎn)化過(guò)程、生物轉(zhuǎn)化過(guò)程疏水基團(tuán)親水基團(tuán)結(jié)合物質(zhì)結(jié)合產(chǎn)物生物轉(zhuǎn)化氧化還原水解結(jié)合相相反應(yīng)反應(yīng)相相反應(yīng)反應(yīng) 外源化

20、學(xué)物排出體外3 3、生物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)類(lèi)型、生物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)類(lèi)型相相反應(yīng)反應(yīng)相相反應(yīng)反應(yīng)：外源化合物在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化下經(jīng)由氧化、還原：外源化合物在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化下經(jīng)由氧化、還原或水解反應(yīng)改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)形成某些活性基團(tuán)（如或水解反應(yīng)改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)形成某些活性基團(tuán)（如-OH-OH、-SH-SH、-COOH-COOH、-NH2-NH2）或進(jìn)一步使這些活性基團(tuán)暴露。）或進(jìn)一步使這些活性基團(tuán)暴露。醛氧化反應(yīng)醇氧化反應(yīng)胺氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)微粒體混合功能氧化酶非微粒體混合功能氧化酶脂肪族羥化芳香族羥化環(huán)氧化反應(yīng)氧化性脫氨O(jiān)-氧化反應(yīng)S-氧化反應(yīng)N-羥化反應(yīng)氧化性脫烷基氧化性脫鹵N-氧化反應(yīng)（一）氧化反應(yīng)（一）氧

21、化反應(yīng)1、微粒體混合功能氧化酶(microsomal mixed function oxidase，MFO)l產(chǎn)生產(chǎn)生：從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的碎片所得到的小型囊泡。必須將肝臟或其他組織磨碎 (均質(zhì)化)之后，才能得到微粒體。l分布：分布：主要存在于肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中l(wèi)特異性低MFO組成組成：由多種酶構(gòu)成的多酶系統(tǒng)。lCyt P450（P448)-微粒體細(xì)胞色素P-450混合功能加氧酶lNADPH（輔酶II）-還原型輔酶II細(xì)胞色素P-450還原酶lCyt b-5微粒體細(xì)胞色素b5依賴(lài)性單加氧酶lNADH （輔酶I）-還原型輔酶II細(xì)胞色素b5還原酶l環(huán)氧化物水化酶； l黃素蛋白單加氧酶（FAD)MFO催化的反應(yīng)

22、催化的反應(yīng)： RH +NADPH + H+ + O2 ROH +H2O+NADP+ 底物 還原型輔酶 氧化產(chǎn)物MFOA、脂肪族羥化、脂肪族羥化 POONCH3CH3NCH3CH3PNCH3CH3NCH3CH3OoPOONCH3CH3NCH3CH3PNCH2OHCH3NCH3CH3O八甲磷N-羥甲基八甲磷毒性增加10倍ORCH3 RCH2OHB、芳香族羥化、芳香族羥化OC6H5R RC6H4OHOC6H5R RC6H4OHO HO 苯苯 酚O HO 苯苯 酚苯胺、3，4-苯并芘、黃曲霉素均經(jīng)此種方式轉(zhuǎn)化C、環(huán)氧化反應(yīng)、環(huán)氧化反應(yīng)n脂肪族烯烴：CCClHHHOCHHOCClH氯 乙 烯環(huán) 氧 氯

23、乙 烯環(huán)氧氯乙烯不穩(wěn)定，生物半衰期1.6min，游離態(tài)的環(huán)氧氯乙烯可以形成氯乙醛，或被水解，或與谷胱甘肽結(jié)合而便于排出，或直接作用于DNA等生物大分子。 n氨基上的一個(gè)H與氧結(jié)合不致癌NH2OHNH2NHOH 致癌芳香族羥化N-羥化D、N-羥化反應(yīng)羥化反應(yīng)a-苯胺硫醚類(lèi)化合物，S原子被氧化，形成亞砜、砜 E、S-氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)R-S-R R-S-R R-S-R硫醚亞砜砜OOO 這類(lèi)反應(yīng)在有機(jī)醚、氨基甲酸酯、有機(jī)磷與氯烴類(lèi)農(nóng)藥中均可見(jiàn)到。例如，農(nóng)藥內(nèi)吸磷農(nóng)藥內(nèi)吸磷在體內(nèi)進(jìn)行此類(lèi)反應(yīng)，其產(chǎn)物亞砜型內(nèi)吸磷和砜型內(nèi)吸磷毒性比母體高5-10倍。伯胺類(lèi)化合物，在鄰近N原子的C原子上發(fā)生氧化F、氧化脫氨基

24、反應(yīng)、氧化脫氨基反應(yīng)G、氧化脫鹵反應(yīng)、氧化脫鹵反應(yīng) R-CH2X RCHO+ HX R-CH2-NH2R-CHO +NH3鹵代烴氧化成鹵代醇，不穩(wěn)定，脫去鹵素DDT DDE（性質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)殺菌能力）2 2、非微粒體氧化、非微粒體氧化 醇脫氫酶：存在于胞液中： RCH2OH+NAD(P)+RCHO+HAD(P)H2+(2) 醛脫氫酶：存在于肝細(xì)胞線粒體和胞液中： RCHO+NAD(P)+RCOOH+HAD(P)H2+(3) 胺氧化酶：主要存在于線粒體 單胺氧化酶：RCH2NH2+ORCHO+NH3+H2O 二胺氧化酶：催化二胺類(lèi)氧化形成醛。（二）還原反應(yīng)（二）還原反應(yīng)醛還原反應(yīng)醇還原反應(yīng)酮還原反應(yīng)

25、還原反應(yīng)微粒體還原反應(yīng)非微粒體還原反應(yīng)硝基還原偶氮還原還原性脫鹵含S基團(tuán)還原（1）硝基還原反應(yīng)微粒體還原微粒體還原（2）偶氮還原反應(yīng) R-N=N-R R-NH2+RNH2（3）還原性脫鹵 CHCl3 CH2Cl2 1、 醛類(lèi)、酮類(lèi)和醇類(lèi)的還原反應(yīng) RCHORCH2OH醛 伯醇酮 仲醇乙醇 乙醛 醇脫氫酶非微粒體還原非微粒體還原羰基還原酶RCORRCHOHRCH3CH2OHCH3CHO2、含硫基團(tuán)還原反應(yīng)C2H5OC2H5OPSSCH2SOClC2H5OC2H5OPSSCH2SCl三硫磷亞砜 三硫磷殺蟲(chóng)劑 （三）水解反應(yīng)（三）水解反應(yīng) 水解酶 ：酯酶及酰胺酶等分布在血漿、肝、腎、腸、肌肉和神經(jīng)組

26、織中。水解反應(yīng)酯類(lèi)水解反應(yīng)酰胺類(lèi)水解反應(yīng)脂肪族水解脫鹵反應(yīng)環(huán)氧化物的水化反應(yīng)1、酯類(lèi)水解反應(yīng)酯類(lèi)水解反應(yīng) RCOOR+H2ORCOOH+ROH 有機(jī)磷農(nóng)藥在體內(nèi)代謝的主要方式。如磷酸酯酶能使各種有機(jī)磷酸酯和硫代磷酸酯水解，生成相應(yīng)的烷基磷酸及烷基硫代磷而失去毒性。2、酰胺類(lèi)水解反應(yīng)酰胺類(lèi)水解反應(yīng) R-CO-NH-R +H2O R-COOH+RNH2 如農(nóng)藥樂(lè)果的水解反應(yīng)3、脂肪族脂肪族水解脫鹵反應(yīng)水解脫鹵反應(yīng)： DDT水解脫鹵 DDE 毒性降低、可繼續(xù)轉(zhuǎn)化為易排泄物，人體吸收的DDT，60%可經(jīng)此途徑轉(zhuǎn)化。4、環(huán)氧化物的水化反應(yīng)：、環(huán)氧化物的水化反應(yīng)： 水化反應(yīng)(水合反應(yīng))：含雙鍵或三鍵化合物

27、在酶催化下與水分子結(jié)合。H2C=CH2 + H2O CH3CH2OH 芳烴類(lèi)和脂肪族烴類(lèi)化合物 環(huán)氧化物 二氫二醇化合物O水化反應(yīng)酶結(jié)合反應(yīng)葡萄糖醛酸結(jié)合甲基結(jié)合氨基酸結(jié)合乙酰結(jié)合谷胱甘肽結(jié)合與硫酸結(jié)合相相反應(yīng)反應(yīng)相相反應(yīng)反應(yīng)：指具有一定極性的外源化學(xué)物與細(xì)胞內(nèi)物：指具有一定極性的外源化學(xué)物與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)結(jié)合的反應(yīng)。質(zhì)結(jié)合的反應(yīng)。相相反應(yīng)（結(jié)合反應(yīng)）反應(yīng)（結(jié)合反應(yīng)）結(jié)合反應(yīng)類(lèi)型結(jié)合反應(yīng)類(lèi)型結(jié)合物結(jié)合物異物或一級(jí)代謝產(chǎn)物異物或一級(jí)代謝產(chǎn)物葡萄糖醛酸化葡萄糖醛酸化UDPGA UDPGA （尿苷二磷酸葡萄糖醛酸尿苷二磷酸葡萄糖醛酸）酚、醇、羧酸、胺、磺胺、硫酚、醇、羧酸、胺、磺胺、硫醇醇硫酸化硫酸化P

28、APS PAPS （3 3- -磷酸腺苷酸硫酸磷酸腺苷酸硫酸）酚、芳香胺、醇酚、芳香胺、醇甲基化甲基化SAMSAM（腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸）多元酚、硫醇、胺、多元酚、硫醇、胺、N-N-雜環(huán)雜環(huán) 化化合物合物乙?；阴；阴］o酶乙酰輔酶A A胺、芳香胺、氨基、化合物胺、芳香胺、氨基、化合物甘氨酸結(jié)合甘氨酸結(jié)合甘氨酸甘氨酸羧酸羧酸谷胱甘肽結(jié)合谷胱甘肽結(jié)合谷胱甘肽谷胱甘肽鹵化物、硝基化合物、環(huán)氧化鹵化物、硝基化合物、環(huán)氧化物物( (一一) )葡糖醛酸結(jié)合葡糖醛酸結(jié)合 葡糖苷酸結(jié)合物是高度水溶性，易于從尿和膽汁排泄。葡糖苷酸結(jié)合物是高度水溶性，易于從尿和膽汁排泄。 ( (二二) )硫酸結(jié)合硫酸結(jié)合 硫酸

29、基轉(zhuǎn)移酶硫酸基轉(zhuǎn)移酶外源外學(xué)物的硫酸結(jié)合物主要經(jīng)尿排泄，少部分從膽外源外學(xué)物的硫酸結(jié)合物主要經(jīng)尿排泄，少部分從膽汁排泄。汁排泄。硫酸酯硫酸酯n乙?；w：乙酰乙?；w：乙酰CoA n芳香族胺類(lèi)化合物芳香族胺類(lèi)化合物 乙?；苌镆阴；苌? (三三) )乙?；饔靡阴；饔靡阴；D(zhuǎn)移酶乙?；D(zhuǎn)移酶 與氨基酸結(jié)合有兩類(lèi)毒物，即與氨基酸結(jié)合有兩類(lèi)毒物，即羧酸羧酸和和芳香羥胺芳香羥胺。 羧酸必須首先經(jīng)?；o酶羧酸必須首先經(jīng)?；o酶A A合成酶催化，需要合成酶催化，需要ATPATP和乙酰輔和乙酰輔酶酶A A，活化生成?；o酶，活化生成?；o酶A A硫酯，再由硫酯，再由N-N-乙酰轉(zhuǎn)移酶乙酰轉(zhuǎn)移酶-

30、 -催化與氨基催化與氨基酸如甘氨酸、谷氨酸、牛磺酸的氨基反應(yīng)，形成酰胺鍵。酸如甘氨酸、谷氨酸、牛磺酸的氨基反應(yīng)，形成酰胺鍵。 羧酸的氨基酸結(jié)合是解毒反應(yīng)。羧酸的氨基酸結(jié)合是解毒反應(yīng)。( (四四) )氨基酸結(jié)合氨基酸結(jié)合甘氨酸酰基甘氨酸?；D(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶+ HSCoA+ HSCoA( (五五) )甲基化作用甲基化作用 甲基化反應(yīng)可分為N-，O-，S-甲基化。這種結(jié)合形成的產(chǎn)物雖然可能比母體毒物水溶性降低，但一般都能使毒物解毒。 甲基供體：S-腺苷蛋氨酸(SAM)甲基轉(zhuǎn)移酶甲基轉(zhuǎn)移酶(六六) 谷胱甘肽結(jié)合谷胱甘肽結(jié)合n谷胱甘肽谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶（轉(zhuǎn)移酶（GST）能催化能催化GSH與含有親電子與含有

31、親電子C、N、S、O的化學(xué)毒物反應(yīng)，生成結(jié)合物。的化學(xué)毒物反應(yīng)，生成結(jié)合物。GSH結(jié)合物具結(jié)合物具有極性和水溶性，可經(jīng)膽汁排泄，并可經(jīng)體循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)至有極性和水溶性，可經(jīng)膽汁排泄，并可經(jīng)體循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)至腎。在腎內(nèi)腎。在腎內(nèi)GSH結(jié)合物經(jīng)一系列酶催化反應(yīng)變?yōu)榱蛎寻苯Y(jié)合物經(jīng)一系列酶催化反應(yīng)變?yōu)榱蛎寻彼嵫苌?，由尿排泄。酸衍生物，由尿排泄。GSH+BrHOHBrHOHHSG溴苯環(huán)氧化物結(jié)合產(chǎn)物 引起外源性化合物水溶性的增加，加速其排泄：引起外源性化合物水溶性的增加，加速其排泄： 相反應(yīng)通常僅導(dǎo)致水溶性少量增加，但相反應(yīng)通常僅導(dǎo)致水溶性少量增加，但多數(shù)多數(shù)相反相反應(yīng)可導(dǎo)致外源性化學(xué)物的水溶性顯著增加應(yīng)可導(dǎo)致外

32、源性化學(xué)物的水溶性顯著增加，易于通過(guò)易于通過(guò)腎臟經(jīng)尿液或隨同膽汁混入糞便排出體外；腎臟經(jīng)尿液或隨同膽汁混入糞便排出體外； 生物轉(zhuǎn)化能改變外源性化學(xué)物的毒性：生物轉(zhuǎn)化能改變外源性化學(xué)物的毒性：代謝解毒：代謝解毒：經(jīng)生物轉(zhuǎn)化大部分外源化學(xué)物的代謝產(chǎn)物，經(jīng)生物轉(zhuǎn)化大部分外源化學(xué)物的代謝產(chǎn)物，毒性降低，易于排出體外。毒性降低，易于排出體外。代謝活化代謝活化：經(jīng)生物轉(zhuǎn)化其毒性被增強(qiáng)的現(xiàn)象。生成親：經(jīng)生物轉(zhuǎn)化其毒性被增強(qiáng)的現(xiàn)象。生成親電子劑、自由基、親核劑、氧化還原劑。電子劑、自由基、親核劑、氧化還原劑。 生物轉(zhuǎn)化酶的誘導(dǎo)及其活性升高可加速生物轉(zhuǎn)化酶的誘導(dǎo)及其活性升高可加速內(nèi)源性化合物內(nèi)源性化合物的代謝，

33、導(dǎo)致機(jī)體生理功能異常。的代謝，導(dǎo)致機(jī)體生理功能異常。4、生物轉(zhuǎn)化意義生物轉(zhuǎn)化意義生物濃縮生物濃縮（Bioconcentration）：生物通過(guò)非吞食方式非吞食方式，從周?chē)h(huán)境中蓄積某種元素或難分解的化合物,使其在生物體內(nèi)的濃度超過(guò)環(huán)境中的濃度的現(xiàn)象。 影響生物濃縮系數(shù)的因素：影響生物濃縮系數(shù)的因素： KBCF =物質(zhì)在生物體內(nèi)濃度物質(zhì)在生物體內(nèi)濃度物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中濃度物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中濃度生物濃縮系數(shù)：生物濃縮系數(shù)：1、在物質(zhì)性質(zhì)方面：降解性、脂溶性、水溶性等2、在生物特征方面：種類(lèi)、大小、性別、器官、生長(zhǎng)發(fā)育階段等3、在環(huán)境條件方面：溫度、鹽度、pH、氧含量等第四節(jié)第四節(jié) 污染物質(zhì)的生物濃縮、

34、積累和放大污染物質(zhì)的生物濃縮、積累和放大生物積累生物積累 生物積累生物積累（Bioaccumulation） 是指生物在其整個(gè)代謝活躍期通過(guò)吸收、吸附、吞吸收、吸附、吞食食等各種過(guò)程，從周?chē)h(huán)境中蓄積某些元素或難分解的化合物，以致隨著生長(zhǎng)發(fā)育，濃縮系數(shù)不斷增大濃縮系數(shù)不斷增大的現(xiàn)象。 研究的意義研究的意義 生物機(jī)體對(duì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的物質(zhì)的積累性可作為環(huán)境環(huán)境監(jiān)測(cè)的一種指標(biāo)監(jiān)測(cè)的一種指標(biāo)，用以評(píng)價(jià)污染物對(duì)環(huán)境的影響，研究污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。積累原則積累原則 任何機(jī)體在任何時(shí)刻，機(jī)體內(nèi)某種元素或難分解化合物的濃度水平取決于攝取和消除這兩個(gè)相反過(guò)程的速率，攝取量如大于消除量，就發(fā)生生物積累。

35、薊運(yùn)河河口生態(tài)系中不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)汞含量01234河水水草浮游植物底棲動(dòng)物浮游動(dòng)物底棲動(dòng)物食草性魚(yú)類(lèi)雜食性魚(yú)類(lèi)肉食性魚(yú)類(lèi)水鳥(niǎo)汞含量（mg/L）思考：思考： 下面這兩個(gè)柱形圖反應(yīng)了什么問(wèn)題，如何來(lái)解釋這種現(xiàn)象？薊運(yùn)河河口生態(tài)系中不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)六六六含量02468101214河水水草浮游生物底棲動(dòng)物食草性魚(yú)類(lèi)雜食性魚(yú)類(lèi)肉食性魚(yú)類(lèi)水鳥(niǎo)含量（mg/L）生物放大生物放大（Biomagnification） 同一食物鏈?zhǔn)澄镦溕系母郀I(yíng)養(yǎng)級(jí)生物，通過(guò)吞食低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物富集某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)的濃度隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)提高而增大的現(xiàn)象。生物放大的產(chǎn)生生物放大的產(chǎn)生 生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的物質(zhì)流動(dòng)原理。 1pp

36、m=1mg/kg=1mg/L第五節(jié)第五節(jié) 生物對(duì)污染物在環(huán)境中行為的影響生物對(duì)污染物在環(huán)境中行為的影響生物污染生物污染（Biological Pollution） 對(duì)人和生物有害的微生物、寄生蟲(chóng)等病原體和變應(yīng)原等污染水、氣、土壤和食品,影響生物產(chǎn)量和質(zhì)量,危害人類(lèi)健康,這種污染稱(chēng)為生物污染。微生物污染微生物污染空氣中微生物污染空氣中微生物污染水中微生物污染水中微生物污染土壤中微生物污染土壤中微生物污染植物污染植物污染動(dòng)物污染動(dòng)物污染生物污染生物污染非典：非典：嚴(yán)重急性呼吸綜合征（Severe Acute Respiratory Syndromes）又稱(chēng)傳染性非典型肺炎，簡(jiǎn)稱(chēng)SARS一、環(huán)境中的

37、病原微生物一、環(huán)境中的病原微生物密切接觸密切接觸是主要傳播途徑。以近距離飛沫傳播和直接接觸呼吸道分泌物、體液傳播多見(jiàn)。氣溶膠傳播氣溶膠傳播，即通過(guò)空氣污染物氣溶膠顆粒這一載體在空氣中作中距離傳播，是經(jīng)空氣傳播的另一種方式，嚴(yán)重流行疫區(qū)的醫(yī)院和個(gè)別社區(qū)爆發(fā)即通過(guò)該途徑傳播。非典期間，兒子在母親節(jié)去探望被隔離的當(dāng)護(hù)士的母親上海甲肝大流行，發(fā)生于1988年春季的上海市，主要由市民食用受到甲肝病毒污染的毛蚶引起，此次疫情共造成超過(guò)30萬(wàn)人感染和31人死亡。甲型肝炎病毒甲型肝炎病毒 (Hapatitis A virus,HAV ) 軟體動(dòng)物門(mén)（Mollusca）雙殼綱(Bivalvia)列齒目(Taxo

38、donta)蚶科(Arcidae)毛蚶屬海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)貝類(lèi)。沙門(mén)氏菌屬(Salmonella)2013年10月11日美國(guó)媒體報(bào)道，美國(guó)加州三地生產(chǎn)的生雞肉最近引發(fā)沙門(mén)氏菌感染，18個(gè)州至少已有278人因此染病。2012年10月21日西雙版納傣族自治州民族中學(xué)389人聚集性腹瀉定性為沙門(mén)氏菌感染引起的聚集性腹瀉事件。2013年6月13日，四川眉山映天學(xué)校386人由沙門(mén)氏菌污染食品引起的感染性腹瀉?；魜y弧菌（V. cholera）是人類(lèi)霍亂的病原體,霍亂是一種古老且流行廣泛的烈性傳染病之一。曾在世界上引起多次大流行，主要表現(xiàn)為劇烈的嘔吐，腹瀉，失水，死亡率甚高。二、微生物代謝產(chǎn)物與環(huán)境污染二、微生物代謝

39、產(chǎn)物與環(huán)境污染硫化氫（硫化氫（H2S）酸性礦井水酸性礦井水硝酸和亞硝酸硝酸和亞硝酸微生物毒素微生物毒素硫酸鹽硫酸鹽硫化氫（硫化氫（H2S）反硫化細(xì)菌反硫化細(xì)菌厭氧菌厭氧菌1、硫化氫（、硫化氫（H2S）2013年6月15日內(nèi)江市威遠(yuǎn)縣連界鎮(zhèn)車(chē)站附近一小區(qū)內(nèi)，由該小區(qū)某一棟樓居民花錢(qián)請(qǐng)來(lái)清理下水道的五名工人，一名工人進(jìn)入化糞池后，一直不見(jiàn)出來(lái)，其余4名工人先后進(jìn)入化糞池救人，但5人不幸遇難，初步調(diào)查他們系沼氣中毒。有機(jī)硫化物有機(jī)硫化物2、煤礦酸性礦井水、煤礦酸性礦井水(Acid mine Water)硫化物礦物（硫化物礦物（FeS2）和有機(jī)硫和有機(jī)硫酸性礦酸性礦井水井水化學(xué)氧化化學(xué)氧化耐酸細(xì)菌（硫耐酸細(xì)菌（硫桿菌）桿菌）氧化亞鐵硫桿菌(Thiobacillus ferrooxidans,T.f) 硝酸鹽還原菌硝酸鹽還原菌亞硝化菌亞硝化菌 硝化菌硝化菌反反硝化需