污染物在生物體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化

關(guān)于污染物在生物體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化①生物污染和生物污染的主要途徑②環(huán)境污染物在生物體內(nèi)的分布③污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累④微生物對(duì)環(huán)境污染物的降解轉(zhuǎn)化作用⑤環(huán)境污染物對(duì)人體健康的影響本章內(nèi)容介紹第2頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天重點(diǎn)掌握①污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累②微生物對(duì)環(huán)境污染物的降解轉(zhuǎn)化作用③環(huán)境污染物對(duì)人體健康的影響第3頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天第一節(jié)生物污染和生物污染的主要途徑一、生物污染有兩種含義，一種是指對(duì)人和生物有害的微生物、寄生蟲(chóng)等病原體和變應(yīng)原等污染水體、大氣、土壤和食品，影響生物產(chǎn)量和質(zhì)量，危害人類健康。另一種是指大氣、水環(huán)境以及土壤環(huán)境中各種各樣的污染物質(zhì)，包括施入土壤中的農(nóng)藥等，通過(guò)生物的表面附著、根部吸收、葉片氣孔的吸收以及表皮的滲透等方式進(jìn)入生物機(jī)體內(nèi)，并通過(guò)食物鏈最終影響人體健康的現(xiàn)象。二、植物受污染的主要途徑

1.表面附著表面附著是指污染物以物理方式黏附在植物表面的現(xiàn)象。表面附著量的大小與植物的表面積大小、表面形狀、表面性質(zhì)等有關(guān)。植物葉片越粗糙，比表面積越大，越能吸附大量污染物。一些植物葉片分泌一些油脂性物質(zhì)，增加了對(duì)顆粒態(tài)污染物的吸附作用。例如云杉、油松、馬尾松能分泌油脂性物質(zhì)，楊梅、草莓等葉片粗糙，比表面積大。生物的污染生物受到污染云杉油松第4頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.植物吸收

植物對(duì)大氣、水體和土壤中污染物的吸收方式可分為主動(dòng)吸收和被動(dòng)吸收兩種。

主動(dòng)吸收即代謝吸收，是指植物細(xì)胞利用其特有的代謝作用所產(chǎn)生的能量而進(jìn)行的吸收作用。細(xì)胞通過(guò)這種吸收能把濃度差逆向的外界物質(zhì)引入細(xì)胞內(nèi)。植物通過(guò)根系從土壤或水體中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分的同時(shí)亦吸收污染物，其吸收量的大小與污染物的性質(zhì)及含量、土壤性質(zhì)和植物品種等因素有關(guān)。主動(dòng)吸收可使污染物在植物體內(nèi)濃縮。

被動(dòng)吸收即物理吸收，這種吸收依靠外液與原生質(zhì)的濃度差，通過(guò)溶質(zhì)擴(kuò)散作用實(shí)現(xiàn)吸收過(guò)程，其吸收量的大小與污染物的性質(zhì)及其含量大小，植物與污染物接觸時(shí)間的長(zhǎng)短等有關(guān)。第5頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、動(dòng)物受污染的主要途徑環(huán)境中的污染物主要通過(guò)呼吸道、消化道和皮膚吸收等途徑進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，并通過(guò)食物鏈得到濃縮富集，最終進(jìn)入人體。1.動(dòng)物吸收動(dòng)物在呼吸空氣的同時(shí)將毫無(wú)選擇的吸收來(lái)自空氣中的氣態(tài)污染物及懸浮顆粒物，在飲水和攝取食物的同時(shí)，也將攝入其中的污染物，脂溶性污染物還能通過(guò)皮膚的吸收作用進(jìn)入動(dòng)物機(jī)體。例如，某些氣態(tài)毒物如氰化氫、砷化氫等都可經(jīng)皮膚吸收。①呼吸道吸收的污染物，通過(guò)肺泡直接進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)大循環(huán)。成年人每天吸入10～12m3的空氣，而空氣中正隱藏著各種各樣的污染物質(zhì)。呼吸道是吸收大氣污染物質(zhì)的主要途徑，人的呼吸道主要包括鼻、咽、喉、氣管、支氣管及肺等部位。第6頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天

主要的吸收部位是肺泡。肺泡的膜很薄，數(shù)量眾多，表面布滿壁膜極薄、結(jié)構(gòu)疏松的毛細(xì)血管。呼吸道吸收的污染物只可以直接進(jìn)入血液系統(tǒng)并轉(zhuǎn)移至淋巴系統(tǒng)或其他器官，而不經(jīng)肝臟的解毒作用，從而產(chǎn)生的毒性更大。②消化道吸收的污染物通過(guò)小腸吸收，經(jīng)肝臟在進(jìn)入大循環(huán)。食物和飲水主要是通過(guò)消化道進(jìn)入人體的。從口腔攝入的食物和飲水中的污染物質(zhì)，主要是被動(dòng)擴(kuò)散被消化管吸收，主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)很少。消化管包括口腔、咽喉、食管、胃、小腸、大腸等部位，主要的吸收部位是小腸，其次是胃。進(jìn)入小腸的污染物質(zhì)大多數(shù)以被動(dòng)擴(kuò)散方式通過(guò)小腸黏膜再轉(zhuǎn)入血液，因而污染物質(zhì)的脂溶性越強(qiáng)、在小腸內(nèi)濃度越高，被小腸吸收越快。小腸的吸收總面積約200m2，胃的約為1m2，小腸的吸收功能遠(yuǎn)大于胃。第7頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天③經(jīng)皮膚吸收的污染物可直接進(jìn)入血液循環(huán)人體皮膚的表面積平均約為1.8m2,同時(shí)還有近10萬(wàn)個(gè)毛細(xì)孔和近10萬(wàn)根頭發(fā)與頭皮相通，這些都是污染物質(zhì)進(jìn)入人體的通道。相對(duì)而言，人體皮膚對(duì)污染物質(zhì)的吸收能力較弱，常以被動(dòng)擴(kuò)散的方式相繼通過(guò)皮膚的表皮及真皮，再濾過(guò)真皮中的毛細(xì)血管壁膜進(jìn)入到血液中。一般，相對(duì)分子質(zhì)量低于300,處于液態(tài)或溶解態(tài)，呈非極性的脂溶性污染物質(zhì)，最容易被皮膚吸收，如酚、醇等。

④由呼吸道吸收并沉積在呼吸道表面上的有害物質(zhì)，可咽到消化道，再被吸收進(jìn)入機(jī)體。第8頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.食物鏈作用生物（包括微生物）能通過(guò)食物鏈傳遞和富集污染物。水體中的污染物通過(guò)生物、微生物的代謝作用進(jìn)入生物、微生物體內(nèi)得到濃縮，其濃縮作用可使污染物在生物體內(nèi)的含量比在水體中的濃度大得多。水體環(huán)境中，浮游生物是食物鏈的基礎(chǔ)。污染物在食物鏈的每次傳遞中濃度就得到一次濃縮，甚至可以達(dá)到產(chǎn)生中毒作用的程度。人處于食物鏈的末端，人若長(zhǎng)期食用了污染水體中的魚(yú)類，則可能由于污染物在體內(nèi)長(zhǎng)期富集濃縮，引起慢性中毒。環(huán)境污染物不僅可以通過(guò)水生生物食物鏈富集，也可以通過(guò)陸生生物鏈富集。如農(nóng)藥、大氣污染物，可通過(guò)植物的葉片、根系進(jìn)入植物體內(nèi)得到富集，而含有污染物的農(nóng)作物、牧草、飼料等經(jīng)過(guò)牛、羊、豬、雞等動(dòng)物進(jìn)一步富集，最后通過(guò)糧食、蔬菜、水果、肉、蛋、奶等食物進(jìn)入人體中濃縮，危害人體健康。第9頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)環(huán)境污染物在生物體內(nèi)的分布一、污染物在植物體內(nèi)的分布許多污染物質(zhì)都是通過(guò)植物的土壤進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的。植物對(duì)污染物質(zhì)的吸收被認(rèn)為是污染物在食物鏈中的積累并危害陸生動(dòng)物的第一步。污染物質(zhì)進(jìn)入到植物體的途徑：

①通過(guò)根系的吸收并通過(guò)蒸騰作用輸送到植物體的各部分；

②通過(guò)植物葉片的氣孔從周圍空氣中吸收蒸汽化的污染物質(zhì)，并輸送到植物體的各個(gè)部分；

③植物表皮通過(guò)滲透作用吸收有機(jī)污染物的蒸汽。各種途徑吸收的污染物總和減去植物代謝過(guò)程中消耗或損失的是污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的積累。第10頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天①根部吸收污染物主要是通過(guò)根部吸收進(jìn)入植物體內(nèi)，根部對(duì)污染物質(zhì)的吸收有兩種方式：主動(dòng)吸收和被動(dòng)吸收。主動(dòng)吸收需要消耗一定量的能量，而被動(dòng)吸收主要是通過(guò)擴(kuò)散、吸收和質(zhì)量流動(dòng)，不需要消耗能量。根部吸收主要是物理吸附而不是生物化學(xué)行為。根部的吸收過(guò)程在最初一個(gè)小時(shí)之內(nèi)最快，占48小時(shí)過(guò)程的50%～70%，且在吸收過(guò)程中污染物質(zhì)在根部很快達(dá)到平衡而濃度不隨時(shí)間增加而變化。②植物葉片的氣孔吸收空氣中的蒸汽態(tài)污染物質(zhì)葉子表面有很多氣孔，氣孔可以隨環(huán)境條件的變化而有時(shí)張開(kāi)有時(shí)關(guān)閉，氣孔是二氧化碳、氧氣和其他氣體的進(jìn)出口，也是蒸騰作用的出口。③降落在植物表面的污染物可通過(guò)滲透作用進(jìn)入植物體內(nèi)這種吸收作用很少，但某些污染物，比根部吸收更重要。只有植物表面直接接觸的污染物質(zhì)才能通過(guò)滲透作用進(jìn)入植物體內(nèi)第11頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天

植物從大氣中吸收污染物后，污染物在植物體內(nèi)的殘留量常以葉部分布最多。植物從土壤和水體中吸收污染物，其殘留量一般的分布規(guī)律為：根＞莖＞葉＞穗＞殼＞種子。表5-2水稻各部位14C-六六六殘留量及殘留比表5-1成熟期水稻各部位中的含鎘量第12頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、污染物在動(dòng)物體內(nèi)的分布污染物質(zhì)在動(dòng)物體內(nèi)的分別過(guò)程主要包括吸收、分布和排泄。1.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)入血液的過(guò)程。吸收途徑主要是機(jī)體的消化管、呼吸道和皮膚。消化管的主要吸收部位在小腸，其次是胃。進(jìn)入小腸的污染物質(zhì)大多以被動(dòng)擴(kuò)散通過(guò)腸粘膜再轉(zhuǎn)入血液。影響消化管吸收的因素：（1）污染物質(zhì)的脂溶性：脂溶性越強(qiáng)及在小腸內(nèi)濃度越高,被小腸吸收也越快。（2）血液流速：污染物質(zhì)的脂溶性強(qiáng)，血流速度越大,則膜兩側(cè)污染物質(zhì)的濃度梯度越大,機(jī)體對(duì)污染物質(zhì)的吸收速率也越大。極性污染物質(zhì),因其脂溶性小,在被小腸吸收時(shí)經(jīng)膜擴(kuò)散成了限速因素,而對(duì)血流影響不敏感。（3）離解度：未解離型易于擴(kuò)散通過(guò)膜。第13頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天

呼吸道是吸收大氣污染物的主要途徑。其主要吸收部位是肺泡。氣態(tài)和液態(tài)氣溶膠污染物質(zhì)

,可以被動(dòng)擴(kuò)散和濾過(guò)方式,分別迅速通過(guò)肺泡和毛細(xì)血管膜進(jìn)入血液。固態(tài)氣溶膠和粉塵污染物質(zhì)吸進(jìn)呼吸道后

,可在氣管、支氣管及肺泡表面沉積。到達(dá)肺泡的固態(tài)顆粒很小,粒徑小于5μm。其中,易溶微粒在溶于肺泡表面體液后,按上述過(guò)程被吸收,而難溶微粒往往在吞噬作用下被吸收。皮膚吸收是不少污染物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體的途徑。皮膚接觸的污染物質(zhì),常以被動(dòng)擴(kuò)散相繼通過(guò)皮膚的表皮及真皮,再濾過(guò)真皮中毛細(xì)血管壁膜進(jìn)入血液。一般,分子量低于300，處于液態(tài)或溶解態(tài),呈非極性的脂溶性污染物質(zhì),最容易被皮膚吸收,如酚、尼古丁、馬錢子堿等。血腦屏障：中樞神經(jīng)系統(tǒng)的毛細(xì)血管壁內(nèi)皮細(xì)胞互相緊密相連、幾乎無(wú)空隙，是阻止已進(jìn)入人體的有毒污染物深入到中樞神經(jīng)系統(tǒng)的屏障。當(dāng)污染物質(zhì)由血液進(jìn)入腦部時(shí),必須穿過(guò)這一毛細(xì)管壁內(nèi)皮的屏障，此時(shí),污染物質(zhì)的經(jīng)膜通透性成為其轉(zhuǎn)運(yùn)的限速因素。高脂溶性低解離度的污染物質(zhì)經(jīng)膜通透性好,容易通過(guò)血腦屏障,由血液進(jìn)入腦部,如甲基汞化合物。第14頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.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。腎排泄是污染物質(zhì)通過(guò)腎隨尿而排出的過(guò)程。膽汁排泄是指主要由消化管及其他途徑吸收的污染物質(zhì)，經(jīng)血液到達(dá)肝臟后，以原物或其代謝物和膽汁一起分泌至十二指腸，經(jīng)小腸至大腸內(nèi)，再排出體外的過(guò)程。*值得注意的是有些物質(zhì)由膽汁排泄，在腸道運(yùn)行中又重新被吸收，該現(xiàn)象稱為腸肝循環(huán)。3.分布分布是指污染物質(zhì)被吸收后或其代謝轉(zhuǎn)化物質(zhì)形成后，由血液轉(zhuǎn)送至機(jī)體各組織;與組織成分結(jié)合；從組織返回血液以及再反復(fù)等過(guò)程。第15頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天按照污染物性質(zhì)和進(jìn)入動(dòng)物組織的類型不同，大體有以下五種分布規(guī)律：（1）能溶解于體液的物質(zhì)，如鈉、鉀、鋰、氟、氯、溴等離子，在體內(nèi)分布比較均勻。（2）鑭、銻、釷等三價(jià)和四價(jià)陽(yáng)離子，水解后生成膠體，主要蓄積于肝或其他網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)。（3）與骨骼親和性較強(qiáng)的物質(zhì)，如鉛、鈣、鋇、鍶、鐳、鈹?shù)榷r(jià)陽(yáng)離子在骨骼中含量較高。（4）對(duì)某一種器官具有特殊親和性的物質(zhì)，則在該種器官中蓄積較多。如碘對(duì)甲狀腺，汞、鈾對(duì)腎臟有特殊親和性。（5）脂溶性物質(zhì)，如有機(jī)氯化合物（六六六、DDT等），易蓄積于動(dòng)物體內(nèi)的脂肪中。第16頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天一些金屬、類金屬在動(dòng)物及人體內(nèi)的主要分布部位

一種污染物對(duì)某一種器官有特殊親和作用，但同時(shí)也分布于其他器官；同一種元素可能因其價(jià)態(tài)或存在形態(tài)不同而在體內(nèi)蓄積的部位也有所不同。如水溶性汞離子很少進(jìn)入腦組織，但烷基汞呈脂溶性，能通過(guò)腦屏障進(jìn)入腦組織。第17頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天第18頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.生物蓄積機(jī)體長(zhǎng)期接觸某污染物質(zhì)，若吸收超過(guò)排泄及其代謝轉(zhuǎn)化，則會(huì)出現(xiàn)該污染物質(zhì)在體內(nèi)逐增的現(xiàn)象，稱為生物蓄積。蓄積量是吸收、分布、代謝轉(zhuǎn)化和排泄各量的代數(shù)和。機(jī)體的主要蓄積部位是血漿蛋白、脂肪組織和骨酪。污染物質(zhì)常與血漿蛋白結(jié)合而蓄積。蓄積部位與毒性作用部位：相同--如百草枯在肺及一氧化碳在紅細(xì)胞中血紅蛋白的集中。不相一致--如DDT在脂肪組織中蓄積,而毒性作用部位是神經(jīng)系統(tǒng)及其他臟器;鉛集中于骨髓,而毒性作用部位在造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)及胃腸道等。蓄積部位中的污染物質(zhì),常同血漿中游離型污染物質(zhì)保持相對(duì)穩(wěn)定的平衡。在污染物質(zhì)蓄積和毒性作用的部位不相一致時(shí),蓄積部位可成為污染物質(zhì)內(nèi)在的二次接觸源,有可能引起機(jī)體慢性中毒。第19頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天第三節(jié)污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累

各種物質(zhì)進(jìn)入生物體內(nèi)，即參加生物的代謝過(guò)程，其中生命必需的物質(zhì)，部分參與了生物體的構(gòu)成，多余的必需物質(zhì)和非生命所需的物質(zhì)中，易分解的經(jīng)代謝作用很快排出體外，會(huì)長(zhǎng)期殘留在生物體內(nèi)，隨著攝入量的增大，在生物體內(nèi)的濃度也會(huì)逐漸增大。一、生物富集

生物富集是指生物機(jī)體或處于同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的許多生物種群，通過(guò)非吞食方式，從周圍環(huán)境(水、土壤、大氣)蓄積某種元素或難降解的物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過(guò)周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。生物富集用生物濃縮系數(shù)表示，即：

BCF=Cb/Ce

式中：BCF：生物濃縮系數(shù)

Cb：某種元素或難降解物質(zhì)在機(jī)體中的濃度;

Ce：某種元素或難降解物質(zhì)在機(jī)體周圍環(huán)境中的濃度。第20頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天生物濃縮系數(shù)(BioconcentrationFactor)

：金槍魚(yú)和海綿對(duì)銅的濃縮系數(shù),分別是100和1400。一般,降解性小、脂溶性高、水溶性低的物質(zhì),生物濃縮系數(shù)高

一般，重金屬元素和許多氯化碳?xì)浠?、稠環(huán)、雜環(huán)等有機(jī)化合物具有很高的生物濃縮系數(shù)。第21頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、生物放大是指在同一食物鏈上的高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物，通過(guò)吞食低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物蓄積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。生物放大的程度也用生物濃縮系數(shù)表示。生物放大的結(jié)果是食物鏈上高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體體內(nèi)這種物質(zhì)的濃度顯著超過(guò)環(huán)境中的濃度，如不存在食物鏈的關(guān)系就不能稱之為生物放大，而只能是生物富集或生物積累。

生物放大并不是在所有條件下都能發(fā)生。有些物質(zhì)只能沿著生物鏈傳遞，不能沿食物鏈放大；有些既不能沿食物鏈傳遞，也不能沿食物鏈放大。影響生物放大的因素很多，如食物鏈往往都十分復(fù)雜,相互交織成網(wǎng)狀,同一種生物在發(fā)育的不同階段或相同階段,有可能隸屬于不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)而具有多種食物來(lái)源,這就擾亂了生物放大。不同生物或同一生物在不同的條件下,對(duì)物質(zhì)的吸收、消除等均有可能不同,也會(huì)影響生物放大狀況。有機(jī)化合物在生物體的積累不是通過(guò)食物鏈遷移產(chǎn)生的生物放大，而是生物脂肪對(duì)有機(jī)化合物的溶解作用。第22頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、生物積累生物積累是生物從周圍環(huán)境(水、土壤、大氣)和食物鏈蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體中的濃度超過(guò)周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。生物積累也用生物濃縮系數(shù)（BCF）表示。以水生生物對(duì)某物質(zhì)的生物積累而論，其微分速率方程可以表示為：式中：cw－生物生存水中某物質(zhì)濃度；

ci－食物鏈i級(jí)生物中該物質(zhì)濃度；

ci－1－食物鏈i－1級(jí)生物中該物質(zhì)濃度；

Wi,i－I－i級(jí)生物對(duì)i－1級(jí)生物的攝食量

αi,i-1

－i級(jí)生物對(duì)i－1級(jí)生物中該物質(zhì)的同化率；

Kai

－i級(jí)生物對(duì)該物質(zhì)的吸收速率常數(shù)；

Kei－i級(jí)生物體中該物質(zhì)消除速率常數(shù)；

Kgi－i級(jí)生物的生長(zhǎng)速率常數(shù)。第23頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天當(dāng)生物積累達(dá)到平衡時(shí)，dci/dt=0時(shí)：式中右端二項(xiàng)依次以Cwi

和Cφi表示,則此式改寫(xiě)成:從水中攝得的濃度-生物富集的貢獻(xiàn)從食物鏈傳遞得到的濃度-生物放大的貢獻(xiàn)

從上式可以看出，生物積累的物質(zhì)濃度中，兩相進(jìn)行比較，可以看出生物富集和生物放大對(duì)生物積累的貢獻(xiàn)。生物放大和生物富集都是生物積累的一種方式第24頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天表5-1生物富集、放大和積累對(duì)照第25頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天第四節(jié)微生物對(duì)環(huán)境污染物的降解轉(zhuǎn)化作用

物質(zhì)在生物作用下經(jīng)受的化學(xué)變化，稱為生物轉(zhuǎn)化或代謝。通過(guò)生物，特別是微生物的轉(zhuǎn)化，污染物質(zhì)的毒性也隨之改變。一、微生物的生理特征微生物可以催化氧化或降解有機(jī)污染物或轉(zhuǎn)化重金屬元素存在形態(tài)，這是環(huán)境中有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化的重要過(guò)程，同時(shí)微生物在重金屬的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程中也有很重要的作用。微生物是生物催化劑，能使許多化學(xué)反應(yīng)過(guò)程在環(huán)境中發(fā)生，同時(shí)生物有機(jī)體的降解又為其他生物生長(zhǎng)提供必要的營(yíng)養(yǎng)，以補(bǔ)償和維持生物活性的營(yíng)養(yǎng)庫(kù)。1.微生物的種類環(huán)境中的微生物可以分為三類：細(xì)菌、真菌和藻類。細(xì)菌和真菌可認(rèn)為是還原劑類，能使化合物分解為更簡(jiǎn)單的形式，從而維持它們自身的生長(zhǎng)和代謝過(guò)程所需的能量。第26頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天細(xì)菌可分為自養(yǎng)細(xì)菌和異養(yǎng)細(xì)菌?；拘螒B(tài)有桿狀、球狀和螺旋狀三種，屬于原核微生物。單個(gè)細(xì)菌的細(xì)胞很小，只能在顯微鏡下看到，大多數(shù)細(xì)菌的大小在0.5～3.0μm范圍。球形菌弧形菌螺形菌桿形菌

真菌是類似植物但缺乏葉綠素的非光合生物，通常是絲狀結(jié)構(gòu)，它對(duì)高濃度的金屬離子的耐受能力很強(qiáng)，真菌對(duì)環(huán)境最終的作用是分解植物的纖維素。單細(xì)胞真菌多細(xì)胞真菌大型真菌第27頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天藻類是一大類低等植物的統(tǒng)稱。①藻類屬于真核生物，是一種低等植物，種類很多，有單細(xì)胞的，也有多細(xì)胞的。②植物體無(wú)根、莖、葉的分化，有的有鞭毛，能動(dòng)。③光合色素：分為三大類，葉綠素(a,b,c,d)；類胡蘿卜素；藻膽素(藻藍(lán)素，藻紅素)。④多數(shù)生活在水中，淡水種類多，海洋種類少，但數(shù)量多。藻類營(yíng)養(yǎng)一般是無(wú)機(jī)物，即自養(yǎng)型，其細(xì)胞內(nèi)含有葉綠素及其他輔助色素，能進(jìn)行光合作用。在有光照的時(shí)候，利用光能吸收二氧化碳合成細(xì)胞物質(zhì)，同時(shí)釋放出氧氣；在夜間無(wú)陽(yáng)光時(shí)，則通過(guò)呼吸作用，取得能量，吸收氧氣，同時(shí)放出二氧化碳。這一特征在穩(wěn)定塘廢水處理方法中體現(xiàn)，白天塘內(nèi)氧氣充足，微生物利用氧氣進(jìn)行好氧分解有機(jī)物；夜間藻類呼吸氧氣，使DO下降。第28頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天硅藻紅藻褐藻第29頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天

細(xì)菌接種到定量的液體培養(yǎng)基中，定時(shí)取樣測(cè)定細(xì)胞數(shù)量。以培養(yǎng)時(shí)間為橫座標(biāo)以菌數(shù)為縱座標(biāo)作圖得到的一條反映細(xì)菌在整個(gè)培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線。2.微生物的生長(zhǎng)規(guī)律微生物的生長(zhǎng)規(guī)律可以用生長(zhǎng)曲線表現(xiàn)出來(lái)。第30頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天

根據(jù)微生物的生長(zhǎng)速率常數(shù)（growthrateconstant），即每小時(shí)的分裂次數(shù)（R）的不同，一般可把典型生長(zhǎng)曲線粗分為延滯期、指數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期等4個(gè)時(shí)期。延滯期指數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期第31頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天延滯期指數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期5-7第32頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天

又稱停滯期、調(diào)整期和適應(yīng)期。指少量單細(xì)胞微生物接種到新鮮培養(yǎng)基后，在開(kāi)始培養(yǎng)的一段時(shí)間內(nèi)細(xì)胞數(shù)目不立即增加，或增加很少，生長(zhǎng)速度接近于零的一段時(shí)期——代謝系統(tǒng)是正在適應(yīng)新環(huán)境。（一）延滯期（Lagphase）延滯期第33頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天分裂遲緩、代謝活躍①

生長(zhǎng)速率常數(shù)為零；②

細(xì)胞形態(tài)變大或增長(zhǎng)，許多桿菌可長(zhǎng)成絲狀，Eg.巨大芽孢桿菌（Bacillusmegaterium）在延滯期末，細(xì)胞的平均長(zhǎng)度比剛接種時(shí)長(zhǎng)6倍；一般來(lái)說(shuō)處于遲緩期的細(xì)菌細(xì)胞體積最大?、?/p>

細(xì)胞內(nèi)RNA尤其是rRNA含量增高；④

合成代謝十分活躍，核糖體、酶類和ATP合成加速，易產(chǎn)生各種誘導(dǎo)酶；⑤

對(duì)外界不良條件如NaCl溶液濃度、溫度和抗生素等理化因素反應(yīng)敏感。（1）延滯期的特點(diǎn)細(xì)胞處于活躍生長(zhǎng)中，只是分裂遲緩。在此階段后期，少數(shù)細(xì)胞開(kāi)始分裂，曲線略有上升。第34頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天

微生物接種到一個(gè)新的環(huán)境，暫時(shí)缺乏分解和催化有關(guān)底物的酶，或是缺乏充足的中間代謝產(chǎn)物等。為產(chǎn)生誘導(dǎo)酶或合成中間代謝產(chǎn)物，就需要一段適應(yīng)期。調(diào)整代謝（2）延滯期出現(xiàn)的原因第35頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期（Logarithmicphase）

又稱指數(shù)生長(zhǎng)期（Exponentialphase）。指在生長(zhǎng)曲線中，緊接著延滯期的一段細(xì)胞數(shù)以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)的時(shí)期。指數(shù)期第36頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的特點(diǎn)①

生長(zhǎng)速率常數(shù)R最大，因而細(xì)胞每分裂一次所需的時(shí)間——代時(shí)（generationtime，G，又稱世代時(shí)間或增代時(shí)間）或原生質(zhì)增加一倍所需的倍增時(shí)間（doublingtime）最短；②

細(xì)胞進(jìn)行平衡生長(zhǎng)（balancedgrowth），菌體各部分的成分十分均勻；③

酶系活躍，代謝旺盛；第37頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）穩(wěn)定期（stationaryphase）

又稱恒定期或最高生長(zhǎng)期。其特點(diǎn)是生長(zhǎng)速率常數(shù)R等于0，即處于新繁殖的細(xì)胞數(shù)與衰亡的細(xì)胞數(shù)相等，或正生長(zhǎng)與負(fù)生長(zhǎng)相等的動(dòng)態(tài)平衡之中。穩(wěn)定期第38頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天

這時(shí)的菌體產(chǎn)量達(dá)到了最高點(diǎn)，而且菌體產(chǎn)量與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗間呈現(xiàn)出一定的比例關(guān)系，這一關(guān)系就是生長(zhǎng)產(chǎn)量常數(shù)Y（或稱生長(zhǎng)得率，growthyield）。

x–x0

x–x0Y=——————=——————C0–CC0

x——穩(wěn)定期時(shí)的細(xì)胞干重（g／ml培養(yǎng)液），x0——?jiǎng)偨臃N時(shí)的細(xì)胞干重，C0——限制性營(yíng)養(yǎng)物的最初濃度（g／ml），C——穩(wěn)定期時(shí)限制性營(yíng)養(yǎng)物的濃度（由于計(jì)算Y時(shí)必須用限制性營(yíng)養(yǎng)物，所以C應(yīng)等于0）。第39頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天（四）衰亡期（declinephase或deathphase）

在衰亡期中，個(gè)體死亡的速度超過(guò)新生的速度，整個(gè)群體呈現(xiàn)負(fù)生長(zhǎng)狀態(tài)（R為負(fù)值）。衰亡期第40頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天

細(xì)胞形態(tài)發(fā)生多形化，例如會(huì)發(fā)生膨大或不規(guī)則的退化形態(tài)；有的微生物因蛋白水解酶活力的增強(qiáng)而發(fā)生自溶（autolysis）；有的微生物在這一期合成或釋放對(duì)人類有益的抗生素等次生代謝產(chǎn)物；在芽孢桿菌中，芽孢釋放等。產(chǎn)生衰亡期的原因外界環(huán)境對(duì)繼續(xù)生長(zhǎng)越來(lái)越不利，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝產(chǎn)物的大量積累等，從而引起細(xì)胞內(nèi)的分解代謝大大超過(guò)合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體死亡。

該時(shí)期死亡的細(xì)菌以對(duì)數(shù)方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分細(xì)菌產(chǎn)生抗性也會(huì)使細(xì)菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在。第41頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天

可延長(zhǎng)穩(wěn)定生長(zhǎng)期，以獲得更多的菌體物質(zhì)或積累更多的代謝產(chǎn)物，對(duì)環(huán)境中的污染物降解速度快，降解能力強(qiáng)。生產(chǎn)上的措施補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（補(bǔ)料）取走代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)pH調(diào)節(jié)溫度對(duì)好氧菌增加通氣、攪拌或振蕩第42頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、生物酶的基礎(chǔ)知識(shí)

酶的定義：酶是一類由細(xì)胞制造和分泌的、以蛋白質(zhì)為主要成分的、具有催化活性的生物催化劑.

在酶催化下發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)稱為底物或基質(zhì)。底物所發(fā)生的轉(zhuǎn)化稱為酶促反應(yīng)。酶催化反應(yīng)的基本過(guò)程：該過(guò)程可逆1.酶的催化作用特點(diǎn)（1）催化專一性高。一種酶只能對(duì)一種底物或一類底物起催化作用,而促進(jìn)一定的反應(yīng),生成一定的代謝產(chǎn)物。如蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)水解,而不能催化淀粉水解。脲酶僅能催化尿素水解:第43頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）酶催化效率高。一般,酶催化反應(yīng)的速率比化學(xué)催化劑高107-1013倍。（3）酶具有多樣性。酶的多樣性是由酶的專一性決定的，因?yàn)樵谏矬w內(nèi)存在各種各樣的化學(xué)反應(yīng)，而每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。（4）酶催化需要溫和的外界條件。如常溫、常壓、接近中性的酸堿度等。酶的本質(zhì)為蛋白質(zhì),比化學(xué)催化劑更容易受到外界條件的影響，而變質(zhì)失去催化效能。

輔酶的成分是金屬離子、含金屬的有機(jī)化合物或小分子的復(fù)雜有機(jī)化合物。同一輔酶可以結(jié)合不同的酶蛋白,構(gòu)成許多種雙成分酶,可對(duì)不同底物進(jìn)行相同反應(yīng)。

輔酶起傳遞電子、原子或某些化學(xué)基團(tuán)的作用。第44頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.酶的分類

根據(jù)起催化作用的場(chǎng)所,酶分為胞外酶和胞內(nèi)酶兩大類。這兩類都在細(xì)胞中產(chǎn)生,但是胞外酶能通過(guò)細(xì)胞膜,在細(xì)胞外對(duì)底物起催化作用,通常是催化底物水解;而胞內(nèi)酶不能通過(guò)細(xì)胞膜,僅能在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮各種催化作用。

酶根據(jù)催化反應(yīng)類型,分成:氧化還原酶(催化氧化還原反應(yīng))、轉(zhuǎn)移酶(催化化學(xué)基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng))、水解酶(催化水解反應(yīng))、裂解酶(催化底物分子某些鍵非水解性斷裂反應(yīng))、異構(gòu)酶(催化異構(gòu)反應(yīng))、合成酶(與高能磷酸化合物分解相耦聯(lián),催化兩種底物結(jié)合的反應(yīng))。酶按照成分,分為單成分酶和雙成分酶兩大類。單成分酶只含有蛋白質(zhì),如脲酶、蛋白酶。雙成分酶除含蛋白質(zhì)外,還含有非蛋白質(zhì)部分,前者稱酶蛋白,后者稱輔基或輔酶。輔基同酶蛋白的結(jié)合比較牢固,不易分離。輔酶與酶蛋白結(jié)合松弛,易于分離。起決定催化專一性和催化高效率的功能雙成分酶的特點(diǎn)：在雙成分酶催化反應(yīng)時(shí),一般是輔酶起著傳遞電子、原子或某些化學(xué)基團(tuán)的功能,酶蛋白起著決定催化專一性和催化高效率的功能。因此,只有雙成分酶的整體才具有酶的催化活性。如果環(huán)境因素破壞了輔酶，也會(huì)影響酶的正常功能。第45頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、微生物對(duì)有機(jī)污染物的降解作用1.耗氧污染物的微生物降解耗氧有機(jī)污染物質(zhì)(Oxygen-ConsumingOrganicPollutant):是生物殘?bào)w、排放廢水和廢棄物中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等較易生物降解的有機(jī)物質(zhì)。生物降解(Biodegradation)：有機(jī)物質(zhì)通過(guò)生物氧化以及其他的生物轉(zhuǎn)化，可以變成更小、更簡(jiǎn)單的分子過(guò)程。（1）糖類的微生物降解糖類通式為Cx(H20)y,分成單糖、二糖和多糖三類。單糖：戍糖-C5H10O5,如木糖及阿拉伯糖；己糖-C6H12O6,

如葡萄糖、半乳糖、甘露糖及果糖。二糖：C12H22O11,主要有蔗糖、乳糖和麥芽糖。多糖：己糖自身或其與另一單糖的高度縮合產(chǎn)物,葡萄糖和木糖是最常見(jiàn)的縮合單體。多糖如淀粉、纖維素和半纖維素。糖類是生物活動(dòng)的能量供應(yīng)物質(zhì)，細(xì)菌可以利用它作為能量的來(lái)源。如果有機(jī)物質(zhì)降解成二氧化碳、水等簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)化合物,則為徹底降解;否則,為不徹底降解第46頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天1）多糖水解成單糖2）單糖酵解成丙酮酸3）丙酮酸的轉(zhuǎn)化糖類的降解過(guò)程：①多糖水解成單糖:多糖在胞外水解酶催化下水解成二糖和單糖,而后才能被微生物攝取進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。二糖在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)胞內(nèi)水解酶催化,繼續(xù)水解成為單糖。多糖水解成的單糖產(chǎn)物以葡萄糖為主。②單糖酵解成丙酮酸:細(xì)胞內(nèi)單糖可經(jīng)過(guò)相應(yīng)的一系列酶促反應(yīng)形成丙酮酸，這一過(guò)程稱為單糖酵解。葡萄糖酵解的總反應(yīng)C6H12O6+2NAD+2CH3COCOOH+2NADH+2H+第47頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天第48頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天③丙酮酸的轉(zhuǎn)化:在有氧氧化條件下,丙酮酸通過(guò)酶促反應(yīng)轉(zhuǎn)化成乙酰輔酶A，最終氧化成二氧化碳和水。乙酰輔酶A丙酮酸草酰乙酸檸檬酸草酰乙酸丙酮酸

乙酰輔酶ACoASH檸檬酸草酰乙酸再進(jìn)行新一輪的轉(zhuǎn)化。這種生物轉(zhuǎn)化的循環(huán)途徑稱為三羧酸循環(huán)或檸檬酸循環(huán),簡(jiǎn)稱TCA循環(huán)。第49頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天小結(jié)：糖類通過(guò)微生物作用,在有氧氧化下能被完全氧化為二氧化碳和水,降解徹底;在無(wú)氧氧化下通常是氧化不完全,生成簡(jiǎn)單有機(jī)酸、醇及二氧化碳等,降解不能徹底。后一過(guò)程因有大量簡(jiǎn)單有機(jī)酸生成,體系pH下降,所以歸屬于酸性發(fā)酵。發(fā)酵的具體產(chǎn)物決定于產(chǎn)酸菌種類和外界條件。

無(wú)氧氧化條件下丙酮酸的氧化：通過(guò)酶促反應(yīng),以其本身作受氫體而被還原為乳酸,或以其轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物作受氫體,發(fā)生不完全氧化生成低級(jí)的有機(jī)酸、醇及二氧化碳等。第50頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天①脂肪水解成脂肪酸和甘油②甘油的轉(zhuǎn)化丙酮酸丙酮酸的轉(zhuǎn)化③脂肪酸的轉(zhuǎn)化有氧氧化無(wú)氧氧化?-氧化TCA循環(huán)（2）脂肪和油類的微生物降解第51頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天脂肪是由脂肪酸和甘油合成的酯，多來(lái)自動(dòng)物，常溫下呈固態(tài)，油多來(lái)自植物，常溫下呈液態(tài)。脂肪和油類比糖類難降解。降解脂肪的基本途徑如下:①脂肪水解成脂肪酸和甘油:脂肪在胞外水解酶催化下水解為脂肪酸及甘油。生成的脂肪酸鏈大多為12-20個(gè)碳原子,其中以偶碳原子數(shù)的飽和酸為主,還有含雙鍵的不飽和酸。脂肪酸及甘油能被微生物攝入細(xì)胞內(nèi)繼續(xù)轉(zhuǎn)化。②甘油的轉(zhuǎn)化：甘油在有氧或無(wú)氧氧化條件下，均能被相應(yīng)的一系列酶促反應(yīng)轉(zhuǎn)變成丙酮酸：丙酮酸的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化前面已介紹第52頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天③脂肪酸的轉(zhuǎn)化有氧氧化條件下，飽和脂肪酸通常經(jīng)過(guò)酶促β-氧化途徑

變成脂酰輔酶A和乙酰輔酶A。乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)，乙酰基轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，并將輔酶A復(fù)原。而脂酰輔酶A又經(jīng)β-氧化途徑進(jìn)行轉(zhuǎn)化。脂肪水解成的含雙鍵不飽和脂肪酸，也經(jīng)過(guò)類似氧化途徑，最終產(chǎn)物與飽和脂肪酸相同。

無(wú)氧氧化條件：脂肪酸通過(guò)酶促反應(yīng)往往以其轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物作受氫體而被不完全氧化，形成低級(jí)的有機(jī)酸、醇和二氧化碳等。第53頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天①蛋白質(zhì)水解成氨基酸②氨基酸脫氨成脂肪酸③脂肪酸的轉(zhuǎn)化（3）蛋白質(zhì)的微生物降解蛋白質(zhì)是一類由а-氨基酸通過(guò)肽鍵聯(lián)結(jié)成的大分子化合物。蛋白質(zhì)中有20多種а-氨基酸。由一個(gè)氨基酸的羧基與另一個(gè)氨基酸的氨基脫水形成的酰胺鍵就是肽鍵。降解的途徑①蛋白質(zhì)水解成氨基酸：蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量較大，不能直接進(jìn)入細(xì)胞，蛋白質(zhì)會(huì)由胞外水解酶催化水解，經(jīng)多肽至二肽或氨基酸而被微生物攝入細(xì)胞內(nèi)。二肽在細(xì)胞內(nèi)可繼續(xù)水解形成氨基酸。第54頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天②氨基酸脫氨脫羧成脂肪酸：氨基酸在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化以脫氨脫羧形成脂肪酸為主。α-氨基酸脫氨脫羧的情況：③脂肪酸繼續(xù)轉(zhuǎn)化第55頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天

小結(jié)：蛋白質(zhì)通過(guò)微生物作用，在有氧氧化下可被徹底降解成為二氧化碳、水和氨(或銨離子)，而在無(wú)氧氧化下通常是酸性發(fā)酵，生成簡(jiǎn)單有機(jī)酸、醇和二氧化碳等，降解不徹底。蛋白質(zhì)中含有硫時(shí)，在有氧氧化下還可形成硫酸，在無(wú)氧氧化下還有硫化氫產(chǎn)生。（4）甲烷發(fā)酵或沼氣發(fā)酵：在一定條件糖類、脂肪和蛋白質(zhì)在產(chǎn)氫菌和產(chǎn)乙酸菌作用下，可被轉(zhuǎn)化為乙酸、甲酸、氫氣和二氧化碳，進(jìn)而經(jīng)產(chǎn)甲烷菌作用產(chǎn)生甲烷。復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)降解的這一總過(guò)程，稱為甲烷發(fā)酵或沼氣發(fā)酵。降解率和降解速率：糖類>脂肪>蛋白質(zhì)產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生甲烷的主要途徑

：CH3COOH→CH4+CO2

CO2+4H2→CH4+2H2O甲烷發(fā)酵條件：1.產(chǎn)甲烷菌是專一性厭氧菌，必須處于無(wú)氧條件下；2.弱堿性環(huán)境，適宜pH范圍為7-8；3.發(fā)酵有機(jī)物質(zhì)的適宜碳氮比為30左右。4.其它重要條件：有溫度、菌種分布、發(fā)酵有機(jī)物質(zhì)的濃度等。第56頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.有毒有機(jī)物的生物轉(zhuǎn)化類型有毒有機(jī)污染物主要是指具有生物毒性的有機(jī)污染物質(zhì)，它們不僅對(duì)生物和人類具有明顯的毒性，能引起急、慢性中毒，有些有毒物質(zhì)還能導(dǎo)致癌癥、畸胎和細(xì)胞遺傳基因突變，即“三致”作用。主要包括：（l）酚類化合物；（2）有機(jī)農(nóng)藥；（3）其他有機(jī)有毒物質(zhì)，如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、芳香族氨基化合物及各種人工合成的高分子化合物（如塑料、合成橡膠、人造纖維等）生物轉(zhuǎn)化的結(jié)果：一方面往往使有機(jī)毒物水溶性和極性增加易于排除體外；另一方面也會(huì)改變有機(jī)毒物的毒性，多數(shù)使毒性減小，少數(shù)毒性反而增大。有機(jī)毒物的生物轉(zhuǎn)化途徑：氧化、還原、水解和結(jié)合反應(yīng)四種。第57頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天有機(jī)毒物生物轉(zhuǎn)化的第一階段反應(yīng)通過(guò)氧化、還原、水解反應(yīng)將活潑的極性基團(tuán)引入親脂的有機(jī)毒物分子中，使之不僅具有比原毒物較高的水溶性及極性，而且還能與機(jī)體內(nèi)某些內(nèi)源性物質(zhì)進(jìn)行結(jié)合反應(yīng)，形成水溶性更高的結(jié)合物，而容易排出體外。第二階段反應(yīng)：第一階段反應(yīng)的產(chǎn)物或具有適宜功能基團(tuán)的原毒物所進(jìn)行的結(jié)合反應(yīng)。（1）氧化反應(yīng)類型①混合功能氧化酶加氧氧化：混合功能氧化酶又稱單加氧酶。混合功能氧化酶的功能是利用細(xì)胞內(nèi)分子氧，將其中的一個(gè)氧原子與有機(jī)底物結(jié)合，使之氧化，而使另一個(gè)氧原子與氫原子結(jié)合形成水?；旌瞎δ苎趸傅某煞种?/p>

細(xì)胞色素P450酶起著關(guān)鍵作用。P450酶的活性部位是鐵卟啉的鐵原子，它在二與三價(jià)態(tài)間進(jìn)行變換。第58頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天混合功能氧化酶的專一性較差，能催化許多有機(jī)毒物氧化，包括：碳雙鍵環(huán)氧化，碳羥基化，氧脫烴，硫脫烴、硫-氧化及脫硫，氮脫烴、氮-氧化及脫氮②脫氫酶脫氫氧化：脫氫酶是伴隨有氫原子或電子轉(zhuǎn)移，以非分子氧化合物為受氫體的酶類。脫氫酶能使相應(yīng)的底物脫氫氧化。例如：醇氧化成醛RCH2OH→RCHO+2H醇氧化成酮R1CHOHR2→R1COR2+2H醛氧化成羧酸RCHO+H20→RCOOH+2H③氧化酶氧化:氧化酶是伴隨有氫原子或電子轉(zhuǎn)移，以分子氧為直接受氫體的酶類。氧化酶使相應(yīng)底物氧化。例如:

RCH2NH2+H2O→RCHO+NH3+2H第59頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.

（2）還原反應(yīng)類型①可逆脫氫酶加氫還原：可逆脫氫酶是指起逆向作用的脫氫酶類，能使相應(yīng)的底物加氫還原成醇。②硝基還原酶還原：硝基還原酶能使硝基化合物還原，生成相應(yīng)的胺。③偶氮還原酶還原：偶氮還原酶能使偶氮化合物還原成相應(yīng)的胺

。④還原脫氯酶還原：還原脫氯酶能使含氯化合物脫氯(用氫置換氯)或脫氯化氫而被還原。（3）水解反應(yīng)類型①羧酸酯酶使脂肪族酯水解

RCOOR?+H20→RCOOH+R?OH②芳香酯酶使芳香族酯水解③磷酯酶使磷酸酯水解④酰胺酶使酰胺水解

第60頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天（4）若干重要結(jié)合反應(yīng)類型①葡萄糖醛酸結(jié)合：在葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶的作用下，生物體內(nèi)尿嘧啶核苷二磷酸葡萄糖醛酸中，葡萄糖醛酸基可轉(zhuǎn)移至含羥基的化合物上，形成O-葡萄糖苷酸結(jié)合物。所涉及的羥基化合物有醇酚、烯醇、羥酰胺、羥胺等。芳香及脂肪酸中羧基上的羥基，也可與葡萄糖醛酸結(jié)合成O-葡萄糖苷酸。伯胺、酰胺、磺胺等中的氮原子和大部分含巰基化合物中硫原子，也能與葡萄糖醛酸分別形成N-、S-葡萄糖苷酸結(jié)合物。②硫酸結(jié)合：在硫酸基轉(zhuǎn)移酶的催化下，可將3?-磷酸-5?-磷硫酸腺苷中硫酸基轉(zhuǎn)移到酚或醇的羥基上，形成硫酸酯結(jié)合物。一般，形成硫酸酯后的結(jié)合物極性增加，而容易排出體外，實(shí)際上起到解毒作用。但是有些N–羥基芳胺或N–羥基芳酰胺與硫酸結(jié)合后毒性增加。這一結(jié)合不如葡萄糖醛酸結(jié)合重要。第61頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天(3)谷胱甘肽結(jié)合：在相應(yīng)轉(zhuǎn)移酶催化下谷胱甘肽中的半胱氨酸及乙酰輔酶A的乙?；?，將以N-乙酰半胱氨酸基形式加到有機(jī)鹵化物(氟除外)、環(huán)氧化合物、強(qiáng)酸酯、芳香烴、烯等親電化合物的碳原子上，形成疏基尿酸結(jié)合物。谷脫甘肽的結(jié)合，有力地解除了對(duì)機(jī)體有害親電化合物的毒性。3.有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解（1）烴類的微生物降解在環(huán)境中烴類微生物降解以有氧氧化條件占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。①烷烴的微生物降解碳原子數(shù)大于1的正烷烴,其降解途徑有三種:通過(guò)烷烴的末端氧化；或次末端氧化；或雙端氧化，逐步生成醇、醛及脂肪酸，而后經(jīng)?-氧化進(jìn)入三羧酸循環(huán),最終降解成二氧化碳和水。甲烷的降解途徑一般認(rèn)為是：CH4→CH3OH→HCHO→CO2+H2O第62頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天許多微生物都能降解碳原子數(shù)大于1的正烷烴。能降解甲烷的專一性微生物：如好氧型的甲基孢囊菌、甲基單胞菌、甲基球菌、甲基桿菌等。

末端氧化的降解過(guò)程如下圖所示烷烴醇醛酸CO2+H2O第63頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天②烯烴的微生物降解烯烴的微生物降解途徑主要是烯的飽和末端氧化，再經(jīng)與正烷烴(C>1)相同的途徑成為不飽和脂肪酸；烯的不飽和末端雙鍵環(huán)氧化成環(huán)氧化合物，再經(jīng)開(kāi)環(huán)形成二醇乃至脂肪酸；脂肪酸經(jīng)β—氧化進(jìn)入三羧酸循環(huán)，最終降解成二氧化碳和水。第64頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天③苯的微生物降解途徑第一：降解前期，帶側(cè)鏈的芳香烴往往先從側(cè)鏈開(kāi)始分解，并在單加氧酶的作用下使芳香環(huán)羥基化形成雙酚中間產(chǎn)物。第二：形成的雙酚化合物在高度專一性的雙加氧酶(將2個(gè)氧原子加到底物的加氧酶)作用下，環(huán)的2個(gè)碳原子上各加1個(gè)氧原子，使環(huán)鍵在鄰酚位或間酚位分裂，形成相應(yīng)的有機(jī)酸。第三：得到的有機(jī)酸逐步轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A、琥珀酸等，從而進(jìn)入三羧酸循環(huán)，最后降解為二氧化碳和水。烴類化合物微生物降解難易程度比較1、只要條件合適，數(shù)十個(gè)碳原子以內(nèi)的烴類化合物均可被微生物降解。2、烯烴最易降解，烷烴次之，芳烴較難，多環(huán)芳烴更難，脂環(huán)烴最為困難。3、在烷烴中，正構(gòu)烷烴比異構(gòu)烷烴容易降解，直鏈烷烴比支鏈烷烴容易降解。4、在芳香類中，苯的降解要比烷基苯類及多環(huán)化合物困難。第65頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天第66頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）農(nóng)藥的生物降解進(jìn)入環(huán)境中的農(nóng)藥，首先對(duì)環(huán)境中的微生物有抑制作用，與此同時(shí)，環(huán)境中微生物也會(huì)利用有機(jī)農(nóng)藥為能源進(jìn)行降解作用，使各種有機(jī)農(nóng)藥徹底分解為二氧化碳而最后消失。環(huán)境中微生物的種類繁多，各種農(nóng)藥在不同條件下，分解形式多種多樣，主要有氧化、還原、水解、脫鹵及脫烴等作用。①除草劑苯氧乙酸類除草劑中的2,4-D乙酯微生物降解的基本途徑如下圖，其他此類農(nóng)藥的微生物降解與其類同。能降解這類農(nóng)藥的微生物有球形節(jié)桿菌、聚生孢噬纖維菌、綠色產(chǎn)色鏈霉菌、黑曲霉等。第67頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天第68頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天②有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)硫磷的可能降解途徑如下圖。包括的酶促反應(yīng)類型有:氧化(Ⅰ),表現(xiàn)為硫代磷酸酯的脫硫氧化,如對(duì)硫磷轉(zhuǎn)化為對(duì)氧磷;水解(Ⅱ),即相應(yīng)酯鍵斷裂形成對(duì)硝基苯酚、乙基硫酮磷酸酯酸、乙基磷酸酯酸、磷酸以及乙醇;還原(Ⅲ),包括硝基變?yōu)榘被?對(duì)硝基苯酚變?yōu)榘被椒?。其?微生物以脂酶水解方式的降解最為常見(jiàn)。另外,降解過(guò)程的中間產(chǎn)物-對(duì)氧磷的毒性反而比母體對(duì)硫磷大。③DDT農(nóng)藥的微生物降解

DDT降解的主要途徑：DDT由于分子中特定位置上的氯原子而難于降解。在微生物還原脫氯酶作用下,脫氯和脫氯化氫。第69頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天降解產(chǎn)物：DDE及DDD是其最通常的降解產(chǎn)物。DDE極其穩(wěn)定。DDD還可形成一系列脫氯型化合物,如DDNS、DDNU等；DDT和DDD羥基化,分別形成三氯殺螨醇和FW-152。至少已有20種DDT不完全降解產(chǎn)物被分離出來(lái)。

降解速度：DDT在厭氧條件下降解較快。可降解DDT的微生物：互生毛霉、鐮孢霉、木霉、產(chǎn)氣氣桿菌等。

小結(jié)：一般來(lái)說(shuō),有機(jī)氯農(nóng)藥較有機(jī)氮和有機(jī)磷農(nóng)藥要難降解得多。四、微生物對(duì)重金屬元素的轉(zhuǎn)化作用環(huán)境中金屬離子長(zhǎng)期存在的結(jié)果，使自然界中形成了一些特殊微生物，它們對(duì)有毒金屬離子具有抗性，可以使金屬元素發(fā)生轉(zhuǎn)化作用。汞、鉛、錫、硒、砷等金屬或類金屬離子都能夠在微生物的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)化。第70頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天汞在環(huán)境中的存在形式有金屬汞、無(wú)機(jī)汞化合物和有機(jī)汞化合物三種。毒性：有機(jī)汞<金屬汞<無(wú)機(jī)汞。其中烷基汞是已知的毒性最大的汞化合物，其中甲基汞的毒性最大。甲基汞脂溶性大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，容易被生物吸收，難以代謝消除，能在食物鏈中逐級(jí)傳遞放大。微生物參與汞形態(tài)轉(zhuǎn)化的主要方式是甲基化作用和還原作用。1.汞的甲基化

①生物甲基化：在好氧或厭氧條件下,水體底質(zhì)中某些微生物能使二價(jià)無(wú)機(jī)汞鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榧谆投谆倪^(guò)程,稱汞的生物甲基化。汞的甲基化產(chǎn)物有一甲基汞和二甲基汞。酶-甲基鈷氨蛋氨酸轉(zhuǎn)移酶。輔酶-甲基鈷氨素(甲基維生素B12),屬于含三價(jià)鈷離子的一種咕琳衍生物,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式示如圖。第71頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天輔酶甲基鈷氨素把負(fù)甲基離子傳遞給汞離子形成甲基汞(CH3Hg+),本身變?yōu)樗镶挵彼?。后者由于其中的鈷被輔酶FADH2

還原,并失去水而轉(zhuǎn)變?yōu)槲鍌€(gè)氮配位的一價(jià)鈷氨素。最后,輔酶甲基四葉氫酸將正甲基離子轉(zhuǎn)于五配位鈷氨素,并從其一價(jià)鈷上取得二個(gè)電子,以負(fù)甲基離子與之絡(luò)合,完成甲基鈷氨素的再生,使汞的甲基化能夠繼續(xù)進(jìn)行(圖5-19)。同理,可形成二甲基汞[(CH3)2Hg]。二甲基汞的生成速率比甲基汞約慢6000倍。第72頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天汞的甲基化既可在厭氧條件下發(fā)生，也可在好氧條件下發(fā)生。在厭氧條件下，主要轉(zhuǎn)化為二甲基汞，難溶于水，揮發(fā)性很大,容易從水體逸至大氣。但二甲基汞容易被光解為甲烷、乙烷和汞。在好氧條件下，主要轉(zhuǎn)化為一甲基汞，在pH=4～5的弱酸性水中，二甲基汞也可以轉(zhuǎn)化為一甲基汞。一甲基汞為水溶性物質(zhì)，易被生物吸收而進(jìn)入食物鏈。汞甲基化是在微生物存在下完成的。這一過(guò)程既可以在水體的淤泥中進(jìn)行，也可在魚(yú)體內(nèi)進(jìn)行。Hg2+還能在乙醛、乙醇和甲醇作用下，經(jīng)紫外線輻射進(jìn)行甲基化，這一過(guò)程比微生物的甲基化快得多。但Cl-對(duì)光化學(xué)過(guò)程有抑制作用，故可推知，在海水中上述過(guò)程進(jìn)行緩慢。受汞污染的底泥中還存在另一種抗汞微生物，它們具有反甲基化作用，能去除甲基汞的毒性。這些微生物能把HgCl2還原成單質(zhì)汞，也可使有機(jī)汞轉(zhuǎn)化成單質(zhì)汞及相應(yīng)的有機(jī)物。利用微生物的這種功能發(fā)展生物治汞技術(shù)第73頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天

一甲基汞的形成速率要比二甲基汞的形成速率快6000倍，但在有H2S存在的條件下，則容易轉(zhuǎn)化為二甲基汞，這一過(guò)程可使不飽和的甲基完全甲基化。一甲基汞可因氯化物濃度和pH值不同而形成氯化甲基汞或氫氧化甲基汞。在中性和酸性條件下，氯化甲基汞是主要形態(tài)。影響無(wú)機(jī)汞甲基化的因素有：a.無(wú)機(jī)汞的形態(tài)只有Hg2+對(duì)甲基化是有效的，Hg2+濃度越高，對(duì)甲基化越有利，排入水體的其他各種形態(tài)的汞都要轉(zhuǎn)化為Hg2+才能甲基化。b.微生物的數(shù)量和種類參與發(fā)生甲基化過(guò)程的微生物越多，甲基汞合成的速度就越快。因此水環(huán)境中的甲基化往往在有機(jī)沉積物的最上層和懸浮的有機(jī)質(zhì)部分。c.溫度、營(yíng)養(yǎng)物及pH值d.水體其他物質(zhì)第74頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天②還原作用在水體底質(zhì)中還可存在一類抗汞微生物,能使甲基汞或無(wú)機(jī)化合物變成金屬汞,這是微生物以還原作用轉(zhuǎn)化汞的途徑,其反應(yīng)方向恰好與汞的生物甲基化相反,故又稱為汞的生物去甲基化。

常見(jiàn)的抗汞微生物是假單胞菌屬。第75頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.砷的甲基化重要存在形態(tài)：五價(jià)無(wú)機(jī)砷化合物[As(V)]、三價(jià)無(wú)機(jī)砷化合物[As(Ⅲ)]、一甲基胂酸[CH3AsO(OH)2]及其鹽、二甲基胂酸[(CH3)2AsO(OH)]及其鹽、三甲基胂氧化物[(CH3)3AsO]、三甲基胂[(CH3)3As]、砷膽堿[(CH3)3As+CH2CH2OH]、砷甜菜堿[(CH3)3As+CH2COO-]、砷糖等。砷糖結(jié)構(gòu)式表示如下,其中R代表有幾種形式的脂肪族取代基,如-CH2CH(OH)CH2OH。

砷的毒性以As(Ⅲ)最大,As(Ⅴ)次之,甲基砷化合物再次之,大致呈現(xiàn)砷化合物甲基數(shù)遞增毒性遞減的規(guī)律性。如鼠的毒性試驗(yàn)表明,下列砷化合物毒性順序是:最典型的例外：三甲基胂具有高毒性。

第76頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天砷的微生物甲基化的基本途徑甲基供體是相應(yīng)轉(zhuǎn)移酶的輔酶S-腺苷甲硫氨酸,它起著傳遞正甲基離子的作用。正甲基離子先進(jìn)攻由砷酸鹽還原得到的亞砷酸鹽中砷,奪取外層獨(dú)對(duì)電子以負(fù)甲基離子與之形成砷為五價(jià)的一甲基胂酸鹽。照此類推,依次生成二甲基胂酸鹽和三甲基胂氧化物,后者進(jìn)一步還原成三甲基胂。另外,也可由二甲基胂酸鹽還原成二甲基胂。砷的微生物甲基化在厭氧或好氧條件下都可發(fā)生，如帚霉屬中的一些種將砷酸鹽轉(zhuǎn)化為三甲基胂,甲烷桿菌把砷酸鹽變成二甲基胂。微生物還可參與As(Ш)及As(V)之間的轉(zhuǎn)化。

第77頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.硒的甲基化毒性：亞硒酸及其鹽和酯的毒性最大。微生物參與硒的轉(zhuǎn)化有以下幾種情況:第一種，有機(jī)硒化合物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硒化合物。如土壤中植物殘?bào)w釋放的硒蛋氨酸及硒-甲硒半脫氨酸均可被某些微生物轉(zhuǎn)變?yōu)槲猁}或亞硒酸鹽。第二種情況,硒化合物甲基化,最重要的產(chǎn)物是二甲基硒和三甲基硒離子。第三種情況,還原成單質(zhì)硒。如土壤中一些微生物能使硒酸鹽還原為單質(zhì)硒,使菌體呈現(xiàn)硒的鮮紅色。第四種情況,單質(zhì)硒的氧化。如光合紫硫細(xì)菌能將單質(zhì)硒氧化成硒酸鹽。第78頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.鐵的甲基化無(wú)機(jī)鐵化合物主要有溶解性二價(jià)亞鐵和難溶性三價(jià)鐵。二價(jià)鐵、三價(jià)鐵與含鐵有機(jī)物之間的相互轉(zhuǎn)化,同微生物的活動(dòng)有關(guān)。鐵細(xì)菌能把二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵,從中獲得該菌代謝所需的能量。鐵細(xì)菌中有的碳源不是有機(jī)物質(zhì)而是二氧化碳,是自養(yǎng)菌,如氧化亞鐵硫桿菌。環(huán)境問(wèn)題:鐵細(xì)菌生活在鐵管中時(shí),以致阻塞水管造成損失。鐵細(xì)菌作用使酸性礦水的形成。

環(huán)境中通過(guò)微生物代謝產(chǎn)生的酸類,可使難溶性三價(jià)鐵化合物溶解,或通過(guò)微生物分解有機(jī)質(zhì)降低了環(huán)境氧化還原電位,使三價(jià)鐵化合物還原成亞鐵化合物而溶解。第79頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天第五節(jié)環(huán)境污染物對(duì)人體健康的影響一、污染物質(zhì)的毒性1.毒物、毒物劑量和相對(duì)毒性毒物是進(jìn)入生物機(jī)體后能使體液和組織發(fā)生生物化學(xué)的變化，干擾或破壞機(jī)體的正常生理功能，并引起暫時(shí)性或持久性的病理?yè)p害，甚至危及生命的物質(zhì)。這一定義受到多種因素的限制。如進(jìn)入機(jī)體的物質(zhì)數(shù)量、生物種類、生物暴露于毒物的方式等。毒物與非毒物之間并不存在絕對(duì)的界限。毒物的種類：（1）按作用于機(jī)體的主要部位,分為作用于神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、肝、腎、眼、皮膚的毒物等。（2）根據(jù)作用性質(zhì),分為剌激性、腐蝕性、窒息性、致突變、致癌、致畸、致敏的毒物等。毒物與非毒物之間并不存在絕對(duì)的界限比如鈣，在人體血清中的最適宜濃度為90～95mg/L第80頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天

不同的毒物或同一種毒物在不同的條件下毒性是有差別的。影響毒物毒性的因素：（1）有毒物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)(如毒物的分子立體構(gòu)型、分子大小、官能團(tuán)、溶解度、電離度、脂溶性等);

（2）毒物所處的基體因素(如基體的組成、性質(zhì)等);

（3）機(jī)體暴露于毒物的狀況(如毒物劑量-關(guān)鍵因素之一，濃度，機(jī)體暴露的持續(xù)時(shí)間、頻率、總時(shí)間、機(jī)體暴露的部位及途徑等);

（4）生物因素(如生物種屬差異、年齡、體重、性別、遺傳及免疫情況、營(yíng)養(yǎng)及健康狀況等);

（5）生物所處的環(huán)境(如溫度、濕度、氣壓、季節(jié)及晝夜節(jié)律的變化、光照、噪聲等)。其中最重要的是毒物的劑量（深度）第81頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天效應(yīng)與反應(yīng)：毒理學(xué)把毒物劑量(濃度)與引起個(gè)體生物學(xué)的變化，如腦電、心電、血象、免疫功能、酶活性等的變化稱為效應(yīng)；把引起群體的變化，如腫瘤或其他損害的發(fā)生率、死亡率等變化稱為反應(yīng)。毒物劑量(濃度)與反(效)應(yīng)變化之間的關(guān)系，稱為劑量--反(效)應(yīng)關(guān)系。大多數(shù)的劑量--反(效)應(yīng)關(guān)系曲線呈S形，即在劑量開(kāi)始增加時(shí)，反(效)應(yīng)變化不明顯，隨著劑量的繼續(xù)增加，反(效)應(yīng)變化趨于明顯，到一定程度后，變化又不明顯。

第82頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天毒物毒作用的分類：根據(jù)劑量(濃度)大小所引起毒作用快慢的不同,將毒作用分為急性、慢性和亞急(或亞慢)性三種。急性毒作用表示：半數(shù)有效劑量(ED50)或半數(shù)有效濃度(EC50)來(lái)表示。ED50和EC50分別是毒物引起一群受試生物的半數(shù)產(chǎn)生同一毒作用所需的毒物劑量和毒物濃度。ED50或EC50數(shù)值越小,受試物質(zhì)的毒性越高,反之,則毒性越低。

以死亡率作為毒作用的觀察指標(biāo),則稱為半數(shù)致死劑量(LD50)或半數(shù)致死濃度(LC50)。物質(zhì)的急性毒性根據(jù)半數(shù)致死劑量,一般分為4或5級(jí)。第83頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天慢性毒作用的表示：以閾劑量(濃度)或最高允許劑量(濃度)來(lái)表示。閾劑量(濃度)：是指在長(zhǎng)期暴露毒物下,會(huì)引起機(jī)體受損害的最低劑量(濃度)。最高允許劑量(濃度)：是指長(zhǎng)期暴露在毒物下,不引起機(jī)體受損害的最高劑量(濃度)。閾劑量(濃度)或最高允許劑量(濃度)越小,試驗(yàn)物質(zhì)的慢性毒性越高,反之,慢性毒性越小。2.毒物的聯(lián)合作用兩種或兩種以上的毒物,同時(shí)作用于機(jī)體所產(chǎn)生的綜合毒性稱為毒物的聯(lián)合作用。分為：協(xié)同作用，相加作用，獨(dú)立作用，拮抗作用。假設(shè)兩種毒物單獨(dú)作用的死亡率分別為M1和M2，聯(lián)合作用的死亡率為M。（1）協(xié)同作用：指聯(lián)合作用的毒性，大于其中各個(gè)毒物成分單獨(dú)作用毒性的總和。在協(xié)同作用中，其中某一種毒物成分的存在能使機(jī)體對(duì)其他毒物成分的吸收加強(qiáng)、降解受阻、排泄延遲、蓄積增加或產(chǎn)生高毒代謝物等，使混合物的毒性增加。M>M1+M2第84頁(yè),共95頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）相加作用：指聯(lián)合作用的毒性，等于其中各毒物成分單獨(dú)作用毒性的總和。在相加作用中各毒物成分均可按比例取代另一種毒物成分，而混合物毒性均無(wú)改變。M=M1+M2（3）拮抗作用：聯(lián)合作用的毒性小于其中各毒物成分單獨(dú)作用毒性的總和。M<M1+M2（4）獨(dú)立作用：各毒物對(duì)機(jī)體的侵入途徑、作用部位、作用機(jī)理等均不相同，因而在其聯(lián)合作用中各毒物生物學(xué)效應(yīng)彼此無(wú)關(guān)、互不影響。M=M1+M2(1-M1)

毒作用的過(guò)程為：(1)毒物被機(jī)體吸收進(jìn)入體液后，經(jīng)分布、代謝轉(zhuǎn)化，并有一定程度的排泄。

(2)毒物或活性代謝產(chǎn)物與其受體進(jìn)行原發(fā)反應(yīng)，使受體改性，隨后引起生物化學(xué)效應(yīng)。

(3)一系列病理生理的繼發(fā)反應(yīng)，出現(xiàn)在整體條件下可觀察到的毒作用的生理和(或)行為的反應(yīng)，即致毒癥狀。第85頁(yè),共95頁(yè)，2024年2