環(huán)境生物學(xué) 01 環(huán)境污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為課件

第一章環(huán)境污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為內(nèi)容綱要1.1環(huán)境污染概述1.2污染物在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化1.3污染物在生物體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化1.4污染物在生物體內(nèi)的濃縮、積累和放大1.5生物對(duì)污染物在環(huán)境中行為的影響1.1環(huán)境污染概述1.環(huán)境污染（EnvironmentalPollution）定義: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，使環(huán)境系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生變化，對(duì)人類以及其他生物的生存和發(fā)展產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象。通常指人類活動(dòng)所引起的環(huán)境質(zhì)量下降而有害于人類及其它生物的正常生存和發(fā)展的現(xiàn)象。自然過程引起的同類現(xiàn)象稱為自然突變或異常。2.環(huán)境效應(yīng)定義：環(huán)境污染所導(dǎo)致的環(huán)境變化。分類：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：水利工程切斷魚類洄游途徑，影響繁殖；森林砍伐，鳥類減少；致癌物污染，患者增多。分為急性和慢性。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：環(huán)境酸化、土壤鹽堿化、地下水硬度升高、光化學(xué)煙霧發(fā)生等。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)、噪聲污染、地面沉降等。造成環(huán)境污染的污染物發(fā)生源，分為天然污染源和人為污染源3.污染源（PollutionSource）工業(yè)污染源農(nóng)業(yè)污染源交通運(yùn)輸污染源生活污染源污染物的自然來源（NaturalSource）:自然界向環(huán)境排放，如：活動(dòng)的火山或礦床；交通工業(yè)農(nóng)業(yè)污染物的人為來源（ArtificialSource）:來自人類活動(dòng)，影響范圍廣、危害大，如工業(yè)三廢污染源示意圖4.污染物（Pollutant）污染物指進(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的生存和發(fā)展的物質(zhì)?；瘜W(xué)污染物對(duì)人體的影響主要來源甲醛嘔吐，刺激眼睛，頭痛，頭暈，癌病，呼吸系統(tǒng)刺激家具，地毯，合成板，夾板，以及保溫材料一氧化碳頭痛，嘔吐，疲勞香煙，廚房油煙苯及其聚合物頭暈，鼻腔刺激，頭痛油漆，合成材料，印刷品，墨水甲苯頭暈，鼻腔刺激，頭痛油漆，溶劑，磨光劑碳化氫，碳?xì)浠衔镱^暈，頭痛汽油，燃料，油脂，壁爐氣霧劑刺激眼睛，頭痛，頭暈定型發(fā)膠,除臭劑微粒，灰塵刺激眼睛，刺激呼吸道及肺，咳嗽香煙煙霧，壁爐，燒烤，烹飪4.污染物（Pollutant）一次污染物和二次污染物：二次污染物是指進(jìn)入大氣的一次污染物之間相互作用或一次污染物與正常大氣組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以及在太陽輻射線的參與下引起光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的新的污染物，它常比一次污染物對(duì)環(huán)境和人體的危害更為嚴(yán)重。優(yōu)先污染物（PriorityPollutant）：指在眾多的污染物中篩選出的潛在危險(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、生物難降解性物質(zhì)、具有生物積累性、三致性的污染物鄰苯二甲酸酯鄰苯二甲酸酯，是鄰苯二甲酸形成酯類的統(tǒng)稱，常用種類達(dá)20余種，常溫下為無色透明的油狀液體，難溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙醚等多種有機(jī)溶劑。鄰苯二甲酸酯可通過呼吸道、消化道和皮膚吸收進(jìn)入人體。塑化劑風(fēng)波：臺(tái)灣昱伸公司被查出將塑化劑的1種DEHP當(dāng)作起云劑的配方長達(dá)30年。至2011年6月13日，受塑化劑污染的問題企業(yè)增加到294家，相關(guān)產(chǎn)品增加到973種。

涉及公司：昱伸公司是臺(tái)灣最大起云劑供應(yīng)商，供應(yīng)全臺(tái)至少45家飲料、乳品制造商，還有健康食品的生物科技公司及藥廠。

2010年10月15日?qǐng)?bào)道，北京市疾病預(yù)防控制中心《關(guān)于化妝品中檢出鄰苯二甲酸酯情況報(bào)告》中提及，在針對(duì)各類化妝品鄰苯二甲酸酯的檢測(cè)過程中，共有12種香水樣品被檢出含該成分，檢出率達(dá)92.3%，而護(hù)膚類與洗滌護(hù)發(fā)類化妝品的檢出率則分別為47.1%和30.0%。2011年4月，環(huán)保組織從京、滬、穗、港四地的多家大型母嬰超市購買了聚氯乙烯材質(zhì)的玩具樣品三十份，包括幼兒玩具、幼兒戲水用具、幼兒泳圈、嬰兒游泳池等，并送至香港的獨(dú)立第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果顯示，三十份樣品中有二十一份含有鄰苯二甲酸酯，其中一只綠色玩具球的鄰苯二甲酸酯含量甚至達(dá)到43.1%?！杯h(huán)境污染的特點(diǎn)：影響范圍大作用時(shí)間長污染物濃度低、情況復(fù)雜污染容易、治理難污染物在環(huán)境中的遷移方式機(jī)械遷移（1）水的機(jī)械遷移作用（2）氣的機(jī)械遷移作用（3）重力的機(jī)械遷移作用物理－化學(xué)遷移★污染物在環(huán)境中遷移的最重要的形式。（1）溶解－沉淀作用、絡(luò)合－螯合作用、吸附－解吸作用、氧化－還原作用、水解作用（2）化學(xué)分解、光化學(xué)分解、生物化學(xué)分解生物遷移例：生物通過食物鏈對(duì)重金屬的放大積累作用影響遷移的因素：內(nèi)部因素污染物自身的物理化學(xué)性質(zhì)：組成該物質(zhì)的元素所具有的組成化合物的能力、形成不同的電價(jià)離子能力、水解能力、形成絡(luò)合物的能力、被膠體吸附的能力原子的電負(fù)性、離子半徑、電價(jià)、離子電位和化合物的鍵性、溶解度等都是影響遷移的主要理化參數(shù)。外部因素酸堿條件氧化－還原條件膠體的種類、數(shù)量絡(luò)合配位體的數(shù)量、性質(zhì)污染物的分布污染物的分布（DistributionofPollutant）定義：指污染物在環(huán)境多組分間分布，不僅指在環(huán)境空間的濃度分布，而且還指污染物不同形態(tài)、不同相態(tài)之間的分配。污染物在水生生態(tài)系統(tǒng)中的分布汞形態(tài)的分布1.2.3污染物在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化（TransformationofPollutant）轉(zhuǎn)化的定義指污染物在環(huán)境中通過物理、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)的過程。轉(zhuǎn)化的形式物理轉(zhuǎn)化：蒸發(fā)、滲透、凝聚、吸附等化學(xué)轉(zhuǎn)化：氧化-還原反應(yīng)、水解反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)等生物轉(zhuǎn)化：生物的吸收和代謝作用轉(zhuǎn)化的結(jié)果：兩種可能：污染物轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)或易降解結(jié)構(gòu)污染物的毒性增強(qiáng)或轉(zhuǎn)化為難降解結(jié)構(gòu)大氣中的轉(zhuǎn)化：以光化學(xué)氧化、催化氧化反應(yīng)為主例一：光化學(xué)煙霧（PhotochemicalSmog）光化學(xué)煙霧是大氣中氮氧化物和碳?xì)浠衔镌谧贤饩€照射下反應(yīng)生成的多種污染物的混合物。光化學(xué)煙霧最具危害的兩種物質(zhì)是臭氧(O3)和過氧乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates,PAN)。自然源、電廠以及內(nèi)燃機(jī)等排放出的污染物在大氣中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生導(dǎo)致酸沉降的化學(xué)物質(zhì)。大氣中的轉(zhuǎn)化：以光化學(xué)氧化、催化氧化反應(yīng)為主例二：酸雨（AcidRain）水體中的轉(zhuǎn)化主要通過下列途徑：氧化－還原作用天然水體本身是一個(gè)氧化－還原體系，含有多種無機(jī)、有機(jī)氧化劑和還原劑，如DO、Fe3+、Mn4+、S2－、有機(jī)化合物等，對(duì)污染物的轉(zhuǎn)化起重要作用。水體中的氧化還原類型、速率和平衡，在很大程度上決定了水中重要污染物的性質(zhì)。如：厭氧性湖泊水體中的許多氧化還原反應(yīng)均為微生物催化反應(yīng)。配合作用無機(jī)配位體：OH－、Cl－、CO32-、HCO3－等有機(jī)配位體：生物降解作用土壤中的轉(zhuǎn)化土壤是環(huán)境中微生物最活躍的場(chǎng)所，故生物降解起重要作用。土壤中固、液、氣三相的分布是控制污染物運(yùn)動(dòng)和微生物活動(dòng)的重要因素。土壤的pH、溫度、濕度、通氣和微生物種群是污染物轉(zhuǎn)化的條件。1.2.4污染物的生物地球化學(xué)循環(huán)生物地球化學(xué)循環(huán)的概念指生物的合成作用和礦化作用所引起的污染物周而復(fù)始的循環(huán)運(yùn)動(dòng)過程。注：合成作用指生物（主要是綠色植物）將吸收的環(huán)境化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樯矬w本身的有機(jī)物質(zhì)的過程。礦化作用指生物通過代謝作用（包括微生物的分解作用）將生物體的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無機(jī)物質(zhì)或簡單的有機(jī)物。1.3污染物在生物體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化1.生物轉(zhuǎn)運(yùn)（Bio－transportorBiotransport）定義：是指環(huán)境污染物經(jīng)各種途徑和方式同生物機(jī)體接觸而被吸收、分布和排泄等過程的總稱。這些過程都需要通過細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜（生物膜）有多種：細(xì)胞質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、線粒體膜、核膜等；它們基本的化學(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)、功能有共同的特征。一般細(xì)胞膜由蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子（主要是磷脂類）組成污染物透過細(xì)胞膜的方式特點(diǎn)方式濃度梯度有無載體是否耗能其它特點(diǎn)簡單擴(kuò)散高濃度低濃度（順）無否脂溶性有機(jī)化合物的主要轉(zhuǎn)運(yùn)方式濾過過程通過膜上的親水性孔道主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)低濃度高濃度（逆）有耗能水溶性大分子化合物的主要方式易化擴(kuò)散高濃度低濃度（順）有否胞飲作用內(nèi)吞物質(zhì)為液體吞噬作用內(nèi)吞物質(zhì)為固體物質(zhì)污染物的吸收（AbsorptionofPollutant）：定義：指污染物在多種因素影響下，自接觸部位透過體內(nèi)細(xì)胞膜進(jìn)入血液循環(huán)的過程。植物吸收的主要途徑：（1）根部吸收以及隨后隨蒸騰流而輸送到植物各部分；（2）通過植物葉片上的氣孔從周圍空氣中吸收污染物，是植物對(duì)大氣污染物吸收的主要方式；（3）有機(jī)化合物的蒸汽經(jīng)過植物地上部分表皮滲透而攝入體內(nèi)動(dòng)物吸收的主要途徑有：呼吸系統(tǒng)、消化管和皮膚（1）呼吸系統(tǒng)吸收特點(diǎn):吸收對(duì)象主要針對(duì)氣體、蒸汽、氣溶膠等形式的污染物。吸收方式多以被動(dòng)擴(kuò)散的方式，通過呼吸膜吸收入血。主要部位例如：肺，肺泡數(shù)量多，表面積大，遍布毛細(xì)血管，便于污染物經(jīng)肺迅速吸收進(jìn)入血管。（2）消化管吸收特點(diǎn)：吸收對(duì)象主要為飲水和由大氣、水、土壤進(jìn)入食物鏈中的污染物。吸收方式多以簡單擴(kuò)散方式通過細(xì)胞膜而被吸收。主要部位如胃和小腸。（3）皮膚吸收：如有機(jī)磷農(nóng)藥可透過完整皮膚引起中毒。污染物的體內(nèi)分布指環(huán)境污染物隨血液或其它體液的流動(dòng)，分散到全身各組織細(xì)胞的過程。污染物的排泄指進(jìn)入機(jī)體的環(huán)境污染物及其代謝產(chǎn)物被機(jī)體清除的過程。排泄的主要途徑是通過腎臟進(jìn)入尿液和通過肝臟的膽汁進(jìn)入糞便，有的環(huán)境污染物還可隨同呼出的氣體、汁液等排出體外。環(huán)境污染物與機(jī)體接觸進(jìn)入血液分布到組織代謝排泄化學(xué)物的吸收、分布和排泄具有類似的機(jī)理，都是反復(fù)通過生物膜的過程，統(tǒng)稱為生物轉(zhuǎn)運(yùn)（biotransport）?；瘜W(xué)物質(zhì)在組織細(xì)胞中發(fā)生的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化過程，稱為生物轉(zhuǎn)化（biotransformation）。二、生物轉(zhuǎn)化（Biotransformation）（一）定義：生物轉(zhuǎn)化指外源化合物進(jìn)入生物機(jī)體后在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化作用下的代謝變化過程。注1：外源化合物（Xenobioticcompounds）指除了營養(yǎng)元素及維持正常生理功能和生命所必需的物質(zhì)以外，存在于環(huán)境之中，可與機(jī)體接觸并進(jìn)入機(jī)體引起機(jī)體發(fā)生生物學(xué)變化的物質(zhì)。又叫外來化合物或外源性生物活性物質(zhì)。例如：藥物、日用化學(xué)品、食品添加劑、環(huán)境污染物等。注2：內(nèi)源性化合物指生物機(jī)體正常的生理活動(dòng)產(chǎn)生的物質(zhì)。注3：生物轉(zhuǎn)化的主要場(chǎng)所是肝臟，其它有肺、胃、腸、皮膚等。（二）生物轉(zhuǎn)化的過程相I過程（反應(yīng)）外源性化合物在有關(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)（－OH、－SH、－COOH、－NH2）或進(jìn)一步使這些活性基團(tuán)暴露。相II過程（反應(yīng)）相I過程產(chǎn)生的一級(jí)代謝物在另外的酶系統(tǒng)催化下通過上述活性基團(tuán)與細(xì)胞內(nèi)的某些化合物結(jié)合，生成結(jié)合產(chǎn)物（二級(jí)代謝物）或帶有某些基團(tuán)的外源性化合物與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)結(jié)合反應(yīng)。排出體外外源性化合物一級(jí)代謝物結(jié)合產(chǎn)物（二級(jí)代謝物）毒害作用過程I（相I反應(yīng)）生物轉(zhuǎn)化過程示意圖過程II（相II反應(yīng)）生物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)類型四種：氧化、還原、水解、結(jié)合。1、氧化

氧化可分為由微粒體混合功能氧化酶催化和非微粒體混合功能氧化酶催化的兩種氧化反應(yīng)。1)、微粒體混合功能氧化酶(microsomalmixedfunctionoxidase,MFO)又稱為混合功能氧化酶或微粒體單加氧酶。MFOs催化的氧化反應(yīng)是使被氧化的化合物分子中增加一個(gè)氧原子，故也稱單加氧酶。在這一過程中還需要NADPH提供電子，使細(xì)胞色素P-450還原，并與底物形成復(fù)合物，才能完成這一反應(yīng)過程。RH＋NADPH＋H+＋O2→ROH＋H2O＋NADP+

混合功能氧化酶是細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的一個(gè)酶系，組成較為復(fù)雜，主要有細(xì)胞色素P-450氧化酶，也稱為細(xì)胞色素P-450依賴性單加氧酶，還有還原型輔酶Ⅱ－細(xì)胞色素P-450還原酶。此外還含有微粒體FDA－單加氧酶，它不含有細(xì)胞色素P-450，而含有黃素腺嘌呤二核苷酸，代替細(xì)胞色素P-450參與單加氧酶反應(yīng)。

許多外來化合物都可經(jīng)混合功能氧化酶催化，加氧形成各種羥化物。羥化物將進(jìn)一步分解，形成各種產(chǎn)物，因此氧化反應(yīng)可能有各種類型.2)非微粒體混合功能氧化酶催化的氧化反應(yīng)

肝組織胞液、血漿和線粒體中，有一些專一性不太強(qiáng)的酶，可催化某些外來化合物的氧化與還原。例如醇脫氫酶、醛脫氫酶、過氧化氫酶、黃嘌呤氧化酶等。

肝細(xì)胞胞液中含有單胺氧化酶和雙胺氧化酶，可催化胺類氧化，形成醛類和氨。3)前列腺素生物合成過程中共氧化反應(yīng)

在前列腺素生物合成過程中有一些外來化合物可同時(shí)被氧化，稱為共氧化反應(yīng)。2、還原反應(yīng)

一般情況下，機(jī)體細(xì)胞處于有氧狀態(tài)，生物轉(zhuǎn)化以MFOs催化的氧化反應(yīng)為主。在某些特定的局部環(huán)境中也可以發(fā)生還原反應(yīng)。

可被還原的化合物主要是含有硝基－NO2、偶氮基－N=N和羰基－C=O的外來化合物以及二硫化物、亞砜化合物等。催化反應(yīng)的是還原酶或非酶反應(yīng)，系NADPH、NADH等生物還原劑作用的結(jié)果。羰基還原反應(yīng)：醛、酮還原成醇含氮基團(tuán)還原反應(yīng)：硝基還原反應(yīng)：各種硝基還原酶偶氮還原反應(yīng)：偶氮還原酶N－氧化物還原含硫基團(tuán)還原反應(yīng)：二硫化物、亞砜化合物可在體內(nèi)被還原。含鹵素基團(tuán)還原反應(yīng)

無機(jī)化合物還原：五價(jià)砷化合物中的砷也可被還原成三價(jià)砷。3、水解反應(yīng)

有許多毒物，如酯類、酰胺類和含有酯式鍵的磷酸鹽取代物極易水解，水解后毒性大為降低。水解反應(yīng)不需要消耗代謝能量。在血漿、肝、腎、腸粘膜、肌肉和神組織中有許多水解酶，微粒體中也存在。酯酶、酰胺酶是廣泛存在的水解酶，酯酶和酰胺酶可分別水解酯類和胺類。2、酰胺類水解反應(yīng)：酰胺是－COOH中-OH被－NH2置換形成的，RCONHR→RCOOH+R’－NH23、水解脫鹵反應(yīng)1、酯類水解反應(yīng)：

RCOOR’→RCOOH+R’OH是許多有機(jī)磷殺蟲劑在體內(nèi)的主要代謝方式。Epoxidehydrolase+H2OOHOHO

環(huán)氧水解酶（epoxidehydrolases）能夠水合芳香和脂肪族的環(huán)氧化合物，在不需要輔助因子的情況下，形成反式二醇類化合物。

4、環(huán)氧化物的水化反應(yīng)4、結(jié)合反應(yīng)

結(jié)合反應(yīng)是進(jìn)入機(jī)體的外來化合物在代謝過程中與某些其它內(nèi)源性化合物或基團(tuán)發(fā)生的生物合成反應(yīng)。含有羥基、氨基、羰基以及環(huán)氧基的代謝物最易發(fā)生。在結(jié)合反應(yīng)中需要有輔酶與轉(zhuǎn)移酶并消耗代謝能量。外來化合物在代謝過程中可以直接發(fā)生結(jié)合反應(yīng)，也可先經(jīng)過第一階段反應(yīng)(第一相反應(yīng))后再進(jìn)行結(jié)合反應(yīng)(第二相反應(yīng)).一般情況下，通過結(jié)合反應(yīng)，一方面可使外來化合物分子上某些功能基團(tuán)失去活性以及喪失毒性；另一方面，大多數(shù)外來化合物通過結(jié)合反應(yīng)，可使其極性增強(qiáng)，脂溶性降低，加速由體內(nèi)的排泄過程。但也有化學(xué)物經(jīng)過結(jié)合反應(yīng)形成致癌物，有些化學(xué)物經(jīng)反應(yīng)后脂溶性增加，不易排出，尤其是酸、醇類化合物。1）葡萄糖醛酸結(jié)合

是最常見最重要的結(jié)合反應(yīng)。葡萄糖醛酸的來源是在糖類代謝過程中生成尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)，UDPG再被氧化生成尿苷二磷酸葡萄糖醛酸；UDPGA是葡萄糖醛酸的供體，在葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶的作用下與外來化合物及其代謝物的羥基、氨基和羧基等基團(tuán)結(jié)合，反應(yīng)產(chǎn)物是β－葡萄糖醛酸苷。內(nèi)源性硫酸的來源是含硫氨基酸的代謝產(chǎn)物，但必須先經(jīng)三磷酸腺苷活化，成為3'－磷酸腺苷－5'－磷酸硫酸(PAPS)，再在磺基轉(zhuǎn)移酶的作用下與酚類、醇類或胺類結(jié)合為硫酸酯。苯酚與硫酸結(jié)合較為常見。2）硫酸結(jié)合機(jī)體內(nèi)有毒金屬和環(huán)氧化物能與谷胱甘肽結(jié)合而被解毒。谷胱甘肽結(jié)合反應(yīng)是由谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶催化進(jìn)行。谷胱轉(zhuǎn)移酶在肝、腎中都含有，肝細(xì)胞胞液含量較多。谷胱甘肽與環(huán)氧化物結(jié)合反應(yīng)非常重要。3）谷胱甘肽結(jié)合OOHHOOH+GSHHOHOSGGlutathione-S-transferase5）甘氨酸結(jié)合

有些含有羧基的外來化合物可與氨基酸結(jié)合。此種結(jié)合反應(yīng)的本質(zhì)是一種肽式結(jié)合，與甘氨酸結(jié)合最為常見.4）乙酰結(jié)合

外來化合物中的芳香胺類，可通過其氨基與乙酰輔酶A反應(yīng)，經(jīng)乙酰轉(zhuǎn)移酶催化使芳香胺類形成其乙酰衍生物。6）甲基結(jié)合

生物胺類在體內(nèi)與甲基結(jié)合的反應(yīng)，也稱甲基化。甲基來自蛋氨酸，蛋氨酸的甲基經(jīng)ATP活化，成為S－腺苷蛋氨酸，再經(jīng)甲基轉(zhuǎn)移酶催化，使生物胺類與甲基結(jié)合而被解毒排泄。在外來化合物解毒中，甲基結(jié)合并不占重要地位（三）、影響生物轉(zhuǎn)化的因素影響因素實(shí)質(zhì)在于它們能對(duì)催化生物轉(zhuǎn)化過程中的各種酶類的功能和活力產(chǎn)生影響。1、物種差異和個(gè)體差異:主要在于體內(nèi)酶的種類和活力。物種差異代謝酶活力不同——影響半衰期。代謝酶種類不同——影響生物轉(zhuǎn)化途徑。個(gè)體差異：酶活力不同。2、飲食營養(yǎng)狀況

生物體的營養(yǎng)狀況也可引起體內(nèi)代謝水平和酶活性的變化從而改變毒物在體內(nèi)吸收、轉(zhuǎn)化和排泄速度，影響動(dòng)物對(duì)毒物的毒性反應(yīng)。3、年齡、性別等生理因素年齡：年齡的增長伴隨著代謝酶活動(dòng)的變化。初生到成年到老年呈鐘形變化。性別：性激素決定兩性轉(zhuǎn)化的差異。一般而言雄性大于雌性。激素：除性別影響之外，性激素可使妊娠期間肝微粒體單加氧酶、甲基轉(zhuǎn)移酶等活性下降，有些酶在妊娠后期下降。此外，甲狀腺素、胰島素、腎上腺皮質(zhì)激素等都可影響酶活性。晝夜節(jié)律：生理節(jié)律、光、季節(jié)。與內(nèi)分泌功能的晝夜節(jié)律有關(guān)。4、代謝飽和狀態(tài)

毒物的劑量或濃度可影響毒物的代謝狀況，機(jī)體在單位時(shí)間內(nèi)代謝毒物的容量有一定限度，當(dāng)毒物達(dá)到一定濃度時(shí)，代謝酶催化能力達(dá)到飽和——代謝飽和，此時(shí)，毒物正常的代謝途徑可能被改變。5、代謝酶的抑制和誘導(dǎo)抑制

一種外來化合物的生物轉(zhuǎn)化可受到另一種化合物的抑制，此種抑制與催化生物轉(zhuǎn)化的酶類有關(guān)。參與生物轉(zhuǎn)化的酶系統(tǒng)一般并不具有較高的底物專一性，幾種不同化合物都可做為同一酶系的底物，當(dāng)一種外來化合物在機(jī)體內(nèi)出現(xiàn)或數(shù)量增多時(shí)，可影響某種酶對(duì)另一種外來化合物的催化作用，即兩種化合物出現(xiàn)競(jìng)爭性抑制。誘導(dǎo)

有些外來化合物可使某些代謝過程催化酶系活力增強(qiáng)或酶的含量增加，此種現(xiàn)象稱為酶的誘導(dǎo)，凡具有誘導(dǎo)效應(yīng)的化合物稱為誘導(dǎo)物，誘導(dǎo)的結(jié)果可促進(jìn)其它外來化合物的生物轉(zhuǎn)化過程，使其增強(qiáng)或加速。1.4環(huán)境污染物在生物體內(nèi)的濃縮、

積累和放大1.生物濃縮（Bioconcentration）指生物機(jī)體或處于同一營養(yǎng)級(jí)上的許多生物種群，從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難分解化合物，使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中的濃度的現(xiàn)象，又稱生物學(xué)濃縮、生物學(xué)富集。生物濃縮系數(shù)KBCF（BioconcentrationFactor）KBCF＝物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度/物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的濃度2.生物積累（Bioaccumulation）指生物在其整個(gè)代謝活躍期間通過吸收、吸附、吞食等各種過程，從周圍環(huán)境中蓄積某些元素或難分解化合物，以致隨著生長發(fā)育，濃縮系數(shù)不斷增大的現(xiàn)象，又稱生物學(xué)積累。生物積累過程中,不同種生物,同一種生物的不同器官和組織,對(duì)同一種元素或物質(zhì)的平衡濃縮系數(shù)的數(shù)值,以及達(dá)到平衡所需要的時(shí)間,可能有很大差別。生物個(gè)體大小同積累量的關(guān)系3.生物放大（Biomagnification）指在生態(tài)系統(tǒng)中，由于高營養(yǎng)級(jí)生物以低營養(yǎng)級(jí)生物為食物，某元素或難分解化合物在生物機(jī)體中濃度隨營養(yǎng)級(jí)的提高而逐步增大的現(xiàn)象，又稱生物學(xué)放大。思考1：許多生物外源性物質(zhì)在環(huán)境中的含量很低，通常在ppb級(jí)，為什么這么低的濃度還會(huì)引起嚴(yán)重的問題？思考2：三個(gè)概念的有何區(qū)別？有何意義？生物濃縮：C體內(nèi)>C環(huán)境生物積累：t（生長期），KBCF生物放大：營養(yǎng)級(jí)，KBCF生物濃縮系數(shù)的測(cè)定平衡濃縮系數(shù)：物質(zhì)交換達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的濃縮系數(shù)。測(cè)定方法：優(yōu)缺點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)法：條件易于控制，但數(shù)值不夠準(zhǔn)確野外調(diào)查法：數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)難度大，時(shí)間周期長動(dòng)力學(xué)方法：節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間，更適合大個(gè)體生物影響因素生理因素：如生物的生長、發(fā)育、大小、年齡環(huán)境因素：如污染物的濃度、化學(xué)形態(tài)、環(huán)境溫度、pH值、光照條件及季節(jié)汞在水生物中的富集生物類型汞濃度（ppm）濃縮系數(shù)食肉娃魚1-210000-20000小魚0.1-0.31000-3000低等動(dòng)物0.02-0.05200-500植物0.01-0.02100-200海水0.00011.5生物對(duì)污染物在環(huán)境中行為的影響1.5.1生物污染的概念生物污染（BiologicalPollution）：對(duì)人和生物有害的微生物、寄生蟲等病原體污染水、氣、土壤和食品，影響生物產(chǎn)量和質(zhì)量，危害人類健康，即生物引起的污染。1.5.2環(huán)境中的病原微生物空氣中的微生物污染（來自污水處理與污水灌溉）水體中的微生物污染（來自人、畜、禽的糞便）沙門氏菌、志賀氏菌、霍亂弧菌、腸道病毒、甲型肝炎病毒等土壤的微生物污染（來自污水、糞便和動(dòng)物尸體）1.5.3水體的富營養(yǎng)化富營養(yǎng)化（Eutrophication）：由于大量營養(yǎng)元素進(jìn)入水體，使水中藻類等浮游生物大量增殖，從而破壞水體生態(tài)平衡的現(xiàn)象。富營養(yǎng)化的危害改變水體的濁度、顏色、散發(fā)不良?xì)馕妒蛊渌锼劳霎a(chǎn)生毒素，污染飲用水源1.5.3水體的富營養(yǎng)化——水華1.5.3水體的富營養(yǎng)化——水華1.5.3水體的富營養(yǎng)化——水華1.5.3水體的富營養(yǎng)化——赤潮1.5.4微生物代謝產(chǎn)物與環(huán)境污染硫化氫由反硫化細(xì)菌或分解有機(jī)硫的異養(yǎng)微生物產(chǎn)生酸性礦水由化學(xué)氧化和耐酸細(xì)菌的聯(lián)合作用產(chǎn)生亞硝酸由化能自養(yǎng)硝化菌或硝酸還原菌產(chǎn)生酸性礦水成因由黃鐵礦（FeS2）氧化所產(chǎn)生的硫酸引起，微生物與形成酸性礦水的整個(gè)過程密切相關(guān)。當(dāng)pH<3.5時(shí)，鐵細(xì)菌即氧化亞鐵硫桿菌可催化鐵的氧化，其它如氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵鐵桿菌都與酸性礦水的形成密切相關(guān)。危害酸性礦水中最有破壞性的組分是硫酸，有直接的毒性及其他不良影響。防治利用碳酸鈣礦石中和過量酸性礦水，但Fe(III)往往同時(shí)存在，反應(yīng)后，pH上升，F(xiàn)e(OH)3立即覆蓋在碳酸鈣礦石的表面成為不透水層，這種保護(hù)效應(yīng)阻止了碳酸鈣對(duì)酸的進(jìn)一步中和。1.5.5微生物毒素霉菌毒素如黃曲霉毒素等細(xì)菌毒素如肉毒毒素等放線菌毒素如放線菌素等藻類毒素如麻痹性貝毒、微囊藻毒素等1.5.6金屬的生物轉(zhuǎn)化微生物具有適應(yīng)金屬化合物而生長并代謝這些物質(zhì)的活性，從而改變環(huán)境中金屬的狀態(tài)、性質(zhì)及其生物學(xué)效應(yīng)。金屬的毒性影響因素：金屬的濃度、金屬的存在狀態(tài)例如：六價(jià)鉻比三價(jià)鉻毒得多；甲基汞的毒性比其他的汞化合物毒性大得多；有機(jī)錫比無機(jī)錫毒，有機(jī)錫中的烷基錫比芳香基錫毒，烷基錫中三烷基又比其他烷基錫毒。金屬的微生物