生態(tài)學(xué)第一章

第一篇環(huán)境污染的生物效應(yīng)

第一章環(huán)境污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為本章將討論以下內(nèi)容：環(huán)境污染概述污染物在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化污染物在生物體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化污染物在生物體內(nèi)的濃縮、積累和放大生物對污染物在環(huán)境中行為的影響

1環(huán)境污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為

1.1環(huán)境污染概述什么是環(huán)境污染（EnvironmentalPollution）？通常，環(huán)境污染主要指人類活動(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。而自然過程引起的同類現(xiàn)象稱為自然突變或異常。環(huán)境污染的分類生物污染化學(xué)污染物理污染按污染物性質(zhì)廢氣污染廢水污染固體廢棄物污染噪聲污染輻射污染按污染物形態(tài)環(huán)境效應(yīng)——環(huán)境污染所導(dǎo)致的環(huán)境變化環(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。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。環(huán)境物理效應(yīng)：物理作用引起的環(huán)境效果。如熱污染、噪聲污染等。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)三廢圖1-1污染源示意圖污染物（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)。生產(chǎn)性污染物和生活污染物一次污染物和二次污染物：二次污染物是指進(jìn)人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)先研究和控制對象的污染物，亦稱優(yōu)先控制污染物。主要針對下列污染物：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、三致性的污染物小結(jié)環(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1.2污染物在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化

1.2.1污染物在環(huán)境中的遷移遷移的定義：遷移是指污染物在環(huán)境中發(fā)生的空間位置的移動(dòng)及其引起的富集、分散和消失的過程。污染物進(jìn)入環(huán)境的途徑包括：（1）人類活動(dòng)過程中無意排放（2）工業(yè)三廢（3）人類活動(dòng)過程中故意應(yīng)用注：進(jìn)入環(huán)境的污染物可以在各個(gè)環(huán)境要素（水、氣、土）中發(fā)生遷移并輸送到很遠(yuǎn)的距離。污染物的長距離傳送，往往由局部性污染引發(fā)區(qū)域性污染甚至全球性污染，這也是環(huán)境污染成為當(dāng)代主要環(huán)境問題的原因之一。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)1.2.2污染物的形態(tài)和分布（FormandDistributionofPollutant）污染物的形態(tài)定義：指環(huán)境中污染物的外部形狀、化學(xué)組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)形式。污染物的存在形態(tài)包括：價(jià)態(tài)，如Cr（VI）、Cr（III）化合態(tài)，如有機(jī)汞和無機(jī)汞結(jié)構(gòu)態(tài)，如同分異構(gòu)體絡(luò)合態(tài)幾種重要的形態(tài)分類離子態(tài)代換態(tài)膠體有機(jī)結(jié)合態(tài)難溶態(tài)污染物的分布污染物的分布定義：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。例：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：化學(xué)轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化轉(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)。例二：酸雨（AcidRain）大氣中的轉(zhuǎn)化圖1－2光化學(xué)煙霧實(shí)例**圖1-3光化學(xué)煙霧形成過程自然源、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)。圖1－4酸沉降形成示意圖水體中的轉(zhuǎn)化水體中的轉(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所，故生物降解起重要作用。氧垂曲線（OxygenSagCurve）氧垂曲線的定義在河流受到有機(jī)物污染時(shí)，由于有機(jī)物的氧化分解作用，水體的DO發(fā)生變化。從污染源到河流下游一定距離內(nèi)，可繪制一條DO逐漸變化的曲線，稱之為氧垂曲線。根據(jù)有機(jī)物在水體中分解變化和DO的變化，可把受污河流分成幾段:清潔區(qū)：未受污染分解區(qū)腐敗區(qū)恢復(fù)區(qū)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。循環(huán)過程循環(huán)機(jī)理1.3污染物在生物體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化

1.3.1生物轉(zhuǎn)運(yùn)生物轉(zhuǎn)運(yùn)（Bio－transportorBiotransport）的概念生物轉(zhuǎn)運(yùn)：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）組成污染物進(jìn)入生物體后的變化知識點(diǎn)：污染物在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)；生物轉(zhuǎn)化4.1

物質(zhì)通過生物膜的機(jī)理4.1.1生物膜的結(jié)構(gòu)4.1.2物質(zhì)通過生物膜的方式1.膜孔濾過細(xì)胞膜上具有充滿水分的小孔，水及水中的小分子物質(zhì)活離子，可借助膜兩側(cè)的水壓或滲透壓透過細(xì)胞膜稱作膜孔濾過。毒物濾過膜孔的速度主要取決于膜孔的大小。

如，毛細(xì)血管合腎小球毛細(xì)血管的膜孔為40?；大多數(shù)細(xì)胞的膜孔為4?。2.被動(dòng)擴(kuò)散（濃度擴(kuò)散）物質(zhì)從高濃度側(cè)經(jīng)細(xì)胞膜向低濃度側(cè)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程為被動(dòng)擴(kuò)散。多數(shù)外源性毒物常以這種方式通過細(xì)胞膜。擴(kuò)散速率服從費(fèi)克定律：擴(kuò)散系數(shù)取決于通過物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、脂溶性及帶電情況，和膜的性質(zhì)。被動(dòng)擴(kuò)散不需耗能，不需載體參與，因而不會(huì)出現(xiàn)特異性選擇、競爭性抑制及飽和現(xiàn)象。3.易化擴(kuò)散（載體轉(zhuǎn)運(yùn)或載體擴(kuò)散）某些物質(zhì)借助膜上一些特殊蛋白-載體的幫助，由高濃度處經(jīng)細(xì)胞膜向低濃度處擴(kuò)散的轉(zhuǎn)運(yùn)為易化擴(kuò)散。擴(kuò)散速率與膜上載體的數(shù)量有關(guān)。存在特異性選擇、競爭抑制和飽和現(xiàn)象。4.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)在需消耗一定的代謝能量下，一些分子量較大的水溶性物質(zhì)可在低濃度側(cè)與膜上高濃度特異性蛋白載體結(jié)合，通過生物膜，至高濃度側(cè)解離出原物質(zhì)。這一轉(zhuǎn)運(yùn)為主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。存在特異性選擇、競爭抑制和飽和現(xiàn)象。5.胞吞和胞飲某些固態(tài)物質(zhì)與細(xì)胞膜上某種蛋白質(zhì)有特殊親和力，當(dāng)其與細(xì)胞膜接觸后，可改變這部分膜的表面張力，引起細(xì)胞膜的外包或內(nèi)凹，將固態(tài)物質(zhì)包圍進(jìn)入細(xì)胞，這種方式稱胞吞，如為液態(tài)物質(zhì)，稱為胞飲。對于由網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)清除肺泡里的微粒和血液中的某些毒物具有重要意義?？偨Y(jié)：外來物質(zhì)以何種方式通過細(xì)胞膜，主要取決于：①毒物本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)；②理化性質(zhì)；③細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)。易化擴(kuò)散和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是正常營養(yǎng)物質(zhì)及其代謝產(chǎn)物通過細(xì)胞膜的主要方式。除與正常營養(yǎng)物質(zhì)及其代謝產(chǎn)物類似的毒物外，大多數(shù)物質(zhì)是以被動(dòng)擴(kuò)散方式通過細(xì)胞膜。膜孔濾過不是主要方式。4.2污染物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)

污染物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過程包括吸收、分布、排泄和生物轉(zhuǎn)化。其中轉(zhuǎn)運(yùn)包括：吸收、分布和排泄。消除包括：排泄和生物轉(zhuǎn)化。

4.2.1吸收吸收是污染物質(zhì)從機(jī)體外，通過各種途徑通透體膜進(jìn)入血液的過程。吸收主要途徑是消化管、呼吸管和皮膚。1.消化管吸收污染物最主要途徑。吸收主要部位在小腸，其次是胃。影響吸收的因素：污染物脂溶性：脂溶性越強(qiáng)，被小腸吸收越快。pH：小腸液pH≈6.6、胃液pH≈2，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。血流速度：對于脂溶性污染物，血流速度快，機(jī)體對污染物吸收速度大；一些極性污染物，脂溶性小，擴(kuò)散為限速因素，對血流速度不敏感。2.呼吸管是吸收大氣污染物的主要途徑。主要吸收部位是肺泡。

氣體污染物可直接進(jìn)入肺部而轉(zhuǎn)入血液呼吸>2.5m粒徑顆粒部分會(huì)留在鼻咽部，易通過人體活動(dòng)排出0.5~2.5m粒徑顆粒部分可進(jìn)入支氣管，粘于粘液層并排出<0.5m粒徑顆粒部分可深入肺部，部分被溶出進(jìn)入體液3.皮膚人體皮膚攝取環(huán)境污染物的能力很差。具有水溶性兼脂溶性的低分子污染物（分子量＜300）如酚、苯胺等較易通過皮膚進(jìn)入機(jī)體。此外，人體可通過出汗排污，但是次要途徑。4.2.2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)等過程。血流速度：脂溶性物質(zhì)容易通過生物膜，組織血流速度是分布的限速。血腦屏障：污染物經(jīng)膜的通透性是限速。污染物與血漿蛋白的結(jié)合能力：污染物常與血液中的血漿蛋白質(zhì)結(jié)合。該結(jié)合呈可逆性。4.2.3排泄

排泄是污染物質(zhì)及其代謝物質(zhì)相機(jī)體外的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。排泄器官有腎、肝膽、腸、肺、外分泌等，而以腎和肝膽為主。腎排泄是污染物通過腎隨尿而排除的過程。腎排泄污染物的效率是腎小球?yàn)V過，近曲小管主動(dòng)分泌和遠(yuǎn)曲小管被動(dòng)重吸收的綜合結(jié)果。是污染物的一個(gè)主要排泄途徑。肝膽系統(tǒng)的膽汁排泄污染物在肝臟的分泌主要是主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，被動(dòng)擴(kuò)散較少。排泄物中，少數(shù)是原形物質(zhì)，多數(shù)是代謝產(chǎn)物，所以膽汁排泄是原形污染物排出體外的一個(gè)次要途徑，是代謝產(chǎn)物的主要排除途徑。一般，分子量在300以上、水溶性大的化合物，膽汁排泄良好。4.2.4蓄積機(jī)體長期接觸某污染物質(zhì)，若吸收超過排泄及其代謝轉(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。機(jī)體的主要蓄積部位：血漿蛋白、脂肪組織和骨骼。蓄積部位中的污染物質(zhì)，常同血漿中游離型污染物質(zhì)保持相對穩(wěn)定的平衡。4.3污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累生物富集：生物通過非吞食方式，從周圍環(huán)境蓄積某種元素或難降解的物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。生物濃縮系數(shù)：影響生物濃縮系數(shù)的有關(guān)因素：

1、在物質(zhì)性質(zhì)方面

2、在生物特征方面

3、在環(huán)境條件方面4.3.1生物富集水生生物富集速率方程為：生物濃縮系數(shù)：End

4.3.2生物放大生物放大：同一食物鏈上的高營養(yǎng)級生物，通過吞食低營養(yǎng)級生物富集某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)的濃度隨營養(yǎng)級數(shù)提高而增大的現(xiàn)象。生物放大并不是在所有條件下都能發(fā)生4.3.3生物積累生物積累：生物從周圍環(huán)境和食物鏈蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體中的濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。水生生物的積累微分速率方程：式中，C~化學(xué)物質(zhì)在生物體中濃度(g/g)；ka~生物從水中吸收化學(xué)物質(zhì)速率常數(shù)(1/d)；~生物對化學(xué)物質(zhì)同化效率(吸收化學(xué)物質(zhì)重量/攝取化學(xué)物質(zhì)重量)；R~每天每克體重所攝取的克數(shù)；Cf~食物中化學(xué)物質(zhì)濃度(g/g)；k’~為生物釋放化學(xué)物質(zhì)的排泄速率常數(shù)ke與生物增重速率常數(shù)kg之和(1/d)。

對上式積分得：達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)，于是有，

4.4.1生物轉(zhuǎn)化的一般原則1.生物轉(zhuǎn)化的定義生物轉(zhuǎn)化：在酶催化下發(fā)生的化學(xué)轉(zhuǎn)化。2.生物轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)專一性高效性反應(yīng)條件溫和4.4污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化3.生物轉(zhuǎn)化的對象高度極性的物質(zhì)：容易排泄，發(fā)生酶催化可能性小易蒸發(fā)的物質(zhì)：容易從肺排泄，發(fā)生酶催化可能性小非極性親脂物質(zhì)：容易發(fā)生酶催化反應(yīng)高持久性的物質(zhì)：容易發(fā)生酶催化反應(yīng)4.4.2生物轉(zhuǎn)化中的酶1.分類根據(jù)催化起作用的場所：胞內(nèi)酶；胞外酶根據(jù)酶的成分：單成分酶；雙成分酶根據(jù)催化反應(yīng)類型：

氧化還原酶轉(zhuǎn)移酶水解酶裂解酶異構(gòu)酶合成酶2.若干重要輔酶的功能FMN和FADNAD+和NADP+輔酶Q細(xì)胞色素酶系的輔酶輔酶A輔酶的成分：金屬離子、含金屬離子的有機(jī)化合物、小分子的復(fù)雜有機(jī)化合物。

輔酶Q的作用是在酶促反應(yīng)中擔(dān)任遞氫任務(wù),其作用見下圖：

細(xì)胞色素酶系的輔酶主要有細(xì)胞色素b、c1、c、a和a3等幾種在反應(yīng)中擔(dān)當(dāng)傳遞電子作用，見下圖輔酶A是一種轉(zhuǎn)移酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中起著傳遞?；淖饔?.

生物氧化中的氫傳遞過程

生物氧化是指有機(jī)物質(zhì)在機(jī)體細(xì)胞內(nèi)的氧化。

生物氧化是機(jī)體獲得能量的一種很重要的方式。因?yàn)橛袡C(jī)化合物的鍵能很高。

生物氧化釋放的能量主要通過二磷酸腺苷與正磷酸合成三磷酸腺苷而被暫時(shí)存放。反應(yīng)見下圖：氫傳遞過程的分類有氧氧化中以分子氧為直接受氫體的遞氫過程有氧氧化中以分子氧為間接受氫體的遞氫過程無氧氧化中有機(jī)底物轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)物作受氫體的遞氫過程無氧氧化中某些無機(jī)含氧化合物作受氫體的遞氫過程1.有氧氧化中以分子氧為直接受氫體的遞氫過程2.有氧氧化中以分子氧為間接受氫體的遞氫過程3.無氧氧化中有機(jī)底物轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)物作受氫體的遞氫過程酵母菌乳酸菌4.無氧氧化中某些無機(jī)含氧化合物作受氫體的遞氫過程4.4.3污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型第一階段反應(yīng)~氧化、還原、水解第二階段反應(yīng)~結(jié)合1.氧化反應(yīng)

混合功能氧化酶加氧氧化脫氫酶脫氫氧化氧化酶氧化細(xì)胞色素P450酶1）混合功能氧化酶加氧氧化2）脫氫酶脫氫氧化醇氧化成醛醇氧化成酮醛氧化成羧基3）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。例如：1）可逆脫氫酶加氫還原；2）硝基還原酶還原；3）偶氮還原酶還原；2.還原反應(yīng)類型4）還原脫氯酶還原1）羧酸酯酶使脂肪簇脂水解2）芳香酯酶使芳香簇脂水解3）磷脂酶使磷酸酯水解3.水解反應(yīng)類型4)酰胺酶使酰胺水解葡萄糖醛酸結(jié)合硫酸結(jié)合谷胱甘肽結(jié)合4.若干重要結(jié)合反應(yīng)類型(1)葡萄糖醛酸結(jié)合(2)硫酸結(jié)合(3)谷胱甘肽結(jié)合End

4.4.4有毒污染物質(zhì)的微生物降解(1)烴類β-氧化：在有氧氧化條件下，飽和脂肪酸經(jīng)過酶促β-氧化變成脂酰輔酶A和乙酰輔酶A。乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)，生成CO2和H2O。脂酰輔酶A又經(jīng)β-氧化途徑進(jìn)行轉(zhuǎn)化。三羧酸循環(huán)TCACH3COCOOH+5/2O23CO2+2H2O正烷烴的降解烯烴的降解苯的降解苯氧乙酸有機(jī)磷殺蟲劑-對硫磷DDT降解(2)農(nóng)藥苯氧乙酸的降解對硫磷的降解途徑DDT的降解DDT的主要降解途徑是：在微生物還原脫氯酶作用下，脫氯和脫氯化氫6.氮的微生物轉(zhuǎn)化(1)氮的主要形態(tài)：分子氮生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸等有機(jī)氮化物，以及生物殘?bào)w變成的各種有機(jī)氮化合物銨鹽、硝酸鹽等無機(jī)氮化合物氨的同化：將氨合成細(xì)胞物質(zhì)的生物反應(yīng)。氨化：將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨的生物反應(yīng)。硝化：將氨氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的生物反應(yīng)。反硝化：將硝酸鹽還原的生物反應(yīng)。固氮：將氮?dú)膺€原為氨的生物反應(yīng)。(2)

氮形態(tài)的生物轉(zhuǎn)化硝化硝化分為兩個(gè)階段：

2NH3+3O2

2H++2NO2-+2H2O+能量

（亞硝化菌）

2NO2-

+O2

2NO3-+能量

（硝化菌）

硝化菌和亞硝化菌均為化能自氧細(xì)菌，對環(huán)境條件高度敏感。一般認(rèn)為：DO控制在1.5~2.0mg/L；生長溫度范圍5~40℃，最佳溫度為25~30℃；最適生長pH，亞硝化菌為7.0~8.5，硝化菌為6.5~7.5。反硝化反硝化需要厭氧環(huán)境，氧分壓愈低，反硝化愈強(qiáng)，一般低于0.5mg/L；需有機(jī)物作為碳源；pH一般為中性至微堿性；適宜溫度范圍15~35℃。7.汞的微生物轉(zhuǎn)化汞的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)無機(jī)汞鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榧谆投谆倪^程，稱汞的生物甲基化。生物作用還原轉(zhuǎn)化汞

1．酶促反應(yīng)

米氏方程的推導(dǎo)：4.4.5生物降解速率酶促體系處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，

整理后，

產(chǎn)物P的生成速率：

堿性磷酸酶（AlkalinePhosphatase,AP）是一種專一性較廣的磷酸酯水解酶，可以催化所有的磷酸酯的水解反應(yīng)和磷酸基團(tuán)的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，在生物體內(nèi)具有非常重要的生理功能。2．生長代謝Growthmetabolism有毒有機(jī)物作為微生物培養(yǎng)的唯一碳源，使有毒有機(jī)物進(jìn)行徹底的降解或礦化。

可用Monod方程式來描述當(dāng)化合物為唯一碳源時(shí)，化合物的降解速率：

當(dāng)污染物濃度很低且微生物種群及量確定后，通?？梢杂煤唵蔚囊患墑?dòng)力學(xué)方程表示降解速率為：3.共代謝Cometabolism

某些有機(jī)物不能作為微生物培養(yǎng)的唯一碳源，必須有另外的化合物提供微生物碳源或能源，該有機(jī)物才降解，這類降解稱共代謝作用。

它在難降解的有機(jī)物代謝過程中起重要作用，展示了通過幾種微生物的一系列微生物共代謝作用，可使某些特殊的有機(jī)化合物降解的可能性。

共代謝作用直接與微生物種群的多少成正比，Paris等描述了微生物催化水解反應(yīng)的二級速率定律：總結(jié)：影響生物降解的主要因素是化合物本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)和微生物的種類。其次，影響生物降解作用的因素還有環(huán)境條件：pH值，溫度，鹽度，溶解氧濃度，營養(yǎng)物料的種類，濃度等。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)表1－1污染物透過細(xì)胞膜的方式污染物的吸收（AbsorptionofPollutant）：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。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):吸收對象主要針對氣體、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。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)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。3.2污染物在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化（Biotransformation）的概念生物轉(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。生物外源性物質(zhì)是指那些人工合成的，具有不被現(xiàn)有降解酶系所識別和作用的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵序列的化合物，簡而言之，就是不能被生物降解的化合物。如DDT、六六六、多氯聯(lián)苯、染料、塑料、合成橡膠等。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：酶（Enzyme）是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，能在體內(nèi)和體外起同樣催化作用的一類具有活性中心和特殊構(gòu)象的生物大分子，包括蛋白質(zhì)和核酸。注4：生物轉(zhuǎn)化的主要場所是肝臟，其它有肺、胃、腸、皮膚等。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代謝物

結(jié)合產(chǎn)物（二級代謝物）毒害作用過程I（相I反應(yīng)）圖1－5生物轉(zhuǎn)化過程示意圖過程II（相II反應(yīng)）相I反應(yīng)的主要類型：氧化反應(yīng)：微粒體混合功能氧化酶參與的反應(yīng)，例如脂肪族羥化非微粒體反應(yīng)還原反應(yīng)：微粒體還原非微粒體還原水解反應(yīng)相II反應(yīng)的主要類型：微生物對生物外源性物質(zhì)的轉(zhuǎn)化作用微生物對生物外源性物質(zhì)的轉(zhuǎn)化主要有以下幾種形式：脫鹵（主要是脫氯），如DDT的脫氯還原，將生物外源性物質(zhì)上的取代基，特別是硝基，進(jìn)行還原；水合反應(yīng)，如對有機(jī)氰的水合反應(yīng)，形成無毒的含氮有機(jī)化合物圖DDT的微生物轉(zhuǎn)化TNT的微生物轉(zhuǎn)化影響生物轉(zhuǎn)化的因素物種差異和個(gè)體差異由各自的遺傳因素決定，主要表現(xiàn)在體內(nèi)酶的種類和活力不同上。飲食營養(yǎng)狀況蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽、維生素等營養(yǎng)缺乏時(shí)會(huì)不同方式地影響生物轉(zhuǎn)化作用。生理因素年齡因素性別因素激素和晝夜規(guī)律：機(jī)體在每日不同時(shí)間的生物轉(zhuǎn)化能力有高低差異，與內(nèi)分泌功能的晝夜規(guī)律有關(guān)。代謝酶的抑制和誘導(dǎo)小結(jié)任何一種外源性化合物的生物轉(zhuǎn)化方式不是簡單的，它們可同時(shí)進(jìn)行不同的氧化還原或水解反應(yīng)，此后又可繼續(xù)進(jìn)行不同類型的結(jié)合反應(yīng)。生物轉(zhuǎn)化的結(jié)果有兩方面：解毒作用（失活）：使外源性化合物毒性降低，易于排出，或使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诒黄渌⑸锼到獾幕衔?。增毒作用（活化）：使其毒性增?.4環(huán)境污染物在生物體內(nèi)的濃縮、積累和放大基本概念：生物濃縮（Bioconcentration）指生物機(jī)體或處于同一營養(yǎng)級上的許多生物種群，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。生物放大（Biomagnification）指在生態(tài)系統(tǒng)中，由于高營養(yǎng)級生物以低營養(yǎng)級生物為食物，某元素或難分解化合物在生物機(jī)體中濃度隨營養(yǎng)級的提高而逐步增大的現(xiàn)象，又稱生物學(xué)放大。思考：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，為什么這么低的濃度還會(huì)引起嚴(yán)重的問題？這正是由于生物放大作用造成的，這樣的生物外源性物質(zhì)必須滿足以下兩個(gè)條件：一、難以生物降解；二、具有親脂性。思考：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，KBCF生物濃縮系數(shù)的測定平衡濃縮系數(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)，但技術(shù)難度大，可能時(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)表1－2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0.0001生物濃縮機(jī)理和濃縮模型qvCBiVBCBVTCTK2CTqvCBo血液組織圖1－6生物體某一組織生物濃縮的機(jī)理模型由此可知：生物組織中化合物的濃度不僅與該化合物在該組織中的代謝速率有關(guān)，還與進(jìn)出組織的血液中的化合物濃度差成正比。影響生物濃縮的因素生物種的生物學(xué)特征不同組織器官的影響不同生育期與性別的關(guān)系污染物的性質(zhì)污染物濃度和作用時(shí)間環(huán)境條件1.5生物對污染物在環(huán)境中行為的影響

1.5.1生物污染（BiologicalPollution）

環(huán)境中的病原微生物（PathogenicMicroorganism）例如：沙門氏菌、霍亂弧菌、腸道病毒等水體的富營養(yǎng)化（Eutrophication）概念：指大量的氮磷等營養(yǎng)元素物質(zhì)進(jìn)入水體，使水中藻類等浮游生物旺盛增殖，從而破壞水體的生態(tài)平衡的現(xiàn)象。不良后果：微生物代謝產(chǎn)物產(chǎn)生的污染硫化氫酸性礦水硝酸和亞硝酸微生物毒素指微生物在其生長、代謝過程中所產(chǎn)生的毒素，可污染食品和環(huán)境，危害人類健康。如黃曲霉毒素、葡萄球菌腸毒素、藻類毒素等。酸性礦水反應(yīng)式？？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)阻止了碳酸鈣對酸的進(jìn)一步中和。1.5.2金屬的生物轉(zhuǎn)化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。金屬的微生物轉(zhuǎn)化微生物對金屬的毒性轉(zhuǎn)化，主要是氧化還原和甲基化作用。汞的轉(zhuǎn)化汞的存在形式無機(jī)汞：零價(jià)的金屬汞與一價(jià)汞鹽幾乎不溶;二價(jià)汞鹽除了硫化汞、碘化汞外幾乎均可溶解有機(jī)汞：汞易和有機(jī)基團(tuán)形成化合物，通常是以共價(jià)鍵連接在碳原子上形成有機(jī)汞。汞化合物的毒性難溶的汞——生物吸收困難，毒性很小易溶的汞——容易吸收，毒性很強(qiáng)（其中甲基汞的毒性最強(qiáng)）毒性體現(xiàn)：生物的神經(jīng)系統(tǒng)受到傷害，神經(jīng)麻痹以致引起死亡。實(shí)例：日本的水俁灣甲基汞中毒事件就是典型的汞污染事件。這類汞中毒一般都不是通過直接飲用水被汞污染造成，而是由于甲基汞在食物鏈積累并由水中的魚類向上傳遞給人而引起的。汞的甲基化汞的甲基化是由微生物形成的。魚類體表粘液中有許多含有甲基化輔酶的微生物，他們將無機(jī)汞轉(zhuǎn)化為甲基汞，動(dòng)物和人體腸道腸道中的細(xì)菌大部分也具有這種功能，因此甲基汞中毒是由微生物造成的。汞甲基化微生物：細(xì)菌——甲烷菌、匙形梭菌、熒光假單胞菌、大腸埃希氏菌、產(chǎn)氣腸桿菌、巨大芽孢桿菌真菌——粗糙鏈孢霉、黑曲霉、釀酒酵母等。過程如下：

Hg2+

Hg+-CH3Hg(CH3)2

甲基化輔酶甲基化輔酶

-CH3

-CH3甲基汞的降解事實(shí)上通常情況甲基汞在天然水體中的濃度十分低，這是由于不僅存在汞的甲基化，同時(shí)還存在甲基汞的降解，甲基汞可被生物還原為金屬汞。甲基汞降解微生物：檸檬酸桿菌、假單胞菌、節(jié)桿菌、隱球菌等。小結(jié)生物意義：汞的甲基化與脫甲基化通常保持著一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡，從而使環(huán)境中的甲基汞濃度維持在低水平。但是，在有機(jī)污染嚴(yán)重、pH較低的環(huán)境中，容易形成和釋放甲基汞，對生物的危害較大。一方面甲基汞溶于水被魚、貝吸收濃縮，另一方面甲基汞還會(huì)逸出水體，進(jìn)入大氣，使污染擴(kuò)大。其它重金屬的轉(zhuǎn)化與汞相似，重金屬普遍可被微生物甲基化;甲基化的重金屬普遍毒性提高，這些金屬包括砷、硒、鉛、錫、鎘、銻等。重金屬生物轉(zhuǎn)化的環(huán)境效應(yīng):微生物通過分泌作用或呼吸作用排出形成的有機(jī)金屬化合物，是微生物具有的一種對有毒金屬解毒方式；但被排出的金屬化合物，可能比其原形態(tài)對高等生物具更大的危害性。另一方面，微生物可將化合態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)化還原為單質(zhì)形式，這種轉(zhuǎn)移方式可暫時(shí)或永久地將金屬從生物接觸的環(huán)境中清除出去。思考題污染物在環(huán)境中的遷移方式和轉(zhuǎn)化途徑有哪些？什么是生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化？污染物透過細(xì)胞膜的方式有哪些？有何特點(diǎn)？什么是生物濃縮、生物積累、生物放大和濃縮系數(shù)？140生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過程與毒性

(環(huán)境生物的中毒機(jī)理)

教學(xué)要求（1）掌握污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累。（2）了解有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解。（3）了解毒物毒性、聯(lián)合作用和致突變、致癌及抑制酶活性等作用。（4）了解有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化的類型。141污染物質(zhì)機(jī)體積累與轉(zhuǎn)化污染物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過程

---吸收、分布、排泄和生物轉(zhuǎn)化吸收、分布和排泄稱為轉(zhuǎn)運(yùn)。排泄與生物轉(zhuǎn)化稱為消除。吸收---污染物質(zhì)從機(jī)體外，通透體膜進(jìn)入血液的過程。

吸收途徑----機(jī)體的消化管、呼吸道和皮膚。

消化道是吸收污染物質(zhì)最主要的途徑。消化管的主要吸收部位在小腸，其次是胃。

142污染物質(zhì)機(jī)體積累與轉(zhuǎn)化

呼吸道---吸收大氣污染物主要途徑（主要吸收部位---肺泡）吸收的氣態(tài)和液態(tài)氣溶膠污染物質(zhì)，以被動(dòng)擴(kuò)散和濾過方式，分別迅速通過肺泡和毛細(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，在氣管、支氣管及肺泡表面沉積。143污染物質(zhì)機(jī)體積累與轉(zhuǎn)化

皮膚吸收皮膚接觸的污染物質(zhì)，以被動(dòng)擴(kuò)散相繼通過皮膚的表皮及真皮，再濾過真皮中毛細(xì)血管的壁膜進(jìn)入血液。144污染物質(zhì)機(jī)體積累與轉(zhuǎn)化--分布污染物質(zhì)被吸收或形成其代謝轉(zhuǎn)化物質(zhì)，由血液轉(zhuǎn)送至機(jī)體組織，與組織成分結(jié)合，從組織返回血液以及再反復(fù)等過程。污染物質(zhì)分布過程---污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)以被動(dòng)擴(kuò)散為主。污染物質(zhì)與血漿蛋白質(zhì)結(jié)合--具有可逆性--動(dòng)態(tài)平衡。污染物質(zhì)與血液的紅細(xì)胞或血管外組織蛋白相結(jié)合。

145污染物質(zhì)機(jī)體積累與轉(zhuǎn)化排泄（污染物質(zhì)及其代謝物質(zhì)向機(jī)體外的轉(zhuǎn)運(yùn)過程）排泄器官：腎、肝膽、腸、肺、外分泌腺等。

腎排泄

----污染物質(zhì)通過腎隨尿而排出的過程。

膽汁排泄

----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，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)，再排出體外的過程。146污染物質(zhì)機(jī)體積累與轉(zhuǎn)化蓄積

機(jī)體接觸污染物質(zhì)（若吸收超過排泄及其代謝轉(zhuǎn)化），污染物質(zhì)在體內(nèi)逐增的現(xiàn)象。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。蓄積部位中的污染物質(zhì)，常同血漿中游離型污染物質(zhì)保持相對穩(wěn)定的平衡。147物質(zhì)通過生物膜方式--生物膜結(jié)構(gòu)

148物質(zhì)通過生物膜方式膜孔濾過---直徑小于膜孔的水溶性物質(zhì)，借助膜兩側(cè)靜水壓及滲透壓經(jīng)膜孔濾過。被動(dòng)擴(kuò)散---順濃度梯度擴(kuò)散通過有類脂層屏障的生物膜。被動(dòng)易化擴(kuò)散---物質(zhì)在高濃度側(cè)與膜上特異性蛋白質(zhì)載體結(jié)合，通過生物膜，至低濃度側(cè)解離出原物質(zhì)過程。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)---（消耗代謝能量）物質(zhì)在低濃度側(cè)與膜上高濃度特異性蛋白載體結(jié)合，通過生物膜，至高濃度側(cè)解離出原物質(zhì)。

胞吞和胞飲

149污染物質(zhì)生物富集、放大和積累

生物富集生物通過非吞食方式，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。

150污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累生物放大

同一食物鏈的高營養(yǎng)級生物，通過吞食低營養(yǎng)級生物蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其機(jī)體內(nèi)的濃度隨營養(yǎng)級數(shù)提高而增大的現(xiàn)象。生物放大的程度用生物濃縮系數(shù)表示。生物積累

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)表示。

151污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化

物質(zhì)在生物作用下的化學(xué)變化稱為生物轉(zhuǎn)化或代謝(轉(zhuǎn)化)。微生物可以催化轉(zhuǎn)化或降解有機(jī)污染物。

生物轉(zhuǎn)化、化學(xué)轉(zhuǎn)化和光化學(xué)轉(zhuǎn)化構(gòu)成污染物質(zhì)在環(huán)境中的主要轉(zhuǎn)化類型。水環(huán)境微生物的類群

細(xì)菌、真菌和藻細(xì)菌的分類自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物好氧細(xì)菌及厭氧細(xì)菌152污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化酶酶是一類由細(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。酶的種類有2103多種。酶分為胞外酶和胞內(nèi)酶兩大類。（根據(jù)催化反應(yīng)類型）酶---氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、裂解酶、異構(gòu)酶、合成酶。（按照成分）酶---單成分酶和雙成分酶兩大類153污染物質(zhì)毒性毒物---進(jìn)入生物機(jī)體----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，引起暫時(shí)性或持久性的病理損害，甚至危及生命的物質(zhì)。按作用于機(jī)體的主要部位可分為作用于神經(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。根據(jù)作用性質(zhì)，毒物可分為刺激性、腐蝕性、窒息性、