生物体内污染物的运动过程及毒性

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1、第三节污染物质的生物富集、放大和积累一、生物富集1、概念：指生物通过非吞食方式，从周围环境（水、土壤、大气）蓄积某种元素或难降解的物质，使其在机体内浓度超过周围环境中浓度的现象。2、生物浓缩系数（BiologicalConcentrationFactoar）　　达稳态时：　　　BCF=Cb/CeCb——某种元素或难降解物质在机体中的浓度Ce——某种元素或难降解物质在机体周围环境中的浓度物质性质（降解性、脂溶性和水溶性）、生物特征（生物种类、大小、性别、器官、生物发育阶段）和环境条件（温度、盐度、水硬度、氧含量和光照情况）都会影响BCF值大小。3、生物富集的动力学描述：　　　dCf

2、/dt=kaCw-keCf-kgCfka、ke、kg——水生生物吸收、消除（排泄和生物体内分　　　　　　　　　　　解）、生长的速率常数Cw、Cf——水及生物体内瞬时物质浓度　　当水生生物质量增长不明显时，kg可忽略；Cw又通常可视为恒定，又设t=0时，Cf(0)=0，则可解方程得：Cf=kaCw/ke·[1-exp(-ke)t]当t→∞时，BCF=ka/ke（达稳态，吸收、消化速率符合一级动学）4、BCF与Kow的关系复杂过程：动力学，热力学lgBCF=algKow+b适用于水生生物，对陆生植物不适用。二、生物放大1、概念指在同一食物链上的高营养级生物，通过吞食低营养级生物蓄积某

3、种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象。2、生物放大并不是在所有条件下都能发生。据文献报道，有些物质只能沿食物链传递，不能沿食物链放大；有些物质既不能沿食物链传递也不能沿食物链放大。三、生物积累1、概念指生物从周围环境（水、土壤、大气）和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在有机体中的浓度超过周围环境中浓度的现象。生物放大和生物富集是生物积累的一种情况。2、微分速率方程式中：cw——生物生存水中某物质浓度；ci——食物链i级生物中该物质的浓度；Wi，i-1——摄食率；αi，i-1——同化率；kai——i级生物对该物质的吸收速率常数；kei——i级生物中该

4、物质的消除速率常数；kgi——i级生物的生长速率常数。2、微分速率方程第四节污染物质的生物转化一、生物转化中的酶（大多数生物转化是在酶的参与和控制下进行的）1、几个概念a、酶：一种由细胞制造和分泌的、以蛋白质为主要成分　　　的、具有催化活性的生物催化剂。b、底物（或基质）：在酶催化下发生转化的物质。c、酶促反应：底物在酶催化下发生的转化反应。2、酶催化作用的特点：a、催化专一性高。一种酶只能对一种底物或一类底物起催化作用，生成一定的代谢产物。b、酶催化效率高。一般酶催化反应的速率比化学催化剂高107～1013倍。c、酶催化需要温和的外界条件，如常温、常压、接近中性的酸碱度。3、酶

5、的分类a、根据作用场所二、若干重要辅酶的功能1、FMN和FAD一些氧化还原酶的辅酶，在酶促反应中具有传递氢原子的功能。二、若干重要辅酶的功能1、FMN和FAD一些氧化还原酶的辅酶，在酶促反应中具有传递氢原子的功能。二、若干重要辅酶的功能2、NAD＋和NADP＋(又分别称为辅酶Ⅰ辅酶Ⅱ)某些氧化还原酶的辅酶，在酶促反应中具有传递氢的作用。二、若干重要辅酶的功能3、辅酶Q（又称泛醌）是某些氧化还原酶的辅酶，在酶促反应中具有传递氢的作用。二、若干重要辅酶的功能4、细胞色素酶系的辅酶　　细胞色素酶系是催化底物氧化的一类酶系，主要有细胞色素b、c1、c、a、a3等几种。它们的酶蛋白部分不同

6、，但辅酶都是铁卟啉。起到传递电子的作用。cytnFe3+cytnFe2+　　　　cyt——细胞色素酶系　　　　n——b、c1、c、a、a3二、若干重要辅酶的功能5、辅酶A（简写为CoASH）　　转移酶的辅酶，所含的巯基与酰基形成硫酯，而在酶促反应中起着传递酰基的功能。反应式如下：CoASH+CH3CO+CH3CO-SCoA+H+三、生物氧化中的氢传递过程生物氧化指有机质在机体细胞内的氧化，并伴随能量的释放。一般多为去氢氧化。所脱落的氢（H++e）以原子或电子的形式，由相应的氧化还原酶按一定顺序传递至受氢体。这一氢原子或电子的传递过程称为氢传递或电子传递过程，其受体称为受氢体或电子

7、受体。受氢体如果为细胞内的分子氧就是有氧氧化；若为非分子氧的化合物则是无氧氧化。1、有氧氧化中以分子氧为直接受氢体的递氢过程2、有氧氧化中分子氧为间接受体的递氢过程3、无氧氧化中有机底物转化中间产物受氢体的递氢过程4.无氧氧化中某些无机含氧化合物做受氢体的递氢过程10[H]+2NO3-+2H+　　N2+6H2O24[H]+3H2SO4　　3H2S+12H2O8[H]+CO2CH4+2H2O四、耗氧有机污染物质的微生物降解有机物质通过生物氧化以及其他的生物转化，可以变成更小更简单的