环境化学第五章.ppt

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1、环境化学第五章：生物体内污染物质的运动过程及毒性本章重点污染物的生物富集、放大和积累耗氧和有毒有机物的微生物降解元素的微生物转化微生物对污染物的转化速率毒物的毒性、联合作用、致突变、致癌及抑制酶活性第一节物质通过生物膜的方式一、生物膜的结构生物膜主要是由磷脂双分子层和蛋白质镶嵌组成的、厚度为75-100Å的流动变动复杂体。在磷脂双分子层中，亲水的极性基因排列于内外两面，疏水的烷链端伸向内侧，所以，在双分子层中央存在一个疏水区，生物膜是类脂层屏障。膜上镶嵌的蛋白质，有附着在磷脂双分子层表面的表在蛋白，有深埋或贯穿磷脂双分子

2、层的内在蛋白，但他们亲水端也都露在双分子层的外表面。二、物质通过生物膜的方式1、膜孔滤过2、被动扩散（浓度扩散）费克定律：扩散系数取决于通过物质和膜的性质3、被动易化扩散4、主体转运5、胞吞和胞饮第二节污染物质在机体内的转运污染物质在机体内的运动过程包括吸收、分布、排泄和生物转化，转运包括：吸收分布。消除包括：排泄和生物转化。一、吸收吸收是污染物质从机体外，通过各种途径通透体膜进入血液的过程消化管是吸收污染物质最主要的途径；呼吸管是吸收大气污染物的主要途径；皮肤吸收是不少污染物质进入机体的途径；二、分布分布是指污染物质被

3、吸收后或其代谢转化物质形成后，由血液转送至机体各组织；与组织成分结合；从组织返回血液；以及再反复等过程。1、脂溶性污染物质易于通过生物膜；2、污染物质常与血液中的血浆蛋白结合；3、有些污染物质可与血液的红细胞或血管外组织蛋白向结合；三、排泄排泄是污染物质及其代谢物质相机体外的转运过程。排泄器官有肾、肝胆、肠、肺、外分泌等，而以肾和肝胆为主。1、肾排泄2、肝胆系统的胆汁排泄3、肠道排泄四、蓄积机体长期接触某污染物质，若吸收超过排泄及其代谢转化，则会出现该污染物质在体内逐增的现象，称为生物蓄积。如职业病等现象是典型的生物蓄积

4、和生物富集现象。机体的主要蓄积部位：血浆蛋白、脂肪组织和骨骼。蓄积部位中的污染物质，常同血浆中游离型污染物质保持相对稳定的平衡第三节污染物质的生物富集、放大和积累一、生物富集生物富集：生物通过非吞食方式，从走为环境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生物浓缩系数：影响生物浓缩系数的有关因素：1、在物质性质方面2、在生物特征方面3、在环境条件方面水生生物富集速率方程为：生物浓缩系数：二、生物放大生物放大：同一食物链上的高营养级生物，通过吞食低营养级生物富集某种元素或难降解物质，使其在机体内

5、的浓度随营养级数提高而增大的现象。生物放大并不是在所有条件下都能发生三、生物积累生物积累：生物从周围环境和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体中的浓度超过周围环境中浓度的现象。水生生物的积累微分速率方程：当dci/dt=0时，有：ci=cwi+cφi第四节污染物质的生物转化本节主要介绍生物转化中的酶学和氢传递过程的基础内容，以便于了解污染物质的生物转化。其次，论及：耗氧和有毒有机污染物质的微生物降解；若干重金属和非金属元素的微生物转化一、生物转化中的酶酶是一类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

6、生物催化剂。酶催化作用的特点：1、催化专一性高2、酶催化效率高3、酶催化需要温和的外界条件二、若干重要辅酶的功能1、FMN和FAD2、NAD+和NADP+3、辅酶Q4、细胞色素酶系的辅酶5、辅酶A其作用是在酶促反应中担任递氢任务,其作用见下图细胞色素酶系的辅酶主要有细胞色素b、c1、c、a和a3等几种在反应中担当传递电子作用，见下图辅酶A是一种转移酶的辅酶，在酶促反应中起着传递酰基的作用三、生物氧化中的氢传递过程生物氧化是指有机物质在机体细胞内的氧化，并伴随有能量的释放。放出的能量主要通过二磷酸腺苷与正磷酸合成三磷酸腺苷

7、而被暂时存放。反应见下图腺苷部分的结构间下图氢传递过程的几种分类1、有氧氧化中以分子氧为直接受氢体的递氢过程；2、有氧氧化中以分子氧为间接受氢体的递氢过程；3、无氧氧化中有机底物转化中间产物作受氢体的递氢过程；4、无氧氧化中某些无机含氧化合物作受氢体的递氢过程1、有氧氧化中以分子氧为直接受氢体的递氢过程2、有氧氧化中以分子氧为间接受氢体的递氢过程3、无氧氧化中有机底物转化中间产物作受氢体的递氢过程4、无氧氧化中某些无机含氧化合物作受氢体的递氢过程四、耗氧有机污染物质的微生物降解耗氧有机污染物质是生物残体、排放废水和废弃物

8、中的糖类、脂肪和蛋白质等较易生物降解的有机物质。1、糖类的微生物降解降解途径：1）多糖水解成单糖2）单糖酵解成丙酮酸3）丙酮酸的转化2、脂肪的微生物降解降解途径：1）脂肪水解成脂肪酸和甘油；2）甘油的转化；3）脂肪酸的转化；1）脂肪水解成脂肪酸和甘油2）甘油的转化3）脂肪酸的转化3、蛋白质的微生物降解基本途径1）蛋白