1、第一章第一章 污染物在生态系统中的行为污染物在生态系统中的行为第一节第一节 环境污染概述环境污染概述第二节第二节 污染物在环境中的迁移与转化污染物在环境中的迁移与转化第三节第三节 污染物在生物体内的转运与转化污染物在生物体内的转运与转化第四节第四节 污染物质的生物浓缩、积累和放大污染物质的生物浓缩、积累和放大第五节第五节 生物对污染物在环境中行为的影响生物对污染物在环境中行为的影响第一节第一节 环境污染概述环境污染概述本节将讨论以下内容：n环境污染n污染源n污染物n优先污染物一、环境污染（一、环境污染（Environmental Pollution）n什么是环境污染环境污染？环境污染主要指有害
2、物质或因子有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化扩散、迁移、转化，使环境系统结构与功能发生变化，对人类以及其他生物生存和发展产生不利影响的现象。而自然过程引起的同类现象称为自然突变或异常自然突变或异常。n环境污染的分类环境污染的分类生物污染生物污染化学污染化学污染物理污染物理污染按污染物性质按污染物性质废气污染废气污染废水污染废水污染固体废弃物污染固体废弃物污染噪声污染噪声污染辐射污染辐射污染按污染物按污染物形态形态大气污染大气污染水体污染水体污染土壤污染土壤污染按环境要素按环境要素生产污染生产污染生活污染生活污染按产生的原因按产生的原因全球性污染全球性污染区域性污染区域性污染局部
3、污染局部污染按涉及范围按涉及范围 n环境生物效应环境生物效应：指各种环境因素变化而导致生态系统变异的结果。如：恐龙灭绝n环境化学效应环境化学效应：在多种环境条件的影响下，物质之间的化学反应所引起的环境效果。如：酸雨、光化学烟雾等。n环境物理效应环境物理效应：物理作用引起的环境效果。如热岛效应、温室效应、噪声、地面沉降等。二、环境效应（二、环境效应（Environmental EffectEnvironmental Effect）环境效应环境效应：环境污染所导致的环境变化。中生代恐龙突然灭绝中生代恐龙突然灭绝酸雨酸雨臭氧（臭氧（O3）、醛、酮、酸、）、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（过氧乙酰硝酸酯（
4、PAN）光化学烟雾光化学烟雾碳氢化合物（碳氢化合物（HC）和氮氧化物（和氮氧化物（NOx）参与光化学反应过程的一次污染物一次污染物（HC、NOx）和二次污染物二次污染物（O3、醛、酮、酸、PAN）的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。热岛效应热岛效应 城市和工业区固体燃料的燃烧释放大量的热量，加上建筑群和街道的辐射热量，致使城市的气温高于周围地带，这一现象称为热岛效应。污染源污染源是指造成环境污染的污染物发生源，通常指向环境排放有害物质或对环境产生有害影响的场所、设备、装置或人体。n工业污染源n农业污染源n交通运输污染源n生活污染源自然污染源自然污染源人为污染源人为污染源污染源污染源自然
5、污染源自然污染源工业污染源工业污染源农业污染源农业污染源交通污染源交通污染源生活污染源生活污染源居民用小煤炉生活污染源生活污染源生活污水直排入河生活污染源生活污染源金家河受污染，生活污水未经处理就排放按排放污染的种类按排放污染的种类有机污染源、无机污染源、热污染源、噪声污染源、放射性污染源和同时排放多种污染物的混合污染源等。按污染的主要对象按污染的主要对象大气污染源、水体污染源和土壤污染源等；按排放污染物的空间分布方式按排放污染物的空间分布方式点污染源（集中在一点或一个可当作一点的小范围排放污染物）、面污染源（在一个大面积范围排放污染物）。污染源的其他分类污染源的其他分类四、污染物（四、污染物
6、（PollutantPollutant）污染物定义污染物定义 指进入环境后使环境的正常组成结构、状态和性质发生变化，直接或间接有害于人类的生存和发展的物质。污染物分类污染物分类 1、按污染物的来源：自然来源的污染物自然来源的污染物和人为来源的污染物人为来源的污染物。2、按受污染物影响的环境要素：大气污染物、水体污染物、土壤污染物大气污染物、水体污染物、土壤污染物等。3、按污染物的形态：气体污染物、液体污染物和固体废物气体污染物、液体污染物和固体废物。4、按污染物的性质：化学污染物、物理污染物和生物污染物化学污染物、物理污染物和生物污染物。5、按污染物在环境中物理、化学性状的变化：一次污染物和二
7、次污染物一次污染物和二次污染物。优先污染物优先污染物（Priority Pollutant）：）：指在众多的污染物中筛选出的潜在危险大的潜在危险大的作为优先研究和控制对象的污染物，亦称优先控制污染物优先控制污染物。主要针对下列污染物：有毒有机化学污染物、生物有毒有机化学污染物、生物难降解性物质、具有生物积累性、三致性的污染物。难降解性物质、具有生物积累性、三致性的污染物。n美国是最早开展优先监测的国家。早在70年代中期，就在“清洁水法”中明确规定了129种环境优先污染物种环境优先污染物，它一方面要求排放优先污染物的工厂采用最佳可利用技术，控制点源污染排放。另一方面制定环境质量标准，对各水域实施
8、优先监测。其后又提出了43种空气优先污染物名单。种空气优先污染物名单。n原苏联卫生部于1975年公布了水体中有害物质最大允许浓度，其中有机物质73种，后来又补充了30种，共103种；有机物378种，后又补充了118种，共共496种种。实施10年后公布了修改后的561种种有机污染物在水中的极限容许浓度。n联邦德国于1980年公布了120种水中有毒污染物名单，并按毒性大小分类。n日本1986年底，环境厅公布了1974-1985年间对600种优先有毒化学品环境安全性检查，其中检出率高的有毒污染物为189种。n我国在进行研究和参考国外经验的基础上也提出来首批68种化学种化学污染物污染物列为优先污染物。
9、污染物污染物无意释放（交通、无意释放（交通、火灾）火灾）废物排放（三废）废物排放（三废）故意应用（杀虫故意应用（杀虫剂、尿素）剂、尿素）思考思考：污染物是如何进入环境的，在环境中有哪些行为？第二节第二节 污染物在环境中的迁移与转化污染物在环境中的迁移与转化污染物在环污染物在环境中的迁移境中的迁移迁移方式迁移方式影响因素影响因素机械迁移机械迁移物理物理-化学迁移化学迁移生物迁移生物迁移内部因素内部因素外部因素外部因素污染物的迁移：指污染物在环境中发生的空间位置的移动及其引起的富集、分散和消失过程。内因内因：污染物自身的理化性质，包括组成该物质的元素所具有的组成化合物的能力、形成不同的电价离子的能
10、力、水解能力、形成络合物的能力和被胶体吸附的能力。外因外因：环境的酸碱条件、氧化还原条件、胶体的种类和数量、络合配位体的数量和性质。污染物的形态污染物的形态难溶态难溶态离子态离子态代换态代换态胶体胶体有机结合态有机结合态固溶胶固溶胶气溶胶气溶胶水溶胶水溶胶泡沫泡沫乳状液乳状液悬浮体悬浮体胶体溶液胶体溶液1、按污染物的化学组成和内部结构：单质和化学态2、按物理性状和结构：固体、流体和射线3、按污染物的形态和功能：污染物在环境中的转化污染物在环境中的转化污染物的转化定义：污染物的转化定义：污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变形态或转变成另一种物质的过程。转化形式：转化形式：1）物理转化：蒸
11、发、渗透、凝聚、吸附以及放射性元素的蜕变2）化学转化：氧化-还原反应、水解反应、络合反应、光化学反应3）生物转化：通过生物的吸收和代谢作用而发生的变化第三节第三节 污染物在生物体内的转运与转化污染物在生物体内的转运与转化吸收吸收分布分布呼吸系统吸收呼吸系统吸收消化管吸收消化管吸收皮肤吸收皮肤吸收植物吸收植物吸收肾脏排泄肾脏排泄胆汁排泄胆汁排泄其他排泄其他排泄排泄排泄生物转化生物转化生物转运生物转运消除消除（一）污染物通过生物膜的方式（一）污染物通过生物膜的方式 被动转运特殊转运膜泡转运一、生物转运一、生物转运1、被动转运：、被动转运：生物膜不起主动作用，不消耗细胞的代谢能量。包括简单扩散和滤过
12、作用两种方式。滤过作用ATP2、特殊转运：、特殊转运：生物膜上的载体和污染物形成可逆复合物进行转运，生物膜有主动选择性。包括主动转运和易化扩散两种形式。主动转运主动转运易化扩散易化扩散高浓度低浓度胞吞胞吞胞吐胞吐3、膜泡转运：、膜泡转运：某些大分子与颗粒性物质被包裹在囊泡中进行转运，因此称为膜泡运输。方方 式式差异差异 被动转运被动转运特殊转运特殊转运膜泡转运膜泡转运简单扩散简单扩散滤过作用滤过作用主动转运主动转运易化扩散易化扩散胞吞胞吞胞吐胞吐方向动力载体实例练一练：练一练：请以最快速度填好以下表格 方方 式式差异差异 被动转运被动转运特殊转运特殊转运膜泡转运膜泡转运简单扩散简单扩散滤过作用
13、滤过作用主动转运主动转运易化扩散易化扩散胞吞胞吞胞吐胞吐方向高 低高 低低 高高 低外 内内 外动力浓度差浓度差能量浓度差能量能量载体不需要不需要需要需要不需要不需要实例脂溶性有机化合物分子直径小于亲水性孔道直径的水溶性化合物水溶性大分子化合物葡萄糖进入红细胞颗粒状物质，液滴，白细胞吞噬病菌颗粒状物质，液滴，细胞中入侵病毒的清除（二）污染物的吸收（二）污染物的吸收 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血液的过程。吸收主要途径是呼吸管、消化管呼吸管、消化管和皮肤。和皮肤。上呼吸道：鼻、咽、喉上呼吸道：鼻、咽、喉 下呼吸道：气管、主支气管、肺内各级支气管下呼吸道：气管、主支气管、肺
14、内各级支气管喉喉1.呼吸管呼吸管吸收吸收肺泡是肺实现气体交换的结构和功能单位肺泡是肺实现气体交换的结构和功能单位呼吸膜=肺泡上皮细胞+毛细血管内皮细胞不同形态的气态污染物经呼吸系统吸收机理不同形态的气态污染物经呼吸系统吸收机理（1）2.5 m颗粒粒径颗粒粒径10 m，进入上呼吸道，进入上呼吸道，会留在鼻咽部，易通过人会留在鼻咽部，易通过人体活动排出体活动排出（2）0.5 m颗粒粒径颗粒粒径2.5 m，进入支气管，粘于粘液层并排出进入支气管，粘于粘液层并排出（3）颗粒粒径颗粒粒径0.5 m，深入肺部，部分被溶出进入体液深入肺部，部分被溶出进入体液气体和蒸汽：与呼吸膜两侧分压有关气溶胶和颗粒状物质
15、：与颗粒大小有关2.消化管吸收消化管吸收 吸收主要部位在小肠，其次是胃。小肠切片小肠切片（1）小肠很长，长约）小肠很长，长约56米米；（2）小肠内有许多皱襞和绒毛，）小肠内有许多皱襞和绒毛，增大了小肠吸收的表面积增大了小肠吸收的表面积；（3）小肠绒毛襞很薄，只由单层）小肠绒毛襞很薄，只由单层上皮细胞组成，同时含有的丰富的上皮细胞组成，同时含有的丰富的毛细血管有利于吸收。毛细血管有利于吸收。小肠是主要吸收部位的原小肠是主要吸收部位的原因？因？小肠强大的吸收功能小肠强大的吸收功能 影响影响消化管消化管吸收的因素：吸收的因素：n污染物浓度和性质npH：小肠液pH6、胃液pH2，有机弱碱在小肠中吸收比
16、胃中快；虽然有机酸在胃中比在小肠中利于吸收，但小肠吸收面积大且血流速快，因此还是小肠中吸收快。n血流速度：对于脂溶性污染物，血流速度快，机体对污染物吸收速度大；一些极性污染物，脂溶性小，扩散为限速因素，对血流速度不敏感。3.皮肤吸收皮肤吸收(2)通过汗腺、皮脂腺、和毛囊等皮肤附属器(1)污染物角质层透明层颗粒层生发层和基膜真皮污染物经皮肤吸收的两条途径：污染物经皮肤吸收的两条途径：污染物经皮肤吸收的两个不同阶段：污染物经皮肤吸收的两个不同阶段：第一阶段：穿透相：表皮第二阶段：吸收相：真皮真皮毛细血管影响皮肤吸收的因素：影响皮肤吸收的因素：污染物自身理化性质皮肤完整性化合物与皮肤接触条件4、植物
17、对污染物的吸收、植物对污染物的吸收（1）根部吸收（2）通过气孔吸收（3）植物地上部表皮渗透（三）污染物的分布（三）污染物的分布1、和血浆蛋白结合，以结合态分布2、呈游离态分布DDD、六六六、有机氯化合物沉积在脂肪组织铅有90%沉积在骨骼中结合态游离态脑毛细血管缺少一般毛细血管所具有的孔，或者这些孔既少且小。内皮细胞彼此重叠覆盖，而且连接紧密，能有效地阻止大分子物质从内皮细胞连接处通过。内皮细胞还被一层连续不断的基膜包围着。基膜之外更有许多星形胶质细胞的血管周足(终足)把脑毛细血管约85%的表面包围起来。这就形成了脑毛细血管的多层膜性结构，构成了脑组织的防护性屏障。脑毛细血管特点：脑毛细血管特点
18、：血血脑屏障脑屏障（四）污染物的排泄（四）污染物的排泄 排泄是污染物质及其代谢物质向机体外的转运过程。排泄器官有肾、肝胆、肠、肺、外分泌腺等，而以肾和肝胆为主。1 1、肾排泄、肾排泄肾小球被动滤过（肾小管重吸收）肾小管的主动转运（分泌）2、肝胆系统的胆汁排泄、肝胆系统的胆汁排泄毒物肝实质细胞胆汁肠道粪便排出或进入肝肠循环肝肠循环：脂溶性毒物被重吸收，经门静脉回到肝脏再次随胆汁分泌，形成循环，延长毒物在体内的停留时间，毒性增加。3、经呼吸道排出、经呼吸道排出 一些气体和挥发性物质：主要通过简单扩散由肺排出。非可溶性颗粒物：肺泡细支气管支气管咽部随痰咳出或进入消化道。4、其它途径排出、其它途径排出
19、 乳汁：有机碱、亲脂性有毒物 唾液、汗液、头发、指甲、月经等二、污染物质的生物转化二、污染物质的生物转化1、生物转化定义、生物转化定义 是指外源化合物进入生物有机体后在有关酶系统的催化作用下的代谢变化过程。外源化合物外源化合物生物体生物体相相反应反应相相反应反应解毒解毒毒性加剧毒性加剧酶酶外源性化合物外源性化合物一级代谢产物一级代谢产物相相反应反应结合产物结合产物相相反应反应毒害作用毒害作用排出体外排出体外2、生物转化过程、生物转化过程疏水基团亲水基团结合物质结合产物生物转化氧化还原水解结合相相反应反应相相反应反应 外源化学物排出体外3 3、生物转化、生物转化的反应类型的反应类型相相反应反应相
20、相反应反应：外源化合物在有关酶系统的催化下经由氧化、还原：外源化合物在有关酶系统的催化下经由氧化、还原或水解反应改变其化学结构形成某些活性基团（如或水解反应改变其化学结构形成某些活性基团（如-OH-OH、-SH-SH、-COOH-COOH、-NH2-NH2）或进一步使这些活性基团暴露。）或进一步使这些活性基团暴露。醛氧化反应醇氧化反应胺氧化反应氧化反应微粒体混合功能氧化酶非微粒体混合功能氧化酶脂肪族羟化芳香族羟化环氧化反应氧化性脱氨O-氧化反应S-氧化反应N-羟化反应氧化性脱烷基氧化性脱卤N-氧化反应（一）氧化反应（一）氧化反应1、微粒体混合功能氧化酶(microsomal mixed fun
21、ction oxidase，MFO)l产生产生：从内质网的碎片所得到的小型囊泡。必须将肝脏或其他组织磨碎(均质化)之后，才能得到微粒体。l分布：分布：主要存在于肝细胞内质网中l特异性低MFO组成组成：由多种酶构成的多酶系统。lCyt P450（P448)-微粒体细胞色素P-450混合功能加氧酶lNADPH（辅酶II）-还原型辅酶II细胞色素P-450还原酶lCyt b-5微粒体细胞色素b5依赖性单加氧酶lNADH（辅酶I）-还原型辅酶II细胞色素b5还原酶l环氧化物水化酶；l黄素蛋白单加氧酶（FAD)MFO催化的反应催化的反应：RH+NADPH+H+O2 ROH+H2O+NADP+底物 还原型
22、辅酶 氧化产物MFOA、脂肪族羟化、脂肪族羟化 POONCH3CH3NCH3CH3PNCH3CH3NCH3CH3OoPOONCH3CH3NCH3CH3PNCH2OHCH3NCH3CH3O八甲磷N-羟甲基八甲磷毒性增加10倍ORCH3 RCH2OHB、芳香族羟化、芳香族羟化OC6H5R RC6H4OHOC6H5R RC6H4OHO HO 苯苯 酚O HO 苯苯 酚苯胺、3，4-苯并芘、黄曲霉素均经此种方式转化C、环氧化反应、环氧化反应n脂肪族烯烃：CCClHHHOCHHOCClH氯 乙 烯环 氧 氯 乙 烯环氧氯乙烯不稳定，生物半衰期1.6min，游离态的环氧氯乙烯可以形成氯乙醛，或被水解，或与
23、谷胱甘肽结合而便于排出，或直接作用于DNA等生物大分子。n氨基上的一个H与氧结合不致癌NH2OHNH2NHOH 致癌芳香族羟化N-羟化D、N-羟化反应羟化反应a-苯胺硫醚类化合物，S原子被氧化，形成亚砜、砜 E、S-氧化反应氧化反应R-S-R R-S-R R-S-R硫醚亚砜砜OOO 这类反应在有机醚、氨基甲酸酯、有机磷与氯烃类农药中均可见到。例如，农药内吸磷农药内吸磷在体内进行此类反应，其产物亚砜型内吸磷和砜型内吸磷毒性比母体高5-10倍。伯胺类化合物，在邻近N原子的C原子上发生氧化F、氧化脱氨基反应、氧化脱氨基反应G、氧化脱卤反应、氧化脱卤反应 R-CH2X RCHO+HX R-CH2-NH
24、2R-CHO+NH3卤代烃氧化成卤代醇，不稳定，脱去卤素DDT DDE（性质稳定，无杀菌能力）2 2、非微粒体氧化非微粒体氧化(1)醇脱氢酶：存在于胞液中：RCH2OH+NAD(P)+RCHO+HAD(P)H2+(2)醛脱氢酶：存在于肝细胞线粒体和胞液中：RCHO+NAD(P)+RCOOH+HAD(P)H2+(3)胺氧化酶：主要存在于线粒体 单胺氧化酶：RCH2NH2+ORCHO+NH3+H2O 二胺氧化酶：催化二胺类氧化形成醛。（二）还原反应（二）还原反应醛还原反应醇还原反应酮还原反应还原反应微粒体还原反应非微粒体还原反应硝基还原偶氮还原还原性脱卤含S基团还原（1）硝基还原反应NO2NONH
25、OHNH2硝基苯 亚硝基苯 苯羟胺 苯胺微粒体还原微粒体还原（2）偶氮还原反应 R-N=N-R R-NH2+RNH2（3）还原性脱卤 CHCl3 CH2Cl2 1、醛类、酮类和醇类的还原反应 RCHORCH2OH醛 伯醇酮 仲醇乙醇 乙醛 醇脱氢酶非微粒体还原非微粒体还原羰基还原酶RCORRCHOHRCH3CH2OHCH3CHO2、含硫基团还原反应C2H5OC2H5OPSSCH2SOClC2H5OC2H5OPSSCH2SCl三硫磷亚砜 三硫磷杀虫剂 （三）水解反应（三）水解反应 水解酶：酯酶及酰胺酶等分布在血浆、肝、肾、肠、肌肉和神经组织中。水解反应酯类水解反应酰胺类水解反应脂肪族水解脱卤反应
26、环氧化物的水化反应1、酯类水解反应酯类水解反应 RCOOR+H2ORCOOH+ROH 有机磷农药在体内代谢的主要方式。如磷酸酯酶能使各种有机磷酸酯和硫代磷酸酯水解，生成相应的烷基磷酸及烷基硫代磷而失去毒性。2、酰胺类水解反应酰胺类水解反应 R-CO-NH-R+H2O R-COOH+RNH2 如农药乐果的水解反应3、脂肪族脂肪族水解脱卤反应水解脱卤反应：DDT水解脱卤 DDE 毒性降低、可继续转化为易排泄物，人体吸收的DDT，60%可经此途径转化。4、环氧化物的水化反应：、环氧化物的水化反应：水化反应(水合反应)：含双键或三键化合物在酶催化下与水分子结合。H2C=CH2 +H2O CH3CH2O
27、H 芳烃类和脂肪族烃类化合物 环氧化物 二氢二醇化合物O水化反应酶结合反应葡萄糖醛酸结合甲基结合氨基酸结合乙酰结合谷胱甘肽结合与硫酸结合相相反应反应相相反应反应：指具有一定极性的外源化学物与细胞内物：指具有一定极性的外源化学物与细胞内物质结合的反应。质结合的反应。相相反应（结合反应）反应（结合反应）结合反应类型结合反应类型结合物结合物异物或一级代谢产物异物或一级代谢产物葡萄糖醛酸化葡萄糖醛酸化UDPGA UDPGA（尿苷二磷酸葡萄糖醛酸尿苷二磷酸葡萄糖醛酸）酚、醇、羧酸、胺、磺胺、硫酚、醇、羧酸、胺、磺胺、硫醇醇硫酸化硫酸化PAPS PAPS（3 3-磷酸腺苷酸硫酸磷酸腺苷酸硫酸）酚、芳香胺、
28、醇酚、芳香胺、醇甲基化甲基化SAMSAM（腺苷腺苷蛋氨蛋氨酸酸）多元酚、硫醇、胺、多元酚、硫醇、胺、N-N-杂环杂环 化化合物合物乙酰化乙酰化乙酰辅酶乙酰辅酶A A胺、芳香胺、氨基、化合物胺、芳香胺、氨基、化合物甘氨酸结合甘氨酸结合甘氨酸甘氨酸羧酸羧酸谷胱甘肽结合谷胱甘肽结合谷胱甘肽谷胱甘肽卤化物、硝基化合物、环氧化卤化物、硝基化合物、环氧化物物(一一)葡糖醛酸结合葡糖醛酸结合 葡糖苷酸结合物是高度水溶性，易于从尿和胆汁排泄。葡糖苷酸结合物是高度水溶性，易于从尿和胆汁排泄。(二二)硫酸结合硫酸结合 硫酸基转移酶硫酸基转移酶外源外学物的硫酸结合物主要经尿排泄，少部分从胆外源外学物的硫酸结合物主要
29、经尿排泄，少部分从胆汁排泄。汁排泄。硫酸酯硫酸酯n乙酰基供体：乙酰乙酰基供体：乙酰CoA n芳香族胺类化合物芳香族胺类化合物 乙酰化衍生物乙酰化衍生物(三三)乙酰化作用乙酰化作用乙酰基转移酶乙酰基转移酶 与与氨基酸结合有两类毒物，即氨基酸结合有两类毒物，即羧酸羧酸和和芳香羟胺芳香羟胺。羧酸必须首先经酰基辅酶羧酸必须首先经酰基辅酶A A合成酶催化，需要合成酶催化，需要ATPATP和乙酰辅和乙酰辅酶酶A A，活化生成酰基辅酶，活化生成酰基辅酶A A硫酯，再由硫酯，再由N-N-乙酰转移酶乙酰转移酶-催化与氨基催化与氨基酸如甘氨酸、谷氨酸、牛磺酸的氨基反应，形成酰胺键。酸如甘氨酸、谷氨酸、牛磺酸的氨基
30、反应，形成酰胺键。羧酸的氨基酸结合是解毒反应。羧酸的氨基酸结合是解毒反应。(四四)氨基酸结合氨基酸结合甘氨酸酰基甘氨酸酰基转移酶转移酶+HSCoAHSCoA(五五)甲基化作用甲基化作用 甲基化反应可分为N-，O-，S-甲基化。这种结合形成的产物虽然可能比母体毒物水溶性降低，但一般都能使毒物解毒。甲基供体：S-腺苷蛋氨酸(SAM)甲基转移酶甲基转移酶(六六)谷胱甘肽结合谷胱甘肽结合n谷胱甘肽谷胱甘肽-S-转移酶（转移酶（GST）能催化能催化GSH与含有亲电子与含有亲电子C、N、S、O的化学毒物反应，生成结合物。的化学毒物反应，生成结合物。GSH结合物具结合物具有极性和水溶性，可经胆汁排泄，并可经
31、体循环转运至有极性和水溶性，可经胆汁排泄，并可经体循环转运至肾。在肾内肾。在肾内GSH结合物经一系列酶催化反应变为硫醚氨结合物经一系列酶催化反应变为硫醚氨酸衍生物，由尿排泄。酸衍生物，由尿排泄。GSH+BrHOHBrHOHHSG溴苯环氧化物结合产物 引起外源性化合物水溶性的增加，加速其排泄：引起外源性化合物水溶性的增加，加速其排泄：相反应通常仅导致水溶性少量增加，但相反应通常仅导致水溶性少量增加，但多数多数相反相反应可导致外源性化学物的水溶性显著增加应可导致外源性化学物的水溶性显著增加，易于通过易于通过肾脏经尿液或随同胆汁混入粪便排出体外；肾脏经尿液或随同胆汁混入粪便排出体外；生物转化能改变外
32、源性化学物的毒性：生物转化能改变外源性化学物的毒性：代谢解毒：代谢解毒：经生物转化大部分外源化学物的代谢产物，经生物转化大部分外源化学物的代谢产物，毒性降低，易于排出体外。毒性降低，易于排出体外。代谢活化代谢活化：经生物转化其毒性被增强的现象。生成亲：经生物转化其毒性被增强的现象。生成亲电子剂、自由基、亲核剂、氧化还原剂。电子剂、自由基、亲核剂、氧化还原剂。生物转化酶的诱导及其活性升高可加速生物转化酶的诱导及其活性升高可加速内源性化合物内源性化合物的代谢，导致机体生理功能异常。的代谢，导致机体生理功能异常。4、生物转化意义生物转化意义生物浓缩生物浓缩（Bioconcentration）：生物通
33、过非吞食方式非吞食方式，从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物,使其在生物体内的浓度超过环境中的浓度的现象。影响生物浓缩系数影响生物浓缩系数的因素的因素：KBCF=物质在生物体内浓度物质在生物体内浓度物质在环境介质中浓度物质在环境介质中浓度生物浓缩系数：生物浓缩系数：1、在物质性质方面：降解性、脂溶性、水溶性等2、在生物特征方面：种类、大小、性别、器官、生长发育阶段等3、在环境条件方面：温度、盐度、pH、氧含量等第四节第四节 污染物质的生物浓缩、积累和放大污染物质的生物浓缩、积累和放大生物积累生物积累 生物积累生物积累（Bioaccumulation）是指生物在其整个代谢活跃期通过吸收、吸附
34、、吞吸收、吸附、吞食食等各种过程，从周围环境中蓄积某些元素或难分解的化合物，以致随着生长发育，浓缩系数不断增大浓缩系数不断增大的现象。研究的意义研究的意义 生物机体对化学性质稳定的物质的积累性可作为环境环境监测的一种指标监测的一种指标，用以评价污染物对环境的影响，研究污染物在环境中的迁移转化规律。积累原则积累原则 任何机体在任何时刻，机体内某种元素或难分解化合物的浓度水平取决于摄取和消除这两个相反过程的速率，摄取量如大于消除量，就发生生物积累。蓟运河河口生态系中不同营养级生物体内汞含量01234河水水草浮游植物底栖动物浮游动物底栖动物食草性鱼类杂食性鱼类肉食性鱼类水鸟汞含量（mg/L）思考：思
35、考：下面这两个柱形图反应了什么问题，如何来解释这种现象？蓟运河河口生态系中不同营养级生物体内六六六含量02468101214河水水草浮游生物底栖动物食草性鱼类杂食性鱼类肉食性鱼类水鸟含量（mg/L）生物放大生物放大（Biomagnification）同一食物链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，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象。生物放大的产生生物放大的产生 生态系统食物链的物质流动原理。1ppm=1mg/kg=1mg/L第五节第五节 生物对污染物在环境中行为的影响生物对污染物在环境中行为的影响生物污染生物污染（Biological Pollutio
36、n）对人和生物有害的微生物、寄生虫等病原体和变应原等污染水、气、土壤和食品,影响生物产量和质量,危害人类健康,这种污染称为生物污染。微生物污染微生物污染空气中微生物污染空气中微生物污染水中微生物污染水中微生物污染土壤中微生物污染土壤中微生物污染植物污染植物污染动物污染动物污染生物污染生物污染非典：非典：严重急性呼吸综合征（Severe Acute Respiratory Syndromes）又称传染性非典型肺炎，简称SARS一、环境中的病原微生物一、环境中的病原微生物密切接触密切接触是主要传播途径。以近距离飞沫传播和直接接触呼吸道分泌物、体液传播多见。气溶胶传播气溶胶传播，即通过空气污染物气溶
37、胶颗粒这一载体在空气中作中距离传播，是经空气传播的另一种方式，严重流行疫区的医院和个别社区爆发即通过该途径传播。非典期间，儿子在母亲节去探望被隔离的当护士的母亲上海甲肝大流行，发生于1988年春季的上海市，主要由市民食用受到甲肝病毒污染的毛蚶引起，此次疫情共造成超过30万人感染和31人死亡。甲型肝炎病毒甲型肝炎病毒(Hapatitis A virus,HAV)软体动物门（Mollusca）双壳纲(Bivalvia)列齿目(Taxodonta)蚶科(Arcidae)毛蚶属海产经济贝类。沙门氏菌属(Salmonella)2013年10月11日美国媒体报道，美国加州三地生产的生鸡肉最近引发沙门氏菌感
38、染，18个州至少已有278人因此染病。2012年10月21日西双版纳傣族自治州民族中学389人聚集性腹泻定性为沙门氏菌感染引起的聚集性腹泻事件。2013年6月13日，四川眉山映天学校386人由沙门氏菌污染食品引起的感染性腹泻。霍乱弧菌（V.cholera）是人类霍乱的病原体,霍乱是一种古老且流行广泛的烈性传染病之一。曾在世界上引起多次大流行，主要表现为剧烈的呕吐，腹泻，失水，死亡率甚高。二、微生物代谢产物与环境污染二、微生物代谢产物与环境污染硫化氢（硫化氢（H2S）酸性矿井水酸性矿井水硝酸和亚硝酸硝酸和亚硝酸微生物毒素微生物毒素硫酸盐硫酸盐硫化氢（硫化氢（H2S）反硫化细菌反硫化细菌厌氧菌厌氧
39、菌1、硫化氢（、硫化氢（H2S）2013年6月15日内江市威远县连界镇车站附近一小区内，由该小区某一栋楼居民花钱请来清理下水道的五名工人，一名工人进入化粪池后，一直不见出来，其余4名工人先后进入化粪池救人，但5人不幸遇难，初步调查他们系沼气中毒。有机硫化物有机硫化物2、煤矿酸性矿井水、煤矿酸性矿井水(Acid mine Water)硫化物矿物（硫化物矿物（FeS2）和有机硫和有机硫酸性矿酸性矿井水井水化学氧化化学氧化耐酸细菌（硫耐酸细菌（硫杆菌）杆菌）氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,T.f)硝酸盐还原菌硝酸盐还原菌亚硝化菌亚硝化菌 硝化菌硝化菌反反硝化需要厌
40、氧环境，需有机物作为碳源；硝化需要厌氧环境，需有机物作为碳源；pH一般为中一般为中性至微碱性。性至微碱性。3、硝酸和亚硝酸、硝酸和亚硝酸硝化作用硝化作用硝化分为两个阶段：硝化分为两个阶段：2NH3+3O2 2H+2NO2-+2H2O+能量能量 2NO2-+O2 2NO3-+能量能量 硝化菌和亚硝化菌均为化能自氧细菌，对硝化菌和亚硝化菌均为化能自氧细菌，对pH高度敏感。高度敏感。最适生长最适生长pH:亚硝化菌为亚硝化菌为79，硝化菌为，硝化菌为58。当环境当环境pH高于高于9.5时，硝化菌受抑制，亚硝化菌仍能活时，硝化菌受抑制，亚硝化菌仍能活动，环境中因此会积累有毒的亚硝酸盐。动，环境中因此会积
41、累有毒的亚硝酸盐。亚硝化菌亚硝化菌 硝化菌硝化菌氮肥氮肥硝酸根硝酸根水水婴儿婴儿高铁血红蛋白症高铁血红蛋白症胃内酸胃内酸度低度低硝酸盐还原菌硝酸盐还原菌亚硝酸亚硝酸亚铁变高铁亚铁变高铁婴儿高铁血红蛋白症成因4、微生物毒素、微生物毒素霉菌霉菌细菌细菌黄曲霉毒素黄曲霉毒素岛状毒素和岛状毒素和leuteoskyrin毒素毒素肉毒毒素肉毒毒素葡萄球菌肠毒素葡萄球菌肠毒素藻类毒素藻类毒素微生物毒素微生物毒素 微生物毒素是指微生物在其生长、代谢过程中所产生的毒素。细菌、放线菌、真菌和藻类细菌、放线菌、真菌和藻类中都有一些产生毒素的种类，由于微生物毒素污染食品和环境，危害人类健康，近年来受到人们的高度重视。
42、黄曲霉毒素（AFT）是一组代谢产物，已确定结构的有17种，其中B1毒性最大。黄曲霉毒素是主要由黄曲霉和寄生曲霉产生的次生代谢产物，极耐高温，加热至280度以上才开始分解。黄曲霉毒素（黄曲霉毒素（AFT）黄曲霉毒素B1 肉毒毒素是肉毒杆菌产生的含有高分子蛋白的神经毒素神经毒素，是目前已知在天然毒素和合成毒剂中毒性最强烈的生物毒素，它主要抑制神经末梢释放乙酰胆碱抑制神经末梢释放乙酰胆碱，引起肌肉松弛麻痹，特别是呼吸肌麻痹是致死的主要原因。肉毒毒素（Botulinum Toxin，AX）金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus Rosenbach)是人类的一种重要病原菌，隶属于葡萄
43、球菌属（Staphylococcus），可引起多种严重感染。金黄色葡萄球菌产生的肠毒素很稳定，不易被破坏。金葡菌可产生A、B、C、D、E、F等多种肠毒素。葡萄球菌肠毒素 2009年9月3日，柳州地区民族高中部分师生及周边居民50多人食物（米粉）中毒事件的“罪魁祸首”已经确定，致病菌为金黄色葡萄球菌。2000年 日本雪印公司奶粉、低脂肪牛奶、酸奶等3种牛奶制品被查出金黄色葡萄球菌毒素，造成1.5万名消费者中毒，所有产品被迫全部召回。某些种系的藻类为了生存会产生一些使食藻动物拒食或毒化的有毒次级代谢物化学毒素。含有毒素的藻类通过食物链毒化海洋鱼、贝类，人类食用染毒的贝类可发生食物中毒或死亡。与有害赤潮相关的赤潮藻毒素(贝毒素)中毒主要有五大类：麻痹性贝毒中毒腹泻性贝毒中毒神经性贝毒中毒记忆丧失性贝毒中毒西加鱼毒中毒藻类毒素水华蓝藻（微囊藻属、鱼腥藻属）赤潮甲藻（石房蛤毒素）
