环境污染的生物效应.ppt

q v C Bi VBCB VTCT K2CT q v C Bo 血液 组织 图1－6 生物体某一组织生物浓缩的机理模型 由此可知：生物组织中化合物的浓度不仅与该化合物在该组织中的代谢速率有关，还与进出组织的血液中的化合物浓度差成正比。 影响生物浓缩的因素 生物种的生物学特征 不同组织器官的影响 不同生育期 与性别的关系 污染物的性质 污染物浓度和作用时间 环境条件 1.5 生物对污染物在环境中行为的影响1.5.1生物污染（Biological Pollution） 环境中的病原微生物（Pathogenic Microorganism） 例如：沙门氏菌、霍乱弧菌、肠道病毒等 水体的富营养化（Eutrophication） 概念：指大量的氮磷等营养元素物质进入水体，使水中藻类等浮游生物旺盛增殖，从而破坏水体的生态平衡的现象。 不良后果： 微生物代谢产物产生的污染 硫化氢 酸性矿水 硝酸和亚硝酸 微生物毒素 指微生物在其生长、代谢过程中所产生的毒素，可污染食品和环境，危害人类健康。如黄曲霉毒素、葡萄球菌肠毒素、藻类毒素等。 成因 由黄铁矿（FeS2）氧化所产生的硫酸引起，微生物与形成酸性矿水的整个过程密切相关。当pH3.5时，铁细菌即氧化亚铁硫杆菌可催化铁的氧化，其它如氧化硫硫杆菌和氧化亚铁铁杆菌都与酸性矿水的形成密切相关。 危害 酸性矿水中最有破坏性的组分是硫酸，有直接的毒性及其他不良影响。 防治 利用碳酸钙矿石中和过量酸性矿水，但Fe(III)往往同时存在，反应后，pH上升，Fe(OH)3立即覆盖在碳酸钙矿石的表面成为不透水层，这种保护效应阻止了碳酸钙对酸的进一步中和。 酸性矿水 1.5.2 金属的生物转化 金属的毒性 影响因素：金属的浓度、金属的存在状态 例如，六价铬比三价铬毒得多；甲基汞的毒性比其他的汞化合物毒性大得多；有机锡比无机锡毒，有机锡中的烷基锡比芳香基锡毒，烷基锡中三烷基又比其他烷基锡毒。 金属的微生物转化 微生物对金属的毒性转化，主要是氧化还原和甲基化作用。 汞的转化 汞的存在形式 无机汞：零价的金属汞与一价汞盐几乎不溶;二价汞盐除了硫化汞、碘化汞外几乎均可溶解 有机汞：汞易和有机基团形成化合物，通常是以共价键连接在碳原子上形成有机汞。 汞化合物的毒性 难溶的汞——生物吸收困难，毒性很小 易溶的汞——容易吸收，毒性很强（其中甲基汞的毒性最强） 毒性体现：生物的神经系统受到伤害，神经麻痹以致引起死亡。 实例：日本的水俣湾甲基汞中毒事件就是典型的汞污染事件。这类汞中毒一般都不是通过直接饮用水被汞污染造成，而是由于甲基汞在食物链积累并由水中的鱼类向上传递给人而引起的。 汞的甲基化 汞的甲基化是由微生物形成的。 鱼类体表粘液中有许多含有甲基化辅酶的微生物，他们将无机汞转化为甲基汞，动物和人体肠道肠道中的细菌大部分也具有这种功能，因此甲基汞中毒是由微生物造成的。 汞甲基化微生物： 细 菌——甲烷菌、匙形梭菌、荧光假单胞菌、大肠埃希氏菌、产气肠杆菌、巨大芽孢杆菌 真 菌——粗糙链孢霉、黑曲霉、酿酒酵母等。 过程如下： Hg2+ Hg+ -CH3 Hg(CH3) 2 甲基化辅酶 甲基化辅酶 -CH3 -CH3 甲基汞的降解 事实上通常情况甲基汞在天然水体中的浓度十分低，这是由于不仅存在汞的甲基化，同时还存在甲基汞的降解，甲基汞可被生物还原为金属汞。 甲基汞降解微生物：柠檬酸杆菌、假单胞菌、节杆菌、 隐球菌等。 小结 生物意义：汞的甲基化与脱甲基化通常保持着一个动态的平衡，从而使环境中的甲基汞浓度维持在低水平。 但是，在有机污染严重、pH较低的环境中，容易形成和释放甲基汞，对生物的危害较大。 一方面甲基汞溶于水被鱼、贝吸收浓缩， 另一方面甲基汞还会逸出水体，进入大气，使污染扩大。 其它重金属的转化 与汞相似，重金属普遍可被微生物甲基化; 甲基化的重金属普遍毒性提高，这些金属包括砷、硒、铅、锡、镉、锑等。 重金属生物转化的环境效应: 微生物通过分泌作用或呼吸作用排出形成的有机金属化合物，是微生物具有的一种对有毒金属解毒方式；但被排出的金属化合物，可能比其原形态对高等生物具更大的危害性。 另一方面，微生物可将化合态的重金属转化还原为单质形式，这种转移方式可暂时或永久地将金属从生物接触的环境中清除出去。 思考题 污染物在环境中的迁移方式和转化途径有哪些？ 什么是生物转运和生物转化？污染物透过细胞膜的方式有哪些？有何特点？ 什么是生物浓缩、生物积累、生物放大和浓缩系数？ * ? 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）蛋白质水解成氨基酸 2）氨基酸