环境生物学第3章.pptVIP

环境生物学Enviromental biology 第三章 污染物在生态系统中的行为 第三章 污染物在生态系统中的行为 第三章 污染物在生态系统中的行为 第一节 生物对污染物的吸收—— 吸附 细胞的基本结构 污染物通过细胞膜的过程主要有三种方式： 扩散不需要能量，因此物质的运输只能从高浓度到低浓度 污染物扩散出入细胞的量在少数情况下并不相等。（如：五氯苯酚进入后变为带电的五氯苯酚盐，不再以扩散的方式输送到细胞膜外）。 污染物通过细胞膜的过程主要有三种方式： 污染物通过细胞膜的过程主要有三种方式： 2 植物的吸收 2 植物的吸收—— 2.2 根 root 3 动物的吸收——呼吸道 3.2 消化道 3.2 消化道 3 动物的吸收(消化道）——水生动物 3 动物的吸收(消化道）——水生动物 3.3 皮肤 4 微生物 第二节 生物对污染物的转化和排出 1 生物转化（biotransformation） 2 生物对污染物的排出 2.2 污染物的排出与污染物的性质有很大关系 2.3 污染物从生物体个体排出过程的定量分析 2.3 污染物从生物体个体排出过程的定量分析 2.3 污染物从生物体个体排出过程的定量分析 第三节 生物对污染物的积累 1 积累的生物过程 1 积累的生物过程 2 结合污染物的生物大分子 2 结合污染物的生物大分子 2 结合污染物的生物大分子 3 体内运输 3 体内运输 ?4 污染物在生物体内的分布 5 超量积累植物（hyperaccumulatoer） 第四节 影响污染物在生态系统中行为的因素 第四节 影响污染物在生态系统中行为的因素 ? 1.1 生物种类的差异性——植物 ? 1.2 组织和器官差异性 ? 1.2 组织和器官差异性 ? 1.2 组织和器官差异性——植物 ? 1.3 发育期和年龄 ? 1.4 性别 1.5 生物对污染物的吸收途径? 1.5 生物对污染物的吸收途径? 2 污染物因素 2） 理化性质的影响： 2.2 污染物的存在状态 2.2 污染物的存在状态 2. 3 浓度和暴露时间 2.4 污染物的相互作用 3 环境因素 3 环境因素 3.2 环境介质——水分 3.2 环境介质—— 土壤 3.3 根际环境 第五节 生物放大 第五节 生物放大 第五节 生物放大 污染物在生物体内的积累是吸收、转化以及排出过程的综合结果。 最简单的基于速率常数的积累模型可简单的表示为： dC/dt= kuC1-keC 其中，C1是环境中污染物的浓度，C是生物体内的浓度， ku是吸收常数（h-1）,ke是排出常数（h-1）. 积分可得到： Ct=C1(ku/ke)(1-e-ket) 根据公式可以预测生物体内任一时刻污染物的积累浓度。 在暴露初期机体内的污染物浓度逐渐提高，吸收作用（U, uptake）大于排出作用（E，elimination），直到达到一个平衡(U=E)，此时机体内污染物浓度达到最大，并且处于一个稳定状态。此时机体内的污染物浓度定义为Css(C at steady state)，此时(1-e-ket)接近于1，可以得到下列关系式： Css/C1=ku/ke. ku/ke：生物积累因子（bioaccumulation factor, BAF）. 如果外界环境是水体，则ku/ke称为浓缩因子（BCF, bioconcentration factor） 进入生物体内的污染物同生物大分子结合，而使得毒性降低或减少的方式，称为污染物的规避（sequestration） 在生物体内，能和污染物进行结合的主要有以下几大类物质： 2.1 蛋白质和氨基酸—— 主要吸收物质 A: 含氮物质具有大量的羧基、氨基和一些巯基基团，这些基团是重金属和某些农药相结合的位点； B 蛋白质中含有的酸性氨基酸往往比碱性氨基酸多，等电点接近于5，在中性环境下往往呈阴离子状态，易和金属阳离子结合; C 游离的氨基酸含有羧基、氨基和巯基等，也能与金属结核形成复杂的金属螯合物。 能与重金属结合的蛋白质中，最重要的是金属硫蛋白及类金属硫蛋白。 富含半胱氨酸肠蛋白质（cysteine-rich intestinal protein,）与类金属硫蛋白（metallothionein）共同调节哺乳动物吸收Zn的过程。 CRIP哺乳动物肠上皮细胞中Zn的运输蛋白。 2.2 糖类物质 由于某些糖类的分子结构中含有醛基（如葡萄糖）、半缩醛羟基（如乳糖、麦芽糖等），这些基团在还原性的环境中，能使重金属离子还原并结合形成不溶性化合物而沉积在体内。