生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程及毒性

第1頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式生物膜的結(jié)構(gòu)(ConstitutionofBiologicalMembrane)生物膜主要是磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)鑲嵌組成的。第2頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式1、膜孔濾過(guò)2、被動(dòng)擴(kuò)散

3、被動(dòng)易化擴(kuò)散

4、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

5、胞吞和胞飲呈現(xiàn)特異性選擇；是正常的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其代謝產(chǎn)物通過(guò)生物膜的主要方式。大多數(shù)物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式。具體以何種方式通過(guò)生物膜，主要取決于機(jī)體各組織生物膜的特性和物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)。第3頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)污染物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)

(TransportofPollutantinBodies)污染物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程包括吸收、分布、排泄和生物轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)運(yùn)吸收(主要途徑:消化管,呼吸道,皮膚)分布(受膜通透性,組織血流速度決定)排泄(主要途徑:腎,肝,膽,腸,肺,外分泌腺等)消除排泄(主要途徑:腎,肝,膽,腸,肺,外分泌腺等)轉(zhuǎn)化蓄積第4頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)污染物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)

(TransportofPollutantinBodies)吸收(Adsorption)吸收是污染物質(zhì)從機(jī)體外，通過(guò)各種途徑通透體膜進(jìn)入血液的過(guò)程。消化管是吸收污染物質(zhì)最主要的途徑；呼吸管是吸收大氣污染物的主要途徑；皮膚吸收是不少污染物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體的途徑；分布(Distribution)分布是指污染物質(zhì)被吸收后或其代謝轉(zhuǎn)化物質(zhì)形成后，由血液轉(zhuǎn)送至機(jī)體各組織；與組織成分結(jié)合；從組織返回血液；以及再反復(fù)等過(guò)程。第5頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)污染物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)

(TransportofPollutantinBodies)排泄(Excretion)

排泄是污染物質(zhì)及其代謝物質(zhì)向機(jī)體外的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。排泄器官以腎和肝膽為主。1、腎排泄(RenalExcretion)2、肝膽系統(tǒng)的膽汁排泄(BiliaryExcretion)3、腸道排泄(EnterohepaticExcretion)蓄積

(Accumulation)

機(jī)體長(zhǎng)期接觸某污染物質(zhì)，若吸收超過(guò)排泄及其代謝轉(zhuǎn)化，則會(huì)出現(xiàn)該污染物質(zhì)在體內(nèi)逐增的現(xiàn)象，稱為生物蓄積。污染物的蓄積部位和毒性作用部位不一定相同。有些污染物由膽汁排泄，在腸道運(yùn)行中又重新被吸收，該現(xiàn)象稱為腸肝循環(huán)。能進(jìn)行腸肝循環(huán)的污染物，呈高脂溶性，通常在體內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)。如DDT在脂肪組織中蓄積，而毒性作用部位是神經(jīng)系統(tǒng)及其他臟器。鉛集中于骨骼，而毒性作用部位在造血系統(tǒng)，神經(jīng)系統(tǒng)及胃腸系統(tǒng)。第6頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累生物富集(BiologicalConcentration)

生物通過(guò)非吞食方式，從周圍環(huán)境蓄積某種元素或難降解的物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過(guò)周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。生物濃縮系數(shù)(BioconcentrationFactor)

：影響B(tài)CF的因素物質(zhì)性質(zhì)：降解性、脂溶性、水溶性等生物特征：種類、大小、性別、器官、生長(zhǎng)發(fā)育階段等環(huán)境條件：溫度、鹽度、pH、氧含量等第7頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累水生生物富集速率方程為：生物濃縮系數(shù)：了解第8頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累生物放大(Biomagnification)同一食物鏈上的高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物，通過(guò)吞食低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物富集某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)的濃度隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)提高而增大的現(xiàn)象。生物放大并不是在所有條件下都能發(fā)生生物積累

(BioaccumulationProcess)生物從周圍環(huán)境和食物鏈蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體中的濃度超過(guò)周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。在北極地區(qū)地衣北美馴鹿狼的食物鏈上，明顯存在著Cs生物放大現(xiàn)象。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道：有些物質(zhì)只能沿食物鏈傳遞，不能沿食物鏈放大；有些物質(zhì)既不能沿食物鏈傳遞，也不能放大。第9頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)1、生物轉(zhuǎn)化中的酶；4、耗氧有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解；7、氮及硫的微生物轉(zhuǎn)化；主要內(nèi)容2、若干重要輔酶的功能；3、生物氧化過(guò)程中的氫傳遞過(guò)程；6、有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解；5、有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型；8、重金屬元素的微生物轉(zhuǎn)化；第10頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)一、生物轉(zhuǎn)化中的酶(EnzymeinBiotransformation)酶(Enzyme)：一類由細(xì)胞制造和分泌的、以蛋白質(zhì)為主要成分的、具有催化活性的生物催化劑。酶催化作用的特點(diǎn)：1、催化專一性高2、酶催化效率高3、酶催化需要溫和的外界條件第11頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)一、生物轉(zhuǎn)化中的酶(EnzymeinBiotransformation)催化作用的場(chǎng)所催化反應(yīng)的類型成分酶的分類胞外酶胞內(nèi)酶氧化還原酶水解酶裂解酶異構(gòu)酶合成酶轉(zhuǎn)移酶單成分酶雙成分酶（酶蛋白+輔酶）在雙成分酶催化反應(yīng)時(shí)，一般是輔酶起著傳遞電子、原子或某些化學(xué)集團(tuán)的功能，酶蛋白起著決定催化專一性和催化高效率的功能。因此，只有雙成分酶的整體才具有酶的催化活性。第12頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)二、若干重要輔酶的功能(EffectofSomeImportantCoenzyme)1、FMN和FAD2、NAD+和NADP+3、輔酶Q4、細(xì)胞色素酶系的輔酶5、輔酶A第13頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月FMN（黃素單核苷酸）FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）FMN、FAD是氧化還原酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中具有傳遞氫原子的功能。第14頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月NAD+煙酰胺腺嘌呤二核苷酸第15頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月NADP+煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸第16頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)3.輔酶Q，簡(jiǎn)寫CoQ，是某些氧化還原酶的輔酶。FMN和FAD、NAD+和NADP+、輔酶Q的作用均是在酶促反應(yīng)中擔(dān)任遞氫的任務(wù)。

如：第17頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)4.細(xì)胞色素酶系的輔酶主要有細(xì)胞色素b、c1、c、a和a3等幾種，在反應(yīng)中擔(dān)當(dāng)傳遞電子的作用。輔酶A是一種轉(zhuǎn)移酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中起著傳遞?；淖饔玫?8頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)三、生物氧化中的氫傳遞過(guò)程(HydrogenTransforProcessinBiologicalOxidation)生物氧化(BiologicalOxidation

):指有機(jī)物質(zhì)在機(jī)體細(xì)胞內(nèi)的氧化，并伴隨有能量的釋放。放出的能量主要通過(guò)二磷酸腺苷與正磷酸合成三磷酸腺苷而被暫時(shí)存放。腺苷部分第19頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)氫傳遞過(guò)程的幾種分類1、有氧氧化中以分子氧為直接受氫體的遞氫過(guò)程；2、有氧氧化中以分子氧為間接受氫體的遞氫過(guò)程；3、無(wú)氧氧化中有機(jī)底物轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)物作受氫體的遞氫過(guò)程；4、無(wú)氧氧化中某些無(wú)機(jī)含氧化合物作受氫體的遞氫過(guò)程第20頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)1、有氧氧化中以分子氧為直接受氫體的遞氫過(guò)程該過(guò)程只有一種酶作用于有機(jī)底物。第21頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)2、有氧氧化中以分子氧為間接受氫體的遞氫過(guò)程該過(guò)程有幾種酶共同發(fā)揮作用第22頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)3、無(wú)氧氧化中有機(jī)底物轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)物作受氫體的遞氫過(guò)程酵母菌乳酸菌第23頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)4、無(wú)氧氧化中某些無(wú)機(jī)含氧化合物作受氫體的遞氫過(guò)程第24頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)耗氧有機(jī)污染物質(zhì)(Oxygen-ConsumingOrganicPollutant):是生物殘?bào)w、排放廢水和廢棄物中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等較易生物降解的有機(jī)物質(zhì)。生物降解(Biodegradation)：有機(jī)物質(zhì)通過(guò)生物氧化以及其他的生物轉(zhuǎn)化，可以變成更小、更簡(jiǎn)單的分子過(guò)程。四、耗氧有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解(MicrobialDegradation

ofOxygen-ConsumingOrganicPollutant)第25頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)1、糖類的微生物降解(MicrobialDegradation

ofCarbohydrate)1）多糖水解成單糖2）單糖酵解成丙酮酸3）丙酮酸的轉(zhuǎn)化糖類通過(guò)微生物作用，有氧條件下完全氧化為CO2和H2O，降解徹底；無(wú)氧條件下不完全氧化為有機(jī)酸、醇及CO2等，降解不徹底，同時(shí)引起體系pH的下降。第26頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)2、脂肪的微生物降解(MicrobialDegradationofFat)1）脂肪水解成脂肪酸和甘油2）甘油的轉(zhuǎn)化丙酮酸丙酮酸的轉(zhuǎn)化3）脂肪酸的轉(zhuǎn)化有氧氧化無(wú)氧氧化?-氧化TCA循環(huán)脂肪通過(guò)微生物作用，有氧條件下完全氧化為CO2和H2O，降解徹底；無(wú)氧條件下不完全氧化為有機(jī)酸、醇及CO2等，降解不徹底。第27頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)3、蛋白質(zhì)的微生物降解(MicrobialDegradationofProtein)1）蛋白質(zhì)水解成氨基酸2）氨基酸脫氨成脂肪酸3）脂肪酸的轉(zhuǎn)化4、甲烷發(fā)酵糖類蛋白質(zhì)脂肪乙酸甲酸氫氣CO2無(wú)氧氧化有機(jī)酸醇產(chǎn)氫菌產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)甲烷菌第28頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)

五、有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型

(TypesofBiotransformationofToxicOrganicPollutant)1、耗氧反應(yīng)2、還原反應(yīng)3、水解反應(yīng)4、結(jié)合反應(yīng)一方面使有機(jī)毒物水溶性和極性增加易于排除體外；另一方面會(huì)改變有機(jī)毒物的毒性：減小或增大。第29頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

——有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型

1）混合功能氧化酶加氧氧化

2）脫氫酶脫氫氧化

3）氧化酶氧化1、耗氧反應(yīng)類型第30頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

——有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型1）混合功能氧化酶加氧氧化類型利用細(xì)胞內(nèi)分子氧，將其中的一個(gè)氧原子與有機(jī)底物結(jié)合，使之氧化；而使另一個(gè)氧原子與氫原子結(jié)合形成水。第31頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

——有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型混合功能氧化酶的專一性較差，能催化許多有機(jī)毒物氧化碳雙鍵環(huán)氧化碳羥基化第32頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

——有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型氧脫烴硫脫烴、硫-氧化及脫硫第33頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

——有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型氮脫烴、氮氧化及脫氮第34頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

——有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型2）脫氫酶脫氫氧化類型醇氧化成醛：醇氧化成酮：醛氧化成羧基：3）氧化酶氧化（OxidationofOxidationase）氧化酶是伴隨有氫原子或電子轉(zhuǎn)移，以分子氧為直接受氫體的酶類。例如：第35頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

——有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型2、還原反應(yīng)類型1）可逆脫氫酶加氫還原2）硝基還原酶還原3）偶氮還原酶還原4）還原脫氯酶還原第36頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

——有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型3、水解反應(yīng)類型1）羧酸酯酶使脂肪簇脂水解2）芳香酯酶使芳香簇脂水解第37頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

——有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型3、水解反應(yīng)類型3）磷酯酶使磷酸酯水解4）酰胺酶使酰胺水解HNCOCH3第38頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

——有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型4、若干重要結(jié)合反應(yīng)類型（自學(xué)）

1）葡萄糖醛酸結(jié)合

2）硫酸結(jié)合

3）谷胱甘肽結(jié)合第39頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)六、有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解

(MicrobialDegradationofToxicOrganicPollutants)1、烴類(Hydrocarbons)

2、農(nóng)藥的降解

(DegradationofPesticides)1）烷烴的微生物降解2）烯烴的微生物降解3）苯及苯系物的微生物降解第40頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解1）正烷烴的降解烷烴醇醛酸CO2+H2O第41頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解2）烯烴的微生物降解途徑第42頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解3）苯的微生物降解途徑第43頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解烴類化合物微生物降解難易程度比較1、烯烴最易降解，烷烴次之，芳烴較難，多環(huán)芳烴更難，脂環(huán)烴最為困難。2、在烷烴中，正構(gòu)烷烴比異構(gòu)烷烴容易降解，直鏈烷烴比支鏈烷烴容易降解。3、在芳香類中，苯的降解要比烷基苯類及多環(huán)化合物困難。第44頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解1）苯氧乙酸的降解2、農(nóng)藥的降解

(DegradationofPesticides)第45頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解2）對(duì)硫磷的可能降解途徑2、農(nóng)藥的降解

(DegradationofPesticides)對(duì)硫磷對(duì)氧磷Ⅰ氧化Ⅲ還原：硝基變氨基Ⅱ水解第46頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解3）DDT的降解2、農(nóng)藥的降解(DegradationofPesticides)第47頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)七、氮及硫的微生物轉(zhuǎn)化1、氮的微生物轉(zhuǎn)化

1）氮的主要形態(tài)：（1）分子氮（2）生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸等有機(jī)氮化合物，以及生物殘?bào)w變成的各種有機(jī)氮化合物（3）銨鹽、硝酸鹽等無(wú)機(jī)氮化合物同化、氨化、硝化、反硝化、固氮的概念第48頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—氮的微生物轉(zhuǎn)化同化：綠色植物和微生物吸收硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，組成機(jī)體中蛋白質(zhì)、核酸等含氮有機(jī)物質(zhì)的過(guò)程。氨化(Ammoniation)：生物殘?bào)w中的有機(jī)氮化合物，經(jīng)微生物分解成氨態(tài)氮的過(guò)程。硝化(Nitrification)：氨在有氧條件下通過(guò)微生物作用,氧化成硝酸鹽的過(guò)程。第49頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—氮的微生物轉(zhuǎn)化2）反硝化(Denitrification)

硝酸鹽在厭氧條件下，通過(guò)微生物作用而還原的過(guò)程。（1）硝酸鹽還原成亞硝酸（2）硝酸鹽還原成氮?dú)猓?）硝酸鹽還原成亞硝酸鹽和氨第50頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—氮的微生物轉(zhuǎn)化傳統(tǒng)水處理理論認(rèn)為：氨氮的去除是通過(guò)硝化和反硝化兩個(gè)相互獨(dú)立的過(guò)程實(shí)現(xiàn)的，由于對(duì)環(huán)境條件的要求不同，這兩個(gè)過(guò)程不能同時(shí)發(fā)生，而只能序列式進(jìn)行，即硝化反應(yīng)發(fā)生在好氧條件下，反硝化反應(yīng)則發(fā)生在嚴(yán)格的缺氧或厭氧條件下。在這種理論指導(dǎo)下，傳統(tǒng)的生物脫氮工藝都是將缺氧區(qū)(或厭氧區(qū))與好氧區(qū)分隔開(kāi)，如A/O系統(tǒng)。在好氧區(qū)供氧充足，氨氮被硝化菌群氧化成硝酸鹽氮，然后混合液進(jìn)入缺氧段；在缺氧條件下，反硝化菌利用硝酸鹽氮和原污水中的有機(jī)物完成反硝化過(guò)程，達(dá)到脫氮的目的。第51頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—氮的微生物轉(zhuǎn)化固氮(NitrogenFixation)：通過(guò)微生物的作用把分子氮轉(zhuǎn)化為氨的過(guò)程。生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用氮素是農(nóng)作物從土壤中吸收的一種大量元素，土壤每年因此要失去大量的氮素。土壤可以通過(guò)兩條途徑獲得氮素：一條是含氮肥料；另一條是生物固氮：豆科植物。好氧根瘤菌第52頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)七、氮及硫的微生物轉(zhuǎn)化2、硫的微生物轉(zhuǎn)化

硫化：微生物（硫桿菌和硫磺菌）作用下，S、H2S生成H2SO4的過(guò)程。反硫化：SO42-、SO32-在微生物（脫硫弧菌）作用下，還原生成H2S的過(guò)程。由于海水中硫酸鹽濃度較高，所以由硫酸鹽經(jīng)細(xì)菌作用還原為硫化氫，是海水硫化氫的主要來(lái)源。第53頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

(BiotransformationofPollutedMatter)汞(Mercury)八、重金屬元素的微生物轉(zhuǎn)化(MicrobialTransformation

ofHeavyMetal)汞的環(huán)境化學(xué)行為：（1）汞及其化合物有較大揮發(fā)性（2）膠體對(duì)汞有強(qiáng)烈的吸附作用（3）汞的甲基化汞的三種價(jià)態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化第54頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—汞的微生物轉(zhuǎn)化汞的生物甲基化(Methylation)：在好氧或厭氧條件下，水體底質(zhì)中某些微生物能使二價(jià)無(wú)機(jī)汞鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榧谆投谆倪^(guò)程。—第55頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—汞的微生物轉(zhuǎn)化汞的生物甲基化途徑第56頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—汞的微生物轉(zhuǎn)化汞的生物去甲基化

在抗汞微生物的作用下，甲基汞或無(wú)機(jī)汞轉(zhuǎn)化為單質(zhì)汞的過(guò)程。常見(jiàn)的抗汞微生物是假單胞菌屬。第57頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—砷的微生物轉(zhuǎn)化砷的存在形態(tài)

As(Ⅴ)、As(Ⅲ)、CH3AsO(OH)2

、(CH3)2AsO(OH)、(CH3)3AsO、(CH3)3As、砷膽堿[(CH3)2As+CH2CH2OH]、砷甜菜堿[(CH3)2As+CH2COO-]、砷糖等。各形態(tài)砷的毒性As2O3?

CH3AsO(OH)2≈(CH3)2AsO(OH)>(CH3)3AsO≈(CH3)2As+CH2COO-高毒毒毒無(wú)毒無(wú)毒毒性以As(Ⅲ)最大，As(Ⅴ)次之，甲基化合物再次之，大致呈現(xiàn)砷化物甲基數(shù)遞增毒性遞減的規(guī)律，但是典型的例外是(CH3)3As具有高毒性。第58頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—砷的微生物轉(zhuǎn)化砷的微生物甲基化

甲基供體是相應(yīng)轉(zhuǎn)移酶的輔酶S-腺苷甲硫氨酸，起傳遞CH3+的作用。CH3+先進(jìn)攻由砷酸鹽還原得到的亞砷酸鹽中的砷，取得其外層獨(dú)對(duì)電子，CH3-以與之結(jié)合，形成砷為五價(jià)的一甲基砷酸鹽，并以此類推?；就緩饺缦拢旱?9頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—鐵的微生物轉(zhuǎn)化鐵細(xì)菌引起的酸性礦水問(wèn)題鐵細(xì)菌上述三式聯(lián)合構(gòu)成由鐵細(xì)菌發(fā)揮重大作用的溶解黃鐵礦的循環(huán)問(wèn)題，生成大量硫酸，加劇了礦水的酸化，造成嚴(yán)重污染問(wèn)題。第60頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)污染物質(zhì)的毒性

(ToxicityofPollutant)一、毒物(Toxicant)毒物是進(jìn)入生物機(jī)體后能使體液和組織發(fā)生生物化學(xué)的變化，干擾或破壞機(jī)體的正常生理功能，并引起暫時(shí)性或持久性的病理?yè)p害，甚至危及生命的物質(zhì)。毒物與非毒物之間并不存在絕對(duì)的界限二、毒物的毒性(ToxicityofToxicant)

影響毒物毒性的因素：毒物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)毒物所處的基體因素機(jī)體暴露于毒物的狀況生物因素生物所處的環(huán)境第61頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月效應(yīng)：毒理學(xué)把毒物劑量（濃度）與引起個(gè)體生理學(xué)的變化，如腦電、心電、血象、免疫功能、酶活性等的變化稱為效應(yīng)。反應(yīng)：把引起群體的變化，如腫瘤或其他損害的發(fā)生率、死亡率等變化稱為反應(yīng)。S型第五節(jié)污染物質(zhì)的毒性

(ToxicityofPollutant)第62頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—毒物的毒性毒作用的分類急性(Acute)慢性(Chronic)亞急（慢）性(Sub-acute)半數(shù)有效劑量（ED50，medianeffectivedose）半數(shù)有效濃度（EC50，medianeffectiveconcentration)半數(shù)致死劑量（LD50，medianlethaldose)半數(shù)致死濃度（LC50

，medianlethalconcentration)閾值量（濃度）最高允許量（濃度）在長(zhǎng)期暴露毒物下，引起機(jī)體受損害的最低劑量（濃度）在長(zhǎng)期暴露毒物下，不引起機(jī)體受損害的最高劑量（濃度）第63頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、毒物的聯(lián)合作用(Complex-ActionofToxicant)協(xié)同作用

(Synergism)相加作用

(AdditiveEffect)獨(dú)立作用(IndependentEffect)

拮抗作用

(Antagonism)

M>M1+M2

M=M1+M2

M<M1+M2

M=M1+M2(1-M1)第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—毒物的毒性第64頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

—毒物的毒性四、毒作用的過(guò)程(Pr