【正文】 物在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn) (吸收、分布和排泄 )過(guò)程，均需通過(guò)各種生物膜屏障才能進(jìn)出細(xì)胞、組織和機(jī)體。 ? 化學(xué)物的毒性大小和部位，與在體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄過(guò)程有密切關(guān)系。 ? 化學(xué)物的吸收、分布和排泄具有類似的機(jī)理，均是反復(fù)通過(guò)生物膜的過(guò)程，統(tǒng)稱為生物轉(zhuǎn)運(yùn)(biotransport)。 ? （ 三 ） 生物轉(zhuǎn)化和生物降解 指污染物通過(guò)生物的吸收和代謝作用而發(fā)生的變化 。 2） 在水體中的化學(xué)轉(zhuǎn)化 ， 污染物的轉(zhuǎn)化主要是 氧化 還原反應(yīng)和絡(luò)合水解 反應(yīng) 。 ? 物理轉(zhuǎn)化與污染物遷移兩者之間存在的伴隨 關(guān)系較為密切 . ? （ 二 ） 化學(xué)轉(zhuǎn)化作用 指污染物通過(guò)各種化學(xué)反應(yīng)過(guò)程發(fā)生的轉(zhuǎn)化 ，如氧化 還原反應(yīng) 、 水解反應(yīng) 、 絡(luò)合反應(yīng) 、 光化學(xué)反應(yīng)等 。 ? 化學(xué)轉(zhuǎn)化 。 ? 污染物的轉(zhuǎn)化過(guò)程取決于 ? 污染物理化性質(zhì) 和 環(huán)境條件 。 環(huán)境污染物的遷移 — 生物放大 ? 生物濃縮、生物蓄積和生物放大 的程度，都用來(lái)自環(huán)境的元素或難分解的化合物的濃縮系數(shù)表示，但卻是三個(gè)不同的概念。生物放大系數(shù) (BMF)表示生物放大的程度： B M F ? 較 高 營(yíng) 養(yǎng) 級(jí) 生 物 體 內(nèi) 污 染 物 的 濃 度較 低 營(yíng) 養(yǎng) 級(jí) 生 物 體 內(nèi) 污 染 物 的 濃 度環(huán)境污染物的遷移 ? 食物鏈 :在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，各種生物之間由于食物而形成的一種聯(lián)系，叫做食物鏈（ food chain） ? 這種生物之間以食物營(yíng)養(yǎng)關(guān)系彼此聯(lián)系起來(lái)的序列，就像一條鏈子一樣，一環(huán)扣一環(huán)，在 生態(tài)學(xué)上被稱為食物鏈 ? 食物鏈種類 : ? 陸生食物鏈 ? 水生食物鏈 : 浮游植物 → 浮游動(dòng)物 → 小魚 → 白鷺 。 ? ： B A F ? 某 一 生 物 個(gè) 體 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 較 后 一 階 段 體 內(nèi) 蓄 積 污 染 物 的 濃 度同 一 生 物 個(gè) 體 發(fā) 育 階 段 較 前 階 段 體 內(nèi) 蓄 積 該 污 染 物 的 濃 度環(huán)境污染物的遷移 ? 生物蓄積某種污染物的濃度水平取決于該生物 攝取和消除該污染物的速率 之比，攝取量如果大于消除量，就會(huì)發(fā)生生物積累。 環(huán)境污染物的遷移 ? 2）生物蓄積（ bioaccumulation） 指生物個(gè)體隨其生長(zhǎng)發(fā)育的不同階段從環(huán)境中蓄積某種污染物，而使 BCF不斷增大的現(xiàn)象。 生物濃縮的程度用濃縮系數(shù)表示 (BCF)： 環(huán)境污染物的遷移 生物濃縮的意義 ? 生物種類不同，代謝機(jī)能不同，在同樣條件下，對(duì)同一種物質(zhì)的濃縮系數(shù)不同。 ? 其表現(xiàn)形式可分為： 生物濃縮 、 生物蓄積 、 生物放大 三種類型 。 氧化還原作用 :是自然環(huán)境中廣泛存在的一種化學(xué)反應(yīng) 。絡(luò)合分子或離子具有特殊的化學(xué)性質(zhì) ， 因而大大改變了污染物的遷移能力及歸宿 。 絡(luò)合作用 ： 是一種廣泛存在于環(huán)境中的作用力 。 環(huán)境污染物的遷移 酸堿作用 ： 常表現(xiàn)為環(huán)境 pH值變化 。 物理化學(xué)遷移常伴隨污染物的 轉(zhuǎn)化 ! 環(huán)境污染物的遷移 1）風(fēng)化淋溶作用： 是指環(huán)境中的水在重力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)水解作用使巖石、礦物中的化學(xué)元素溶入水中的過(guò)程，其作用的結(jié)果是產(chǎn)生游離態(tài)的元素離子。 ? 一般規(guī)律是污染物在水體中的濃度與污染源的排放量成正比 ， 與平均流速和距污染源的距離成反比 . ? 環(huán)境污染物的遷移 ? 3） 重力的機(jī)械性遷移作用 指污染物及其搬運(yùn)載體在重力作用下的遷移運(yùn)動(dòng) 。 環(huán)境污染物的遷移 ? 2） 水的機(jī)械性遷移作用： 包括污染物在水中的自由擴(kuò)散作用和被水流搬運(yùn)的作用 。 均受到氣象條件 、 地形地貌 、 排放濃度和排放高度等因素的影響 。 ? 環(huán)境污染物的遷移 ? 機(jī)械性遷移 ? 根據(jù)污染物在環(huán)境中發(fā)生機(jī)械性遷移的作用力不同，我們一般可分為 :氣的、水的以及重力的機(jī)械性遷移作用等。 ? 一 .污染物的遷移 ? 是指污染物在環(huán)境中發(fā)生的空間位置的相對(duì)移動(dòng)過(guò)程。 ? 遷移和轉(zhuǎn)化的相互聯(lián)系 ： 污染物在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化過(guò)程往往是相互依賴和伴隨進(jìn)行的一個(gè)復(fù)雜的連續(xù)過(guò)程。這種從污染源釋放出的污染物在環(huán)境中發(fā)生的各種變化過(guò)程稱為污染物的遷移和轉(zhuǎn)化 ，有時(shí)也稱其為 污染物的環(huán)境行為或環(huán)境轉(zhuǎn)歸 。歡迎選修 主講：劉章現(xiàn)教授 環(huán)境毒理學(xué) 第二章 污染物的環(huán)境生態(tài)行為 環(huán)境污染物的遷移與轉(zhuǎn)化 環(huán)境化學(xué)物的生物轉(zhuǎn)運(yùn) 環(huán)境化學(xué)物的生物轉(zhuǎn)化 生物蓄積與生物放大 第一節(jié) 環(huán)境污染物的遷移與轉(zhuǎn)化 ? ? 2. 環(huán)境污染物的遷移 ? 污染物的遷移和轉(zhuǎn)化 外源性污染物進(jìn)入環(huán)境以后，由于其自身物理化學(xué)性質(zhì)的決定和各種環(huán)境因素的影響，會(huì)在空間位置或形態(tài)特征等方面發(fā)生一系列復(fù)雜的變化。在這些變化過(guò)程中，污染物直接或間接的作用于人體或其它生物體，發(fā)生作用時(shí)的污染物距離污染源可能已經(jīng)很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)， 而且很可能污染物的狀態(tài)、濃度、組分等都已發(fā)生了巨大的變化。（ environmental fate） ? 研究污染物在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化的意義： 研究污染物在環(huán)境中的 遷移 、 轉(zhuǎn)化 過(guò)程及其規(guī)律 ， 對(duì)于闡明人類在環(huán)境中接觸的是什么污染物 ， 接觸的濃度 、 時(shí)間 、 途徑 、 方式和條件等都具有十分重要的環(huán)境毒理學(xué)意義 。 遷移為轉(zhuǎn)化提供了環(huán)境條件 ，而 轉(zhuǎn)化又為遷移提供了新的理化特征 等物質(zhì)基礎(chǔ)，兩者既相互區(qū)別又相互聯(lián)系 。 ? 可歸納為：機(jī)械性遷移、物理 — 化學(xué)遷移、生物性遷移。 ?環(huán)境污染物的遷移 1） 氣的機(jī)械性遷移作用 包括污染物在大氣中的自由擴(kuò)散作用和被氣流搬運(yùn)的作用 。 ? 一般規(guī)律是污染物在大氣中的濃度與污染源的排放量成正比 ， 與平均風(fēng)速和垂直混合高度成反比 。 受到水文條件 、 氣候條件 、 水中懸浮物 、 排放濃度和距排放口的距離等因素影響 。 環(huán)境中吸附了污染物的氣溶膠 、 顆粒物 、 懸浮物等主要以重力沉降的方式在環(huán)境中自然遷移 . 環(huán)境污染物的遷移 ? 物理化學(xué)遷移 最重要的遷移方式 包括風(fēng)化淋溶作用 、 溶解揮發(fā)作用 、 酸堿作用 、 絡(luò)合作用 、 吸附作用以及氧化還原作用 。 2）溶解揮發(fā)作用： 溶解作用是一切可溶性污染物污染環(huán)境的基本方式之一。 酸性環(huán)境 使大多數(shù)污染物形成 易溶性化合物 ，促進(jìn)污染物的遷移 。 當(dāng)污染物在環(huán)境中遷移時(shí) ， 經(jīng)常和其他離子 、 離子團(tuán)或有機(jī)大分子絡(luò)合 。 環(huán)境污染物的遷移 吸附作用 ： 吸附是發(fā)生在固體或液體表面對(duì)其他物質(zhì)的一種吸著現(xiàn)象 ， 也是一種影響污染物在環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化的重要作用力 。 環(huán)境污染物的遷移 ? 生物性遷移 ? 污染物通過(guò) 生物體 的吸附 、 吸收 、 代謝 、 死亡等過(guò)程而發(fā)生的遷移叫做生物性遷移 。 ? 1） 生物濃縮 （ boiconcentration） ： 生物體從環(huán)境中蓄積某種污染物 ， 使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過(guò)環(huán)境中的濃度的現(xiàn)象 ，又稱生物富集 。 ? 生物濃縮的研究對(duì)于闡明污染物在環(huán)境中的生物遷移規(guī)律、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)污染物進(jìn)入環(huán)境后的危害，以及確定污染物的 環(huán)境容量 和制定 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn) 均有重要意義。生物蓄積的程度用生物蓄積系數(shù)（ BAF）表示。 環(huán)境污染物的遷移 3） 生物放大 （ biomagnification） ： 在生態(tài)系統(tǒng)的同一食物鏈上 ， 某種污染物在生物體內(nèi)的濃度隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的提高而逐步增大的現(xiàn)象 。 ? 大魚吃小魚，小魚吃蝦米，蝦米吃浮游生物，浮游生物吃綠藻。 ? 生物濃縮 是 生物體 內(nèi)某種物質(zhì)的濃度和 環(huán)境 中的濃度相比； ? 生物蓄積 是同一生物個(gè)體在 不同代謝階段 機(jī)體內(nèi)的濃度相比； ? 生物放大 是同一食物鏈上 不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物體內(nèi)某種物質(zhì)的濃度相比 . ? 污染物的轉(zhuǎn)化： 污染物在環(huán)境中通過(guò)物理的、化學(xué)的或生物學(xué)的作用，改變 形態(tài) 或者轉(zhuǎn)變成另一種 新物質(zhì) 的過(guò)程叫污染物的轉(zhuǎn)化。 ? 轉(zhuǎn)化形式 :物理轉(zhuǎn)化 。 ? 生物轉(zhuǎn)化 . ? (一 )物理轉(zhuǎn)化作用 指污染物通過(guò)蒸發(fā) 、 滲透 、 凝聚 、 吸附 、放射性元素的蛻變等一種或幾種過(guò)程實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)化 。 1） 在大氣中的化學(xué)轉(zhuǎn)化 ， 污染物的轉(zhuǎn)化以 光化學(xué)氧化和催化氧化 為主 。 3） 在土壤中的化學(xué)轉(zhuǎn)化 ， 一些農(nóng)藥的 水解反應(yīng) 由于土壤顆粒的 吸附催化 作用而被 加速 。 生物轉(zhuǎn)化結(jié)果 : ① 生物轉(zhuǎn)化使污染物的 毒性降低 ， 或形成更容易降解的分子結(jié)構(gòu)； ② 生物轉(zhuǎn)化使污染物的 毒性增強(qiáng) ， 或形成更難降解的分子結(jié)構(gòu) . 思考題 ? 污染物在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化有何異同和聯(lián)系 ？ ? 何謂生物性遷移 ？ 如何定量描述生物性遷移過(guò)程 ？ ? 簡(jiǎn)述污染物在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化的基本類型 ？ 第二節(jié) 外源性化學(xué)物在生物體內(nèi)的遷移和轉(zhuǎn)化 ? 概述 ? 環(huán)境化學(xué)物與機(jī)體接觸后，一般可經(jīng)過(guò)吸收、分布、代謝和排泄過(guò)程。 ? 化學(xué)物在組織細(xì)胞中發(fā)生的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化過(guò)程，稱為生物轉(zhuǎn)化 (biotransformation)或代謝轉(zhuǎn)化。 研究化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化過(guò)程 目的是了解化學(xué)物在體內(nèi)的轉(zhuǎn)歸、生物學(xué)效應(yīng)和毒作用機(jī)理。因此，要了解生物膜的結(jié)構(gòu)和功能 ，才能對(duì)化學(xué)物的生物轉(zhuǎn)運(yùn)有深刻的理解。 ? 細(xì)胞核和各種細(xì)胞器 (如線粒體、溶酶體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等 )外面也包圍有膜。 ? 各種生物膜的結(jié)構(gòu)與功能基本上是相似的。 磷脂 +蛋白質(zhì)構(gòu)成 ? 鑲嵌在脂質(zhì)層中的蛋白質(zhì)有的是物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的載體，有的是接受化學(xué)物質(zhì)的受體，有的是能量轉(zhuǎn)換器，有的是具有催化作用的酶等。 三、生物膜的功能作用 ① 保持細(xì)胞和細(xì)胞器內(nèi)部理化性質(zhì)的穩(wěn)定； ② 可選擇性地允許或不允許某些物質(zhì)透過(guò)；以便吸收和排出一些物質(zhì)； ③ 傳遞信息； ④ 膜上的酶類 (如混合功能氧化酶類等 )，對(duì)化學(xué)物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化過(guò)程起催化作用； ⑤ 其他：與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)有關(guān)、參與細(xì)胞繁殖中的DNA分離過(guò)程、參與細(xì)胞壁的生物合成。 ? 例如，氰化鉀主要作用于線粒體內(nèi)膜細(xì)胞色素 C氧化酶，有機(jī)磷化合物作用于半嵌入在質(zhì)膜的乙酰膽堿酯酶。 化學(xué)物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式 被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 特殊轉(zhuǎn)運(yùn) 通過(guò)方式 簡(jiǎn)單擴(kuò)散 、 濾過(guò)作用 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 、 易化擴(kuò)散 、 吞噬作用和胞飲作用 生物膜對(duì)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)不起主動(dòng)作用 生物膜對(duì)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)起主動(dòng)作用 一、簡(jiǎn)單擴(kuò)