污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為

關(guān)于污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為第1頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

第一節(jié)生物對污染物的吸收第二節(jié)生物對污染物的轉(zhuǎn)化和排出第三節(jié)生物對污染物的積累第四節(jié)影響污染物在生態(tài)系統(tǒng)中行為的因素第五節(jié)生物放大第2頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為污染pollution——人為的或自然發(fā)生的事件導致了環(huán)境中存在高濃度有害物質(zhì)的一種狀態(tài)。這些導致污染了的物質(zhì)就是污染物（pollutants）。污染物進入生態(tài)系統(tǒng)后將發(fā)生一系列的理化過程，污染物的形態(tài)結(jié)構(gòu)濃度均有可能發(fā)生很大的變化。同時生活在環(huán)境中的生物也會主動或被動地對污染物進行吸收（uptake）.吸收進入生物體內(nèi)的污染物發(fā)生相應改變，

——

激活（activation）

——

脫毒或解毒作用(detoxication):

統(tǒng)稱為生物轉(zhuǎn)化（biotransformation）.第3頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為污染物在體內(nèi)可以通過運輸、轉(zhuǎn)移進行再分配。一部分排出體外（elimination），另一部分將會殘留在體內(nèi)，導致污染物在生物體內(nèi)的積累（accumulation）.

積累的污染物在通過食物鏈的營養(yǎng)級轉(zhuǎn)移，并在更高營養(yǎng)級生物體中不斷富集，產(chǎn)生生物放大（biomagnification）效應。第4頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為第一節(jié)

生物對污染物的吸收1生物吸收的機制

吸收——指環(huán)境中的污染物進入生物有機體的過程。1.1吸附（adsorption）:

——指污染物積累在兩相物質(zhì)共同界面的過程

吸附在體表的物質(zhì)，然后通過跨膜運輸，進入細胞內(nèi)，完成吸收的過程。第5頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞的基本結(jié)構(gòu)第6頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月污染物通過細胞膜的過程主要有三種方式：1)擴散（diffusion）:

物質(zhì)順電化學梯度的移動，可以是帶電粒離子通過通道蛋白或者親脂分子通過磷脂雙分子層。四種方式：自由擴散(a)

協(xié)助擴散：通道蛋白（如孔蛋白）或者載體蛋白(b)

離子通道擴散(c)

門離子擴散(d)第7頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2)主動運輸（activetransportation）

物質(zhì)在載體蛋白的作用下，以ATP或質(zhì)子泵勢能為能量，將物質(zhì)從細胞外轉(zhuǎn)到細胞內(nèi)的過程。主動運輸?shù)奶攸c是：①逆濃度梯度（逆化學梯度）運輸；②需要能量（由ATP直接供能）或與釋放能量的過程偶聯(lián)（協(xié)同運輸）；③都有載體蛋白。。

第8頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3)胞吞或胞飲作用（enterocytosis）胞吞作用：phagocytosis吞噬固體顆粒物，是無脊椎動物吸收物質(zhì)的重要方式。胞飲作用：pinocytosis吞噬液體物質(zhì)吞噬過程包括：膜吸附、膜延展、膜泡形成和釋放第9頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2植物的吸收陸生植物2.1葉（leaf）

葉是同周圍氣體交換最活躍的部分，因此也是吸收空氣中有害氣體如HF的主要途徑。同時，還能對一些氣溶膠或顆粒物質(zhì)進行黏附。

葉片同周圍氣體進行物質(zhì)交換的主要場所是氣孔，植物種類不同，氣孔的結(jié)構(gòu)、組成、數(shù)量和分布都有差異，氣孔的這些特點影響葉片對污染物的吸收。

氣體經(jīng)通過氣孔進入到植物葉片組織是一個復雜的過程，吸收效率受界面阻力、氣孔阻力、細胞間隙阻力和細胞內(nèi)液相阻力等作用。

第10頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月根主要吸收土壤中的污染物。1）根的各部分的吸收功能差別很大。例：大麥的根

在距根頂端2-4cm對K的吸收較6-8cm處大，Ca、Si的吸收以根的分生區(qū)和伸長區(qū)為主，F(xiàn)e的吸收主要集中在分生區(qū)，K、N、P元素的吸收主要在根毛區(qū)。分生組織缺乏輸導組織，因此通過分生區(qū)吸收的總量不大。2）吸收過程：土壤→根表面→表皮——進入皮層內(nèi)部，由皮層、內(nèi)皮層、中柱鞘進入木質(zhì)部導管，進一步向莖、葉輸送。第11頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3動物的吸收——呼吸道陸生動物主要通過消化道吸收污染物，而呼吸道和皮膚的作用相對較弱。3.1呼吸道大部分溶解在空氣中的污染物以及微粒物質(zhì)都通過呼吸道進入生物體。不同污染物由于水溶性的不同，經(jīng)呼吸道進入機體后到達呼吸道的位置和停留時間，以及引起毒性的效應差異很大。一般通過消化道、鰓、呼吸道、皮膚等途徑。具體的吸收途徑與動物的生活習性有很大的關(guān)系。

第12頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2消化道

由于動物都需要捕食其他低營養(yǎng)級生物，而整個消化道對污染物都有吸收能力，因此胃腸道吸收污染物有非常重要的作用。

主要吸收部位在小腸。

小腸粘膜上有微絨毛，吸收面積增加大概600倍；以顆粒形式吸附的金屬往往和食物共同消化；脊椎動物中，胃pH偏酸有利于金屬溶解釋放，而小腸的的偏堿性條件使得在胃釋放的物質(zhì)有吸附到腸粘膜上。

第13頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腸道吸收量與污染物化學性質(zhì)特別是親水性或親脂性有關(guān)；¤：研究表明，魚、磷蝦等動物為材料，發(fā)現(xiàn)腸道對甲級汞、乙基汞等脂溶性的有機汞吸收系數(shù)超過50%，而對離子態(tài)和金屬汞的吸收率在20%以下.腸道的不同部位對物質(zhì)的吸收也有差異；哺乳動物中，十二指腸和空腸主要吸收營養(yǎng)物和藥物，而回腸吸收膽酸。第14頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月水生動物——由于長期生活在水中，攝食吸收的重要性降低，他們直接從水中積累的污染物比捕食食物吸收要多很多，因此主要通過鰓、胃腸道和皮膚吸收。以魚而言，鰓是最重要的吸收器官，原因：——鰓進化了逆流交換機制（countercurrentexchangemechanisms），提高氧的交換率，同時增加了污染物的交換；——直接與水接觸，阻礙小。

——魚每天要消耗大量的水，占身體體重的5-12%，可以從水中濃縮污染物。

第15頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

水華，藻的富集引起，大部分藻類是有毒的，因此產(chǎn)生的藻毒素常集中在貝類的肝胰腺，一旦誤食有毒貝類，出現(xiàn)舌、口、四肢發(fā)麻等癥狀。

¤：為什么在赤潮多發(fā)季節(jié)，海鮮一次不宜吃得太多？？第16頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3皮膚——表皮：角質(zhì)層、透明層、顆粒層和生發(fā)層?！嫫ぃ罕砥は碌囊粚又旅芙Y(jié)締組織，分為乳頭層和網(wǎng)狀層。污染物經(jīng)皮膚吸收一般分為兩個階段：

——污染物以擴散形式通過表皮，表皮的角質(zhì)層是最重要的屏障；

——污染物以擴散的方式通過真皮皮膚對污染物的吸收與污染物的性質(zhì)有很大關(guān)系：

大量的脂溶性農(nóng)藥，很容易通過皮膚進入人體內(nèi)。這也是夏季農(nóng)田噴灑農(nóng)藥的農(nóng)民，很容易發(fā)生中毒事件的根本性原因。

第17頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月4微生物的吸收分布最廣，適應性最強的一大類生物。個體微小，因此具有很大表面積，代謝活性高;

吸收過程：細胞表面吸附和胞內(nèi)運輸?shù)?8頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)生物對污染物的轉(zhuǎn)化和排出1生物轉(zhuǎn)化（biotransformation）

——生物體內(nèi)一種化合物變成另一種化合物的現(xiàn)象。

轉(zhuǎn)化分為三種可能：

1.1污染物與生物體中某些成分結(jié)合（螯合），不參加代謝活動，使污染物失去毒性，從而可以在生物體內(nèi)富集；

1.2污染物在酶的作用下通過氧化、還原、水解、脫鹵和異構(gòu)化等過程，毒性降低，甚至完全分解，失去毒性，從而加速生物的吸收，增加生物富集量；

1.3污染物經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化后，更容易被吸收，毒性增強。如Bap(苯并（a）芘)第19頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2生物對污染物的排出——機體分泌污染物或分解代謝污染物后導致污染物在體內(nèi)含量降低的過程。

2.1污染物的排出方式隨生物種類和污染物不同而不同：植物：蒸發(fā)作用、落葉、根分泌、植食動物的啃食等。動物：鰓、肝膽汁和腎的排出作用是動物排出污染物的基本方式；此外，還有呼吸作用、脫毛、產(chǎn)蛋、各種分泌物（汗腺）等過程。第20頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2污染物的排出與污染物的性質(zhì)有很大關(guān)系動物個體A:大的極性分子及其代謝物主要通過肝，進入膽汁，隨糞便排出；如人體，分子量超過300Da的分子大多經(jīng)過此途徑排出；

肝內(nèi)循環(huán)（enterohepaticcirculation）：有些隨膽汁進入小腸的化合物會再吸附，重新進入。如甲基汞，As3+.（砷）這種循環(huán)作用會增加污染物對肝的損傷作用。B：對分子量小于300Da的物質(zhì)排出，腎分泌起非常重要的作用；也是哺乳動物分泌金屬離子的基本路線。第21頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月甘肅微縣的鉛超標事件第22頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月０.３１－０.６２ｍｇ／l

第23頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)生物對污染物的積累生物積累（bioaccumulation）

——生物個體從周圍的水體、空氣、土壤等環(huán)境中凈吸收的污染物的量。水生生物學研究中，生物積累也定義為生物濃縮（bioconcentration）。1積累的生物過程污染物在生物體內(nèi)積累的量，取決于生物體內(nèi)能與污染物相結(jié)合的生物活性物質(zhì)數(shù)量的多寡和活性的強弱?；钚晕镔|(zhì)越多，活性越強，積累必然越多。

第24頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月污染物在生物體內(nèi)的積累是吸收、轉(zhuǎn)化以及排出過程的綜合結(jié)果。最簡單的基于速率常數(shù)的積累模型可簡單的表示為：

dC/dt=kuC1-keC

其中，C1是環(huán)境中污染物的濃度，C是生物體內(nèi)的濃度，

ku是吸收常數(shù)（h-1）,ke是排出常數(shù)（h-1）.積分可得到：Ct=C1(ku/ke)(1-e-ket)根據(jù)公式可以預測生物體內(nèi)任一時刻污染物的積累濃度。第25頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1積累的生物過程在暴露初期機體內(nèi)的污染物濃度逐漸提高，吸收作用（U,uptake）大于排出作用（E，elimination），直到達到一個平衡(U=E)，此時機體內(nèi)污染物濃度達到最大，并且處于一個穩(wěn)定狀態(tài)。此時機體內(nèi)的污染物濃度定義為Css(Catsteadystate)，此時(1-e-ket)接近于1，可以得到下列關(guān)系式：Css/C1=ku/ke

ku/ke：生物積累因子（bioaccumulationfactor,BAF）。如果外界環(huán)境是水體，則ku/ke稱為濃縮因子（BCF,bioconcentrationfactor）

第26頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2結(jié)合污染物的生物大分子

進入生物體內(nèi)的污染物同生物大分子結(jié)合，而使得毒性降低或減少的方式，稱為污染物的規(guī)避（sequestration）在生物體內(nèi)，能和污染物進行結(jié)合的主要有以下幾大類物質(zhì)：

2.1蛋白質(zhì)和氨基酸——主要吸收物質(zhì)A:含氮物質(zhì)具有大量的羧基、氨基和一些巰基基團，這些基團是重金屬和某些農(nóng)藥相結(jié)合的位點；B蛋白質(zhì)中含有的酸性氨基酸往往比堿性氨基酸多，等電點接近于5，在中性環(huán)境下往往呈陰離子狀態(tài)，易和金屬陽離子結(jié)合;C游離的氨基酸含有羧基、氨基和巰基等，也能與金屬結(jié)核形成復雜的金屬螯合物。第27頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月能與重金屬結(jié)合的蛋白質(zhì)中，最重要的是金屬硫蛋白及類金屬硫蛋白。富含半胱氨酸腸蛋白質(zhì)（cysteine-richintestinalprotein,）與類金屬硫蛋白（metallothionein）共同調(diào)節(jié)哺乳動物吸收Zn的過程。CRIP哺乳動物腸上皮細胞中Zn的運輸?shù)鞍?。?8頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2糖類物質(zhì)由于某些糖類的分子結(jié)構(gòu)中含有醛基（如葡萄糖）、半縮醛羥基（如乳糖、麥芽糖等），這些基團在還原性的環(huán)境中，能使重金屬離子還原并結(jié)合形成不溶性化合物而沉積在體內(nèi)。2.3脂類脂類物質(zhì)含有極性酯鍵,這類酯鍵能與金屬離子結(jié)合而形成絡合物或螯合物。從而把重金屬儲存載體在脂肪內(nèi)。脂肪的含量在很大程度上影響了生物對污染物的積累，脂肪較低的個體積累的重金屬的含量能力低，同時具有較高的排出率。2.4核酸和有機酸由于含有磷酸基團和堿性基團，能兩性電解的極性化合物。在一定的條件下，能電解分離而帶電荷，所以能與金屬離子結(jié)合。第29頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3體內(nèi)運輸

生物體吸收或積累一定的污染物后，可以通過循環(huán)系統(tǒng)的活動，促使污染物在生物體內(nèi)的組織和器官之間運輸，從而使污染物在器官間再分配。

就不同生物個體而言，其體內(nèi)運輸方式存在差異。

動物個體：

——吸收的污染物，經(jīng)過跨膜運輸進入血液循環(huán)系統(tǒng)后，同血細胞和血漿蛋白結(jié)合，將隨血液循環(huán)被運送到全身組織和器官，發(fā)生新的分配和定位；

第30頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月植物個體：——主要是在蒸騰拉力和生長中心雙中動力作用下，驅(qū)動污染物隨水分和營養(yǎng)物質(zhì)的分配而完成再分配。1）不同金屬離子從表面吸收到根的中柱，橫向遷移的方式不同；如玉米根吸收重金屬離子：

Cd：以共質(zhì)體方式在玉米根內(nèi)橫向運輸；

Pb：以非共質(zhì)體方式在玉米根內(nèi)橫向運輸。

2）根吸收的部位不同，運輸速率也存在差異；小麥根尖1~4cm區(qū)域吸收的離子最容易向地上部轉(zhuǎn)移，更成熟的部位吸收的離子，移動速度則越慢。3）在葉片吸收的部分重金屬也能從地上部分向根運輸。第31頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

4污染物在生物體內(nèi)的分布1）對植物而言，根和葉是主要的污染物積累器官?！煌参镏校N金屬離子在根、葉的分布相差很大；如Cd小白菜：根〉地上部分；蘿卜：地上部分〉直根；萵苣：根〉葉〉莖——即使在根的內(nèi)部，在不同的組織中，金屬離子分布也有差別；2）在動物中，主要積累在肝、腎和腸道。第32頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

5超量積累植物（hyperaccumulatoer）——是生物積累污染物的極端例子，是指能超出一般植物的平均水平而大量吸收和積累某種或幾種重金屬的植物。作為超量積累植物具備以下幾個特征：

1）體內(nèi)某一元素濃度大于一定的臨界值；

2）植物吸收的重金屬大部分分布在地上部分，既有較高的地上部/根濃度比率；

3）在重金屬污染的土壤上這類植物能良好的生長，一般不會發(fā)生毒害現(xiàn)象?？梢岳贸糠e累植物對污染地區(qū)進行生物提取以治理重金屬污染。

比如，遏蘭菜Tcaerulescens(十字花科遏蘭菜屬)，第33頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)影響污染物在生態(tài)系統(tǒng)中行為的因素1生物因素1.1生物種類的差異性1.2組織和器官差異性1.3發(fā)育期和年齡1.4性別1.5生物對污染物的吸收途徑2污染物因素2.1種類和理化性質(zhì)2.2污染物的存在狀態(tài)2.3濃度和暴露時間2.4污染物的相互作用3環(huán)境因素3.1溫度、濕度和光照

3.2環(huán)境介質(zhì)——水分3.3根際環(huán)境

第34頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1生物因素1.1生物種類的差異性動物：1）水生和陸生、恒溫和變溫、生活在地表或地下、冬眠或夏眠、食性差異（草食性、泛食、肉食或者碎食性等）、性成熟時間及生殖周期等方面存在差異。如：生活方式、器官差異性對重金屬污染物積累量的影響。2）動物的主動逃避行為或移動對污染物的積累影響很大；

3）體表面積的大小對水生動物的呼吸和積累有很大的影響如松花江同一江段不同魚類積累汞和甲基汞的含量：雷氏七鰓鰻>鯰魚、花鰍、青魚、黃魚>鯉魚、銀鯽魚>銀鲴。第35頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月植物主要針對營固定生活的種類而言，1）影響污染物積累的主要因素是草本與木本、常綠與落葉、陸生與水生等特性。如對Cd的吸收，不同植物的積累量存在明顯差異。2）在相同環(huán)境下，不同植物對某種離子的吸收能力也存在明顯差異，如7種水生植物對Cu的吸收和沉降規(guī)律為：苦草〉黑棗〉水龍〉喜旱蓮子草〉大藻〉心葉水車前〉水車前

對F的吸收能力：紅松12Х10-6，大葉黃楊8Х10-6，柏6Х10-6；桑樹24Х10-6；杉14Х10-6，茶樹60Х10-6依次為：茶樹〉桑樹〉杉〉紅松〉大葉黃楊〉柏第36頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.2組織和器官差異性動物：1）組織或器官的組成型細胞含酶量和蛋白質(zhì)的差異，影響污染物的吸收、轉(zhuǎn)化和積累肝組織：細胞含有大量的氧化酶和蛋白質(zhì)，是吸收和積累污染物的主要場所；腸胃：污染物進入陸生動物體的主要渠道。吸收污染物的情況與其pH和表皮細胞的結(jié)構(gòu)存在差異：如：腸和消化腺含有大量的重金屬配體，傾向于積累重金屬離子。第37頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.2組織和器官差異性2）不同組織器官接觸污染事件的長短和接觸面積的大小也存在差異；對水生動物：皮膚和鰓長期接觸污染物；用相同濃度的Pb處理三種實驗魚（鰱魚、草魚和鯉魚）.含量梯度為：鰓〉內(nèi)臟〉骨骼〉頭〉肌肉。對陸生動物：主要接觸部位在呼吸道和消化道；第38頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.2組織和器官差異性——植物植物

影響植物對污染物的吸收和積累的組織器官特異性主要體現(xiàn)在：1）葉片的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（葉的硬度、著生位置、角度、是否有分泌物、表面積大小、粗糙程度等）硬度大、粗糙、具有分泌粘液的葉片具有較大吸收功能。2）氣孔的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

——主要是氣孔的數(shù)量多少、開閉狀態(tài)、著生位置等。一般而言，氣孔數(shù)量少、氣孔下陷的植物，污染物難以進入.3）組織結(jié)構(gòu)的差異性也決定了對污染物的吸收也存在差異；即使是同一器官，不同部位對污染物的積累量也差別很大；

第39頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月用相同濃度的HF處理水稻和黃瓜

第40頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.3發(fā)育期和年齡動物個體：脂肪/身體體重的比值隨年齡變化而變化，幼體的比值往往比成熟和老化個體高，因此也具有更大積累污染物的能力，對污染物的敏感性也更強。植物個體1)植株的不同發(fā)育期，不同器官的污染物積累量有明顯：水稻根對Pb的吸收和積累順序為：拔節(jié)期〉分蘗期〉苗期〉抽穗期〉結(jié)實期谷殼：結(jié)實期〉苗期〉拔節(jié)期〉抽穗期〉分蘗期2)同株植物，不同葉齡的的葉片反應也有差別：如對SO2，尚未展開的幼葉抗性最強，剛展開的嫩葉最敏感，老葉不敏感。桑葉和茶樹葉中，對HF的積累是隨發(fā)育期的變化而逐漸增加的過程。第41頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.4性別1）可以通過產(chǎn)蛋、產(chǎn)奶、生產(chǎn)幼兒、排精等方式將體內(nèi)污染物排出體外。

如：DDE喂養(yǎng)母野鴨，濃度為40Х10-6，喂養(yǎng)96天；停止喂養(yǎng)的開始一段時間：脂肪中的積累量為311Х10-6—362Х10-6之間，蛋中是714Х10-6。停止喂養(yǎng)11個月后，身體負荷下降到19Х10-6，蛋中的含量也僅有107Х10-6。2）由于繁殖活動的影響，動物體內(nèi)污染物的含量有明顯的季節(jié)性波動（主要體現(xiàn)在魚類和哺乳類）。如：鰻魚、鱈魚體內(nèi)含有的DDT含量在產(chǎn)卵期迅速下降，產(chǎn)卵結(jié)束后又有增加；海豹分娩和哺乳期間，體內(nèi)有機氯化物的積累較少。第42頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.5生物對污染物的吸收途徑

1）同種生物對不同金屬離子吸收途徑的差異對污染物的吸收有影響Cd：以共質(zhì)體方式在玉米根內(nèi)橫向運輸，在從皮層到中柱\導管，濃度存在明顯的上升趨勢。Pb：以非共質(zhì)體方式在玉米根內(nèi)橫向運輸，從皮層到中柱，濃度存在明顯的下降趨勢。

2）吸收部位差異對污染物的吸收有影響：如黑頭鯛魚，對DDT的可以通過食物吸收積累和水中濃縮殘留，但通過食物吸收的DDT在60天后僅有少部分在體內(nèi)殘留，而從水中濃縮的DDT全部殘留。在同樣的環(huán)境下，吸收的速率也差異很大，從食物積累DDT的濃度變化大約是1.2倍，在相同時間上，從水中通過皮膚直接積累的濃度變化達到100000倍。

第43頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

3)與食物伴隨在一起的污染物的吸收同個體消化食物的速率有關(guān)：

A消化越快，污染物從食物中快速釋放出來，吸收速率越高。

B如果作用時間越長，肌體有可能對污染物產(chǎn)生相應的抗性，使得污染物的毒性相對減弱，最終又會導致機體內(nèi)污染物積累濃度升高。第44頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

2污染物因素2.1種類和理化性質(zhì)1）種類的差異，其相應的理化性質(zhì)（如污染物的價態(tài)、形態(tài)、結(jié)構(gòu)形式，相對分子量、溶解度、物理穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、生物穩(wěn)定性、相對分子量、在生物體內(nèi)的擴散和遷移能力等）有很大差別，這些差異影響到生物體內(nèi)的結(jié)合和轉(zhuǎn)化速率，進而影響到吸收和積累的量。

A污染物不同，積累分布的組織器官有差異：

B不同污染物，在同種生物體的同一器官的積累也不同：如DDE在磕頭烏龜脂肪的含量是：57.5Х10-6；而PCB(多聯(lián)氯苯)含量是7990Х10-6；相差100多倍。

第45頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2）理化性質(zhì)的影響：污染物的脂溶性、親水性、酸堿基團的存在、pKa和分子大小都影響通過腸道的吸收。A化學穩(wěn)定性高，易溶于水和部分溶于脂的是最好吸收的，水溶性使得污染物完全暴露在腸細胞的表面；脂溶性能確保污染物經(jīng)過被動擴散進入血液。B不溶于水和不溶于脂的很少被吸收的；C不溶或少溶于水但高度溶于脂的污染物吸收，在個體和種之間的差異很大，也后個體生理特性等的影響。

對重金屬而言

——溶解在水環(huán)境中的重金屬離子態(tài)是主要的生物有效態(tài)形式，而部分重金屬或一些微量金屬元素與N\S等元素易于結(jié)合，形成一些生物大分子的活性中心，具有重要的生物學意義。

——金屬元素在各類生物體內(nèi)的半衰期長段不同直接影響生物的積累量。如：甲基汞：鯉魚230d;鯰魚190d,r

無機汞：在鼠體內(nèi)為100d.第46頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2污染物的存在狀態(tài)污染物一般都是在氣體、食物、沉積物或固相物質(zhì)中存在，存在狀態(tài)影響污染物的吸收和積累。大氣污染物:

危害植物的最常見種類有硫氧化物、氟化物、臭氧、氯氣、乙烯、氮氧化物、硫化氫、氨、粉塵等約20余種。根據(jù)毒性強弱可以分為三個等級：一級：毒性極強，在很低濃度下（10-9級）就對植物發(fā)生毒害作用，如氟化物、氯氣、乙烯等二級：毒性中等，在10-6—10-9級產(chǎn)生危害的種類，如硫氧化物、氮氧化物等三級：毒性相對較低的物質(zhì)，要在高濃度下或經(jīng)過長時間的暴露才能產(chǎn)生毒害作用

如：CO、氨、甲醛等。

第47頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2污染物的存在狀態(tài)

食物污染物：吸收效率是多個因素的綜合作用，其中食物顆粒的大?。ㄓ绊懥耸澄飬⑴c消化的過程從而影響吸收）污染物的化學形式影響最大（與胃腸的酸堿性環(huán)境有直接關(guān)系）。

第48頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3濃度和暴露時間濃度越高，作用時間越長，生物體內(nèi)污染物的積累量也愈多。如：距離磚瓦廠100米的地方，大氣和植物葉片中HF的濃度分別為147Х10-9、91.9Х10-61000米的地方，大氣和植物葉片中HF的濃度分別為35.5Х10-9、50.4Х10-6

人工熏氣實驗，HF,測量葉片中F的含量。第49頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4污染物的相互作用在污染的環(huán)境中，經(jīng)常是多種污染物共存，共同作用于生物體，因此，這些污染物之間的相互作用與生物吸收和積累污染物量的增加或減少有直接關(guān)系。一般而言，污染物之間的作用方式，主要有下面四種方式：1）相加作用：指多種化合物的聯(lián)合作用所產(chǎn)生的毒性為各單個物質(zhì)產(chǎn)生毒性總和；2）協(xié)同作用：指聯(lián)合作用的毒性，大于各單個物質(zhì)毒性的總和。3）獨立作用：指單一化學物質(zhì)對機體作用的途徑、方式及其機理均不相同，聯(lián)合作用于某機體時，在機體內(nèi)的作用互不影響，但常出現(xiàn)在一種有毒物質(zhì)作用后使機體的抵抗力下降，而使另一種毒物再作用時毒性明顯增強。4）拮抗作用：當兩種活著兩種以上的化學物質(zhì)同時作用于生物體，每種化學物質(zhì)對生物體作用的毒性反而減弱，聯(lián)合作用的毒性小于單個化學物質(zhì)毒性的總和。第50頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3環(huán)境因素環(huán)境因素很多，大致而言可以區(qū)分為兩大類：一類影響生物的生長發(fā)育而直接影響生物的積累，如溫度、濕度、光照二類影響污染物的化學性質(zhì)而產(chǎn)生間接的影響，主要是指污染物存在的環(huán)境介質(zhì)。第51頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3環(huán)境因素3.1溫度、濕度和光照溫度，影響生物的重要生理代謝活動，進而影響到毒物在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化、吸收、排除和積累。一般而言，在一定溫度范圍內(nèi)，溫度高，則導致污染物的積累量高，但水生生物種類例外，在低溫時，組織可積累較多的污染物，滯留時間也較長。有的生物不受溫度的影響或具有更為復雜的溫度效應。

濕度：影響污染物的溶解度，同時溶解的污染物比大氣中的污染物具有更快的擴散速度。光照：影響植物體的氣孔開關(guān)，從而影響植物的光合作用即同化作用。隨季節(jié)變化，上述幾個因素都發(fā)生相應的變化，影響到生物積累。第52頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2環(huán)境介質(zhì)——水分

水是大多數(shù)物質(zhì)的溶劑，水化學修飾了化合物的種類，影響生物有效性。其中，水的硬度、pH條件都能顯著影響污染物的吸收和積累。

1）硬度升高，陽離子同金屬競爭細胞表面的結(jié)合位點，從而降低了金屬的生物有效性.

2）水的pH影響污染物的化學態(tài)。

水硬度——水中含有的堿金屬離子Ca2+,Mg2+等的含量程度的定量標準,這些陽離子在肥皂的作用或在煮沸時會在水中產(chǎn)生沉淀物。我國常用的水硬度單位是毫克當量/升,即每升水中含有的Ca2+,Mg2+離子毫克當量的總數(shù)。第53頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2環(huán)境介質(zhì)——土壤土壤環(huán)境：對植物的積累作用的影響只要體現(xiàn)在水分含量及pH的改變。

1）水分過少，污染物的溶解度低，積累量亦減少；水分過多，污染物活性受到抑制，積累量也會減少。土壤中絕大多數(shù)重金屬都是以難溶態(tài)存在，其可溶性受pH控制。土壤pH降低，可導致碳酸鹽和氫氧化物結(jié)合態(tài)的重金屬溶解，有利于污染物的活化，使生物體吸收和積累量增加。

2)土壤有機質(zhì)的含量對污染物的吸收有影響；原因：有機質(zhì)多的土壤能提高對陽離子的固定率，從而減少植物對金屬的吸收。如含C