生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過程及毒性

生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過程及毒性第五章本章重點(diǎn)污染物的生物富集、放大和積累耗氧和有毒有機(jī)物的微生物降解元素的微生物轉(zhuǎn)化微生物對污染物的轉(zhuǎn)化速率毒物的毒性、結(jié)協(xié)作用第一節(jié)物質(zhì)經(jīng)過生物膜的方式

一、生物膜的構(gòu)造(ConstitutionofBiologicalMembrane)生物膜主要是由磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)鑲嵌組成的在雙分子層中央存在一個(gè)疏水區(qū)，生物膜是類脂層屏障。膜上鑲嵌的蛋白質(zhì)的親水端也都露在雙分子層的外外表。二、物質(zhì)經(jīng)過生物膜的方式1、膜孔濾過2、被動(dòng)分散費(fèi)克定律：3、被動(dòng)易化分散4、自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)5、胞吞和胞飲第二節(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)過程包括吸收、分布、排泄和生物轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)運(yùn)包括：吸收和分布。消除包括：排泄和生物轉(zhuǎn)化。吸收是污染物質(zhì)從機(jī)體外，經(jīng)過各種途徑通透體膜進(jìn)入血液的過程。一、吸收(Adsorption)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；二、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)構(gòu)成后，由血液轉(zhuǎn)送至機(jī)體各組織；與組織成分結(jié)合；從組織前往血液；以及再反復(fù)等過程。三、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)四、蓄積(Accumulation)機(jī)體長期接觸某污染物質(zhì)，假設(shè)吸收超越排泄及其代謝轉(zhuǎn)化，那么會出現(xiàn)該污染物質(zhì)在體內(nèi)逐增的景象，稱為生物蓄積。第三節(jié)污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累生物富集(BiologicalConcentration)：生物經(jīng)過非吞食方式，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)濃度超越周圍環(huán)境中濃度的景象。生物濃縮系數(shù)(BioconcentrationFactor)：BCF=cb/ce影響生物濃縮系數(shù)的有關(guān)要素：1、在物質(zhì)性質(zhì)方面2、在生物特征方面3、在環(huán)境條件方面水生生物富集速率方程為：生物濃縮系數(shù)：二、生物放大(Biomagnification)生物放大：同一食物鏈上的高營養(yǎng)級生物，經(jīng)過吞食低營養(yǎng)級生物富集某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)的濃度隨營養(yǎng)級數(shù)提高而增大的景象。生物放大并不是在一切條件下都能發(fā)生三、生物積累(BioaccumulationProcess)生物積累：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)體中的濃度超越周圍環(huán)境中濃度的景象。水生生物的積累微分速率方程：當(dāng)dci/dt=0時(shí)，有：ci=cwi+cφi第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化(BiotransformationofPollutedMatter)1、生物轉(zhuǎn)化中的酶學(xué)和氫傳送過程；2、耗氧和有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解；3、假設(shè)干重金屬和非金屬元素的微生物轉(zhuǎn)化本節(jié)重點(diǎn)：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、催化專注性高2、酶催化效率高3、酶催化需求溫暖的外界條件二、假設(shè)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其作用是在酶促反響中擔(dān)任遞氫義務(wù),其作用見以下圖細(xì)胞色素酶系的輔酶主要有細(xì)胞色素b、c1、c、a和a3等幾種在反響中擔(dān)當(dāng)傳送電子作用，見以下圖+ecytnFe3+cytnFe2+-e輔酶A是一種轉(zhuǎn)移酶的輔酶，在酶促反響中起著傳送?；淖饔肅oASH+CH3CO+CH3CO—SCoA+H+三、生物氧化中的氫傳送過程(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。放出的能量主要經(jīng)過二磷酸腺苷與正磷酸合成三磷酸腺苷而被暫時(shí)存放。OOO腺苷—O—P—O~P—OH+HO—P—OH+能量OHOHOHOOO腺苷—O—P—O~P—O~P—OH+H2OOHOHOH 腺苷部分的構(gòu)造間以下圖氫傳送過程的幾種分類(ClassificationofHydrogenTransforProcess)1、有氧氧化中以分子氧為直接受氫體的遞氫過程；2、有氧氧化中以分子氧為間接受氫體的遞氫過程；3、無氧氧化中有機(jī)底物轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)物作受氫體的遞氫過程；4、無氧氧化中某些無機(jī)含氧化合物作受氫體的遞氫過程1、有氧氧化中以分子氧為直接受氫體的遞氫過程2、有氧氧化中以分子氧為間接受氫體的遞氫過程3、無氧氧化中有機(jī)底物轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)物作受氫體的遞氫過程4、無氧氧化中某些無機(jī)含氧化合物作受氫體的遞氫過程四、耗氧有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解(MicrobialDegradationofOxygen-ConsumingOrganicPollutant)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)經(jīng)過生物氧化以及其他的生物轉(zhuǎn)化，可以變成更小、更簡單的分子過程。1、糖類的微生物降解(MicrobialDegradationofCarbohydrate)1〕多糖水解成單糖C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖2〕單糖酵解成丙酮酸C6H12O6+2NAD+2CH3COCOOH+2NADH+2H+葡萄糖酵解總反響式：3〕丙酮酸的轉(zhuǎn)化a.有氧氧化CH3COCOOH+NAD++CoASH

CH3COSCoA+NADH+H++CO2OCH2COOHCH3COSCoA+C-COOH+H2OHO-C-COOH+CoASHCH2COOHCH2COOHOCH2COOH-H2OCHCOOH+H2OCH(OH)COOH-2HCH2COOHC-COOHC(OH)COOHC-COOHCHCOOHCHCOOHCH2COOHCH2COOHCH2COOHCH2COOHC=OCOOH草酰乙酸檸檬酸順烏頭酸異檸檬酸草酰琥珀酸-2H-CO2COOH+2H2O-2H-2H、-CO2CH2CH(OH)COOHCHCOOHCH2COOHCH2CH2COOHCHCOOHCH2COOH+H2OC=OCOOH蘋果酸延胡索酸琥珀酸α-酮戊二酸

三羧酸循環(huán)總反響為：CH3COCOOH+2.5O23CO2+2H2O丙酮酸遭到完全氧化b)無氧氧化厭氧乳酸菌CH3COCOOH+2[H]CH3CH(OH)COOHCH3COCOOHCO2+CH3CHOCH3CHO+2[H]CH3CH2OH兼性厭氧CH3COCOOH+2[H]CO2+CH3CH2OH酵母菌2、脂肪的微生物降解(MicrobialDegradationofFat)降解途徑：1〕脂肪水解成脂肪酸和甘油CH2OOCR1CH2OHR1COOHCHOOCR2+3H2OCHOH+R2COOHCH2OOCR3CH2OHR3COOH2〕甘油的轉(zhuǎn)化CH2OHCHOHCH3COCOOH+4[H]CH2OH3〕脂肪酸的轉(zhuǎn)化(TransformationofFattyAcid)在有氧氧化條件下，飽和脂肪酸通常經(jīng)過酶促β–氧化途徑變成脂酰輔酶A和乙酰輔酶A。飽和脂肪酸β–氧化途徑簡要圖示CoASHH2ORCH2CH2COOHRCH2CH2COSCoAFADFADH2RCH=CHCOSCoAH2ORCH(OH)CH2COSCoANAD+NADH+H+RC(O)CH2COSCoACoASHCH3COSCoA+RCOSCoACH3(CH2)16COOH+26O218CO2+18H2O無氧氧化條件下，脂肪酸經(jīng)過酶促反響，往往以其轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物作受氫體而被不完全氧化，構(gòu)成低級的有機(jī)酸、醇和二氧化碳等。3、蛋白質(zhì)的微生物降解(MicrobialDegradationofProtein)蛋白質(zhì)的一級構(gòu)造蛋白質(zhì)的二級構(gòu)造蛋白質(zhì)的三級構(gòu)造蛋白質(zhì)的四級構(gòu)造肌紅蛋白的三級構(gòu)造血紅蛋白的四級構(gòu)造根本途徑：1〕蛋白質(zhì)水解成氨基酸2〕氨基酸脫氨成脂肪酸NH2OHR-C-COOH+H2OR-C-COOH+NH3HHNH2R-C-COOH+O2RCOOH+NH3+CO2H有氧氧化(AerobicOxidation)：NH2R-C-COOH+2[H]RCH2COOH+NH3HNH2R-C-COOHRCH=CHCOOH+NH3H無氧氧化(AnaerobicOxidation)4、甲烷發(fā)酵CH3COOHCH4+CO2CO2+4H2CH4+2H2O糖類葡萄糖丙酮酸乙酰輔酶A蛋白質(zhì)低級醇CO2有機(jī)酸草酰乙酸檸檬酸氨基酸脂肪酸延胡索酸三羧酸循環(huán)異檸檬酸NH3脂肪琥珀酸

α-酮戊二酸

五、有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型(TypesofBiotransformationofToxicOrganicPollutant)有毒有機(jī)物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化的主要反映類型如下：1、耗氧反響類型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〕混合功能氧化酶加氧氧化碳雙鍵環(huán)氧化R1CH=CHR2+OR1CHCHR2O+OO碳羥基化CH3(CH2)nCH3+OCH3(CH2)nCH2OH-CH2(CH2)2CH3+O-CH2(CH2)2CH2OH

氧脫烴R-O-CH3+OROH+HCHO-O-CH2R-OH+O+RCHO硫脫烴、硫-氧化及脫硫R-S-CH3+OR-SH+HCHOR1-S-R2+OR1-S-R2OO+OR1-S-R2ORNH-CH3+ORNH2+HCHOR1R1CH-NH2+OC=NOH+H2OR2R2RCH2NH2+ORCHO+NH3氮脫烴、氮氧化及脫氮2〕脫氫酶脫氫氧化(DehydrogenOxidationofDehydrogenase)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：2、復(fù)原反響類型(TypesofReductionReaction)1〕可逆脫氫酶加氫復(fù)原R1R1C=O+2HCH—OHR2R22〕硝基復(fù)原酶復(fù)原(ReductionofNitrateReductase)3〕偶氮復(fù)原酶復(fù)原(ReductionofOzo-reductase)4〕復(fù)原脫氯酶復(fù)原(ReductionofDechlorinationReductase)3、水解反響類型(TypesofhydrolysisReaction)1〕羧酸酯酶使脂肪簇脂水解2〕芳香酯酶使芳香簇脂水解3〕磷酯酶使磷酸酯水解4〕酰胺酶使酰胺水解4、假設(shè)干重要結(jié)合反響類型1〕葡萄糖醛酸結(jié)合2〕硫酸結(jié)合3〕谷胱甘肽結(jié)合1、有毒有機(jī)物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化反響類型；2、微生物降解(MicrobialDegradation)；3、耗氧有機(jī)污染物質(zhì)(Oxygen-consumingOrganicPollutant)的微生物降解。復(fù)習(xí)六、有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解(MicrobialDegradationofToxicOrganicPollutants)1、烴類(Hydrocarbons)1〕正烷烴的降解C原子數(shù)大于1的正烷烴，其降解途徑以烷烴末端氧化最為常見。加氧酶CH3(CH2)nCH2CH3CH3(CH2)nCH2CH2OH脫氫酶CH3(CH2)nCH2CHO水化酶CH3(CH2)nCH2CH(OH)2脫氫酶CH3(CH2)nCH2COOH脂肪酸β-氧化TCA循環(huán)CO2+H2O

烷烴末端氧化降解過程甲烷(Methane)降解途徑CH4CH3OHHCHOCO2+H2OHCOOH主要是烯的飽和末端氧化，再經(jīng)與正烷烴〔碳數(shù)>１〕一樣的途徑成為不飽和脂肪酸；或者是烯的不飽和末端雙鍵環(huán)氧化成為環(huán)氧化合物，再經(jīng)開環(huán)所成的二醇至飽和脂肪酸，然后經(jīng)過β-氧化進(jìn)入三羧酸循環(huán)，降解成二氧化碳和水。2〕烯烴的微生物降解途徑(MicrobialDegradationofAlkene)加氧酶HOCH2(CH2)nCH=CH2CH3(CH2)nCH=CH2加氧酶CH3(CH2)nCH－CH2O系列酶促反響HOOC(CH2)nCH=CH2水化酶CH3(CH2)nCH－CH2CH3(CH2)nCH2COOHOHOH脂肪酸β-氧化TCA循環(huán)CO2+H2O烯烴微生物降解途徑3〕苯的微生物降解途徑(MicrobialDegradationofBenzene)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。2、農(nóng)藥的降解(DegradationofPesticides)

1〕苯氧乙酸的降解H2C-C-O-CH2CH3H2C-C-OHOOOOCO2、H2O-Cl+H2O-Cl+HO-CH2CH3水解酶ClCl

CO2、H2O、Cl-2〕有機(jī)磷殺蟲劑對硫磷的能夠降解途徑對硫磷(Parathion)2〕有機(jī)磷殺蟲劑對硫磷的能夠降解途徑對硫磷對氧磷化學(xué)家米勒，于1948年接受了諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，其獲獎(jiǎng)理由是：發(fā)現(xiàn)DDT作為接觸性殺蟲劑對一些節(jié)肢動(dòng)物的極大滅殺效果〔forhisdiscoveryofthehighefficiencyofDDTasacontactpoisonagainstseveralarthropods〕。1962年，美國女海洋生物學(xué)家雷切爾.卡遜出版了世界上最負(fù)盛名的環(huán)境維護(hù)科普讀物<沉寂的春天>3〕DDT的降解HCl——C——ClCClClCl

DDTDDT的主要降解途徑是：在微生物復(fù)原脫氯酶作用下，脫氯和脫氯化氫ⅡⅠ(b)三氯殺螨醇DDTDDEⅠ(a)ⅡⅠ(b)FW-152DDDDDMUⅠ(a)Ⅰ(b)DDMSDDNUⅠ(a)ODDOHDDNSODDAⅠ(a)：復(fù)原脫氯酶脫氯Ⅰ(b)：復(fù)原脫氯酶脫氯化氫七、氮及硫的微生物轉(zhuǎn)化1〕氮的主要形狀：〔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、硝酸鹽等無機(jī)氮化合物1、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)氮的過程。2NH3+3O22H++2NO2-+2H2O+能量2NO2-+O22NO3-+能量硝化(Nitrification)：氨在有氧條件下經(jīng)過微生物作用,氧化成硝酸鹽的過程。硝酸鹽在通氣不良條件下，經(jīng)過微生物作用而復(fù)原的過程。HNO3+2HHNO2+H2O〔1〕硝酸鹽復(fù)原成亞硝酸2〕反硝化(Denitrification)〔2〕硝酸鹽復(fù)原成氮?dú)?HN2〔逸至大氣〕-2H2O4H4H2H2HNO32HNO22HNO-H2O-2H2O-2H2ON2O〔逸至大氣〕-H2O

〔3〕硝酸鹽復(fù)原成亞硝酸鹽和氨2H2H2HHNO3HNO2HNONH(OH)2NH2OH-H2O-H2OH2O-H2O2H-H2ONH3傳統(tǒng)水處置實(shí)際以為：氨氮的去除是經(jīng)過硝化和反硝化兩個(gè)相互獨(dú)立的過程實(shí)現(xiàn)的，由于對環(huán)境條件的要求不同，這兩個(gè)過程不能同時(shí)發(fā)生，而只能序列式進(jìn)展，即硝化反響發(fā)生在好氧條件下，反硝化反響那么發(fā)生在嚴(yán)厲的缺氧或厭氧條件下。在這種實(shí)際指點(diǎn)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，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，然后混合液普通被回流至前置式缺氧段；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)物完成反硝化過程，到達(dá)脫氮的目的。而在后置式反硝化場所，由于混合液中有機(jī)物的缺乏，普通還需求人工投加碳源，但脫氮效果可高于前置式，實(shí)際上可到達(dá)近于百分之百的脫氮。固氮(NitrogenFixation)：經(jīng)過微生物的作用把分子氮轉(zhuǎn)化為氨的過程。3CH2O+2N2+3H2O+4H+3CO2+4NH4+生物固氮在農(nóng)業(yè)消費(fèi)中的運(yùn)用生物固氮在農(nóng)業(yè)消費(fèi)中也具有非常重要的作用。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。假設(shè)土壤每年得不到足夠的氮素以彌補(bǔ)損失，土壤的含氮量就會下降。土壤可以經(jīng)過兩條途徑獲得氮素：一條是含氮肥料(包括氮素化肥和各種農(nóng)家肥料)的施用；另一條是生物固氮。科學(xué)家在20世紀(jì)80年代推算過，全世界每年施用的氮素化肥中的氮素大約有8×107t，而自然界每年經(jīng)過生物固氮所提供的氮素，那么高達(dá)4×108t。對豆科作物進(jìn)展根瘤菌拌種，是提高豆科作物產(chǎn)量的一項(xiàng)有效措施。播種前，將豆科作物的種子沾上與該種豆科作物相順應(yīng)的根瘤菌，這顯然有利于該種豆科作物結(jié)瘤固氮。特別是新開墾的農(nóng)田和未種植過豆科作物的土壤中，根瘤菌很少，并且經(jīng)常不能使豆科作物結(jié)瘤固氮，更需求進(jìn)展根瘤菌拌種。對比實(shí)驗(yàn)闡明，在其他條件一樣的情況下，經(jīng)過根瘤菌拌種的豆科作物，可以增產(chǎn)10％～20％?？梢砸欢ǎ嵌箍谱魑镆坏┛梢宰孕泄痰?，不僅可以明顯地提高糧食產(chǎn)量，而且有利于生態(tài)環(huán)境的維護(hù)。2、硫的微生物轉(zhuǎn)化(MicrobialDegradationofSulfur)硫是生命所需的元素。硫在環(huán)境中有單質(zhì)硫、無機(jī)硫化合物、有機(jī)硫化合物三種存在形狀。這些硫形狀可在微生物及其他生物作用下進(jìn)展相互轉(zhuǎn)化。細(xì)菌HS-CH2-CH-COOHCH3-C-COOH+H2SO4+NH4+NH2O細(xì)菌HS-CH2-CH-COOHCH3-C-COOH+H2S+NH3NH2O微生物降解半胱氨酸硫化(Sulfurization)：硫化氫、單質(zhì)硫等在微生物作用下氧化生成硫酸。2H2S+O22H2O+2S2S+3O2+2H2O2H2SO4Na2S2O3+2O2+H2ONa2SO4+H2SO4反硫化(Desulfurization):硫酸鹽、亞硫酸鹽等在微生物作用下復(fù)原生成硫化氫。C6H12O6+3H2SO46CO2+3H2S(葡萄糖〕2CH3CH(OH)COOH+H2SO4〔乳酸〕2CH3COOH+H2S+2H2O+2CO2八、重金屬元素的微生物轉(zhuǎn)化(MicrobialTransformationofHeavyMetal)1、汞(Mercury)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〕汞的氧化復(fù)原電位較高〔3〕膠體對汞有劇烈的吸附作用〔4〕汞的甲基化氧化作用HgHg22++Hg2+歧化作用Hg22+Hg2++Hg微生物作用Hg2+Hg汞的三種價(jià)態(tài)間的相互轉(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)無機(jī)汞鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榧谆投谆倪^程。CH3Co3+Bz甲基鈷氨素簡式汞的生物甲基化途徑生物作用復(fù)原轉(zhuǎn)化汞2、砷(Arsenic)不同形狀的砷毒性可以有較大差別。毒性順序：As2O3>>CH3AsO(OH)2≈(CH3)2AsO(OH)高毒毒毒>(CH3)AsO≈(CH3)3As+CH2COO-無毒無毒砷的微生物甲基化九、污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化速率(BiologicalTransformationVelocityofPollutant)１、酶促反響的速率(VelocityofEnzymaticReaction)k1k3E+SESE+Pk2v=vmax[S]/(Km+[S])vvmax0[s]酶濃度一定時(shí)酶促反響速率與底物濃度關(guān)系1/v1/vmax斜率=Km/vmax1/[s]2〕影響酶促反響速率的要素〔1〕pH的影響〔2〕溫度的影響〔3〕抑制劑的影響1/v1/vmax1/[s]存在抑制不存在抑制競爭性抑制1/v1/[s]存在抑制不存在抑制1/vmax1/vmax(1+[I]/Ki)非競爭性抑制2、微生物反響的速率(VelocityofMicrobiologicalReaction)〔1〕微生物反響速率方程-dc/dt=kcnc—污染物質(zhì)濃度k—微生物反響速率常數(shù)n—反響級數(shù)通常，1≥n>0假設(shè)在好氧微生物作用下，耗氧有機(jī)污染物質(zhì)在水中的生物耗氧總反響為：10CaHbOc+(5a+2.5b-5c)O2+aNH3aC5H7NO2+5aCO2-(2a-5b)H2OCaHbOc——作為微生物碳源和能源的耗氧有機(jī)物質(zhì)的分子通式C5H7NO2——生物細(xì)胞粗略組成這一反響的速率常用一級反響速率微分方程描畫：-dL/dt=kL積分得：L=L0e-kt式中：L—t瞬時(shí)耗氧有機(jī)物質(zhì)在水中的濃度〔BOD)；L0—耗氧有機(jī)物質(zhì)在水中的起始濃度〔BOD)；k—耗氧有機(jī)物質(zhì)的微生物反響速率常數(shù)。大多數(shù)有機(jī)污染物質(zhì)和某些無機(jī)污染物質(zhì)在水中的微生物轉(zhuǎn)化速率，都遵守二級反響動(dòng)力學(xué)規(guī)律，其微分方程為：-d[S]/dt=kb[B][S]式中：[S]—水中污染物質(zhì)濃度；[B]—水中微生物濃度；kb—二級反響速率常數(shù)。河段水中氨氮的硝化速率：d[Y]/dt=-d[S]/dt=kb[B][S]式中：t—河段水橫斷面沿程時(shí)間[Y]—河段水橫斷面中被硝化的氨氮濃度[S]—河段水橫斷面中氨氮濃度[B]—河段水橫斷面中起硝化作用的微生物濃度kb—相應(yīng)的二級反響速率常數(shù)〔2〕影響微生物反響速率的要素環(huán)境中污染物質(zhì)的微生物轉(zhuǎn)化速率，決議于物質(zhì)的構(gòu)造特征和微生物本身的特征，同時(shí)也與環(huán)境條件有關(guān)有機(jī)物質(zhì)化學(xué)構(gòu)造對有機(jī)污染物質(zhì)微生物降解速率的影響呈現(xiàn)假設(shè)干定性規(guī)律：鏈長規(guī)律鏈分支規(guī)律取代規(guī)律環(huán)境條件(EnvironmentalConditions)：溫度pH值營養(yǎng)物質(zhì)溶解氧共存物質(zhì)等第五節(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