当前位置：文档之家 › 生物富集、积累和放大(课堂PPT)

生物富集、积累和放大(课堂PPT)

  • 格式：ppt
  • 大小：1.51 MB
  • 文档页数：21

下载文档原格式

  / 21

合集下载

生物的富集作用ppt

生物的富集作用ppt

Ra=kacw
Re=-kecf
式中：
Rg=-kgcf
ka、 ke、 kg——水生生物吸收、消除、生长的速率常数；
cw、cf——水及生物体内的瞬时物质浓度。
一、生物富集
水生生物富集速率微分方程为：
一、生物富集
则水生生物富集速率方程为：
说明在一定条件下生物浓缩系数有一闽值。此时，水生生物富 集达到动态平衡。生物浓缩系数常指生物富集到达平衡时的BCF值， 并可由实验得到。
当上式右端项大于1时，食物链上从饵料生物至捕食 生物才会呈现生物放大。通常Wi,i-1＞kgi，因而对于同种 生物来说， 小和 越大的物质，生物放大也越显著。
第五章 生物体内污染物质的 运动过程及毒性
第四节 污染物质的生物转化
• 一、生物转化中的酶 • 二、若干重要辅酶的功能 • 三、生物氧化中的氢传递过程 • 四、耗氧有机污染物质的微生物降解 • 五、有毒有机污染物质生物转化类型 • 六、有毒有机污染物质的微生物降解 • 七、氮及硫的微生物转化 • 八、重金属元素的微生物转化 • 九、污染物质的生物转化速率
光照状况等。 一般，重金属元素和许多氯化碳氢化合物、稠环、杂环等有
机化合物具有很高的生物浓缩系数。
一、生物富集
从动力学观点来看，水生生物对水中难降解物质的富集 速率，是生物对其吸收速率、消除速率及由生物机体质量 增长引起的物质稀释速率的代数和。
吸收速率(Ra)、消除速率(Re)及稀释速率(Rg)的表示式为：
其通式为：
二、生物放大
生物放大是指在同一食物链上的高营养级生物，通过吞食低营养
级生物蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数 提高而增大的现象。 ❖ 生物放大的程度也用生物浓缩系数表示。生物放大的结果，可使食 物链上的高营养级生物体内这种元素或物质的浓度超过周围环境中的 浓度。 ❖ 生物放大并不是在所有条件下都能发生。据文献报道，有些物质只 能沿食物链传递，不能沿食物链放大；有些物质既不能沿食物链传递， 也不能沿食物链放大。

生物富集及探究土壤微生物的分解作用课件-高二上学期生物人教版选择性必修2

生物富集及探究土壤微生物的分解作用课件-高二上学期生物人教版选择性必修2

铅在生物体内的浓度 沿食物链不断升高
沉降在土壤和植被表面
进入土壤
进入水体
植物根吸收 叶片摄入铅
水生植物、浮游动物直接吸收铅， 动物饮用含铅的水，直接摄入铅
铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，分布于生物 体的多种组织细胞中，导致铅不易被排出，积蓄在体内
含铅生物被更高营养级动物食用，沿食物链聚集
最终积累在食物链的顶端
铅、镉、汞、DDT、六六六等有害物质的循环过程与碳循环不同！！！
一 生物富集
概念： 生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机
体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集。
常见存在生物富集现象的污染物： ①重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等 ②人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等
三 生物富集
比较
生物富集： 环境重金属 有害化合物
生物
生物放大： 环境重金属 有害化合物
食物链
通过生物放大作用，有害物质 在高营养级生物体内含量很高
环境重金属 有害化合物
环境重金属有害化合物进入生物体
一 生物富集
生物富集现象的特点：
①具有全球性
原因：导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到
加入土壤
浸出液
A
淀粉糊
加入蒸馏水 B
二 探究·实践 ——探究土壤微生物的分解作用
3 设计实验方案
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
实验过程：
（3）在室温(20℃左右） 环境放置7d后，分别取A、 B烧杯中的溶液20mL，各 放入两支试管中、分别编 号为A1、A2，B1、B2。
加入土壤 浸出液
A
本课小结

3.东大环境化学课件—生物富集因子

3.东大环境化学课件—生物富集因子
有机物的理化参数
东南大学环境工程系 邵云 2008年2月
1
3. 生物富集因子
3.1 生物富集的概念 3.2 生物富集模型
一.疏水模型；二.鱼体富集动力学模型
SEU
3.3 影响生物富集的因素
一.生物富集与生物的类脂物含量；二.生理因素；三.空间障碍； 四.生物转化；五.物种；六.环境条件；七.生物可利用性； 八.污染物的性质；九.生物富集的平衡时间
4
SEU
疏水模型认为生物富集是化学品在暴露的水中和水 生生物的类脂物两相的分配过程，没有生理障碍阻 止其积累，假设富集速率主要由化学品的浓度梯度 和在水及类脂物两相的分配决定。 生物富集可以认为是物质进入水生生物的富集速率 与释放速率竞争的结果，即：
水
富集速率常数ku 释放速率常数ke
鱼
5
SEU
= ku cw − ke corg
（3.2）
corg cw
ku = = BCF ke
（3.4）
6
SEU

疏水模型假设生物体是一个良好的混合反应器，化合物向鱼 体的富集和释放遵循一级动力学，BCF和暴露浓度无关；富集速 率仅由扩散限制，在水生生物类脂体和水两相的平衡仅由化学 物质的疏水性和类脂体的含量控制，忽略生物体的代谢作用。 支持疏水模型最有力的证据是众多发表的lgKow和lgBCF的相 关性，这意味着辛醇-水系统和鱼的类脂物-水系统相近。 缺点：疏水模型极端简化，与在实际环境中发生的过程可能 有很大的差异。
10
SEU
或者采用水相中化合物浓度ciw来除这个结果，可得到：
BCFf∞ = cf∞ cw
注：BCFd＝ cd / cw。
（3.9）
= (k1 K fw cw + kD K fd (BCF)d − kE K fe ce /cw )/(k1 + kM + kG )

Ch5[1].2污染物质的生物转化

Ch5[1].2污染物质的生物转化

腺核苷3’——磷酸
焦磷酸
泛酸
氨基乙硫醇
• 作用：
• 辅酶A是一种转移酶的辅酶，所含的巯基与酰基形 成硫酯。在酶促反应中传递酰基。
CoASH + CH3CO
+
CH3CO
SCoA + H+
5.5.3 生物氧化中的氢传递过程
• 生物氧化：有机物在细胞内氧化，伴有能量的释放
• 放出的能量通过ADP合成ATP暂时贮存(高能磷酸键)
合成酶（催化底物结合反应）等
酶的种类
• 根据成分：
– 单成分酶：只含有蛋白质，如脲酶、蛋白酶
– 双成分酶：酶蛋白+ 辅酶（或辅基，比辅酶结合牢固， 不易分离） – 在双成分酶催化反应时，一般是辅酶起传递电子、原 子或某些化学基团的功能，酶蛋白起着决定催化专一 性和催化高效率的功能。因此，只有双成分酶的整体 才具有催化活性。若各自单独存在则失去相应作用。 – 辅酶的成分是金属离子、含金属的有机化合物或小分 子的复杂有机化合物。已经发现的辅酶有30余种。同 一辅酶可结合不同的酶蛋白，构成许多双成分酶，可 对不同底物进行相同反应。
• 生物积累：生物从周围环境（水、土壤、 大气）和食物链蓄积某种元素或难降解 物质，使其在机体中的浓度超过周围环 境中浓度的现象。
• 为生物富集和生物放大之和。
生物积累系数也用BCF表示。
• 从动力学观点来看，水生生物对水中难降解物质的积累 速率，是生物从水中的吸收速率、从体内的消除速率及 由生物机体质量增长引起的物质稀释速率以及从食物链 中上一级生物中吸收的速率的代数和。水生生物富集速 dci 率方程为： k c ( k k )c W c
估算BCF
• 与辛醇/水分配系数的对数（logKow) 线性相关

生物富集课件PPT

生物富集课件PPT

生物富集的过程
吸收
生物通过摄食、呼吸等途径将环境中的有毒有 害物质摄入体内。
代谢
生物体内的酶等物质对有毒有害物质进行分解 、转化等代谢过程。
储存
经过代谢后的有毒有害物质在生物体内储存， 积累到一定浓度。
生物富集的影响因素
1 2
3
物质性质
有毒有害物质的理化性质、溶解度、稳定性等影响其在环境 中的分布和迁移转化。
改善土壤质量。
水体净化
通过生物富集技术净化水体，降 低水中有毒有害物质的含量，保
障饮用水安全。
生态恢复
利用生物富集技术恢复受损生态 系统，提高生态系统的稳定性和
生态服务功能。
废弃物资源化利用
通过生物富集技术将废弃物转化 为有价值的产品，实现废弃物的
资源化利用。
THANKS
生物富集的原理涉及到生物体内 物质浓度的变化，以及这些物质 在生物体内的分布和动态变化。
生物富集的机制
吸收机制
生物通过摄食、呼吸等途径吸收环境中的物质，进入体内后经过代谢转化，最终以有机物的形式 储存于体内。
转化机制
生物体内物质经过代谢转化，将外源物质转化为其他形式或排出体外。
积累机制
生物体内物质经过吸收和转化后，会在体内积累，达到较高浓度。
生物富集的生物体往往对环境变化的 适应性较差，如温度、湿度、光照等 ，这可能导致生物富集的效率降低。
富集效果不稳定
生物体的富集容量有限，超过一定 度可能会导致生物体的生长和繁殖受 到抑制。
富集速度慢
生物富集需要一定的时间，因为生物 体需要吸收和积累足够的污染物才能 达到有效的富集水平。
富集容量有限
借助物联网、大数据和人工智能等技 术，构建智能化生物富集系统，实现 实时监测、自动控制和优化管理。

环境化学第五章

环境化学第五章

CH
3
2
AsO(OH
)
2eCH
3
2
As(OH
)
C H3 CH
3
3
AsO
2eCH
3
3
As
九、污染物质的生物转化速率
▪ 1、酶促反应的速率 1）米氏方程：
2）影响酶促反应速率的因数 （1）pH的影响 （2）温度的影响 （3）抑制剂的影响
▪ 2、微生物反应的速率 1）微生物反应速率方程：L=L0e-kt 2）影响微生物反应速率的因素 链长规律
▪ 酶 催化作用的特点： 1、催化专一性高 2、酶催化效率高 3、酶催化需要温和的外界条件
二、若干重要辅酶的功能
▪ 1、FMN和FAD ▪ 2、NAD+和NADP + ▪ 3、辅酶Q ▪ 4、细胞色素酶系的辅酶 ▪ 5、辅酶A
其作用是在酶促反应中担任递氢任务, 其作用见下图
▪ 细胞色素酶系的辅酶主要有细胞色素b、c1、 c、a和a3等几种在反应中担当传递电子作 用，见下图
六、有毒有机污染物质的微生物降解
▪ 下面介绍几种有机毒物微生物降解的途径 ▪ 1、烃类
1）正烷烃的讲解 2）烯烃的微生物降解途径主要是烯的饱和末 端氧化，再经与正烷烃相同的途径成为不饱和脂 肪酸 3）苯的微生物降解途径 4）苯系化合物的讲解
▪ 2、农药的降解 1）苯氧乙酸的降解 2）有机磷杀虫剂对硫磷的可能降解途径 3）DDT降解
▪ 在磷脂双分子层中，亲水的极性基因排列于内外 两面，疏水的烷链端伸向内侧，所以，在双分子 层中央存在一个疏水区，生物膜是类脂层屏障。
▪ 膜上镶嵌的蛋白质，有附着在磷脂双分子层表面 的表在蛋白，有深埋或贯穿磷脂双分子层的内在 蛋白，但他们亲水端也都露在双分子层的外表面。

化学05

急性毒作用一般以半数有效剂量ED50或半数有效浓度 EC50来表示。 产生同一毒作用所需的剂量和浓度。
ED50和EC50：分别是毒物引起受试生物群体的半数
ED50 和 EC50 数值越小，毒物的急性毒性越高，反 之，越低。 半数有效剂量ED50或半数有效浓度EC50若以死亡率 作为毒作用的观察指标，则称为半数致死剂量 (LD50)或半数致死浓度(LC50)。
（1）协同作用
指联合作用的毒性大于其中各个毒性成分单独作用毒 性的总和。就是说，某一种毒物的存在能够增加其它 毒物对生物体的毒性，使混合毒物的毒性增加。 若以死亡率为毒性观察指标，两种毒物单独作用的死 亡率分别为M1、M2，则两种毒物协同作用的死亡率 M﹥M1+ M2 。 产生协同作用的机理相当复杂，不同毒物之间所产 生的协同作用的机理也不相同。通常从一种毒物可 以促进生物体对另一种毒物的吸收加强、降解受 阻、排泄迟缓、蓄积增加或产生高毒代谢物等方面 加以分析研究。
如有机磷酸酯、氨基甲酸酯农药与乙酰胆碱酯酶结合：
NO2 + HO-E 乙酰胆碱酯酶 S NO2 (C2H5O)2P-OE + HO 对硝基苯酚 磷酰化的 乙酰胆碱酯酶 （无活性） OH O （无活性）
氨基甲酸酯乙酰胆碱酯酶 萘酚
S (C2H5O)2P-O对硫磷 O O-C-NHCH 3
+ HO-E 西维因
一级致癌物主要来源：黄曲霉素来自霉变的粮食及食 物；亚硝胺来自腐烂的粮食、蔬菜、鱼肉、蛋奶；二恶 英来自焦油、沥青、塑料燃烧、垃圾焚烧；尼古丁来自 烟；亚硝酸钠来自工业盐、刚腌制的腌菜、某些食物中 用其作防腐剂；偶氮基来自假猪肉等。
强致癌食品的七大黑名单
腌制食品：产生的二甲基亚硝酸盐，在体内可以转化 为致癌物质-二甲基亚硝酸胺。 烧烤食物：会产生苯并芘。 熏制食品：含苯并芘，常食易患食道癌和胃癌。 油炸食品：煎炸过焦后，会产生多环芳烃。

第三章_生物富集ppt课件


球果蔊菜（Cr，As）
•
Cu ）
芥菜（Pb，Cr、Cd、Ni、Zn，
圆锥南芥（Cd）
长绒毛委陵菜（Zn）
二、污染物的性质
污染物的性质主要包括污染物的价态、形态、结构形
式、相对分子量、溶解度或溶解性质、稳定性（物理、化学、
生物）、在溶液中的扩散能力和在生物体内的迁移能力。
1）、化学稳定性和脂溶性是富集的重要条件。 化学性质稳定的物质，其理化性质能在环境中和生物体
氨基酸：1）、含有羧基和氨基，它们都能与金属相结合 而形成金属螯合物。 2）、许多氨基酸还含有一N基、一SH 基等，也都能与金属结合形成复杂的金属螯合环。
在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。
• （3）脂类含有极性酯键，这类酯键能和金属离子结
合而形成络合物或螯合物，从而把重金属贮存在脂肪内。
• 苦草（2种）＞黑藻＞喜旱莲子草＞大藻＞心叶水车前＞ 水车前。
海洋生物比淡水生物所富集的砷要多得多。各种淡水鱼的 砷的富集系数3—30和10一40。海洋生物砷的富集系数则比 这些淡水鱼及甲壳动物要高出10—100倍
5)、超积累植物
重金属超量积累植物：植物能超量吸收和积累重金属 这
类植物有三个主要特征：
•
第二节 生物富集的机制
•
第三节 生物富集的研究方法
第二节 生物富集机制
影响生物富集的因素很多：生物种的生物学特 性、污染物的性质、生物器官和组织、污染物的 浓度和作用时间，以及环境特点是主要的、决定 性的因素。
一、生物种的生物学特性
1）生物体内能与污染物结合的物质
不同种的生物对物质的富集程度是不一样的。 生物富集主要决定于生物本身的特性，特别是生物 体内存在的、能与污染物结合而形成稳定化合物的某类物质 的活性强弱和数量多少。生物体内凡是能和污染物形成稳定 结合物的物质，都能增加生物富集量。生物体内有很多组分 都能和污染物特别是重金属相结合而形成稳定的结合物，从 而消除或化解重金属的毒害作用。 这类物质有糖类、蛋白质、氨基酸、脂类、核酸等。

环境化学污染物的生物富集放大和积累共110页

40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— 心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
环境化学污染物的生物富集放大和积 累
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
Thank you

第三章 生物富集


三个重要特征: 1)体内元素含量大于一定的临界值, 2)植物吸收的重金属大部分分布在地 上部,即有较高的地上部/ 上部,即有较高的地上部/根浓度比, 3)植物有较高的耐重金属毒害性.
3.2.2污染物的性质 3.2.2污染物的性质
污染物的性质主要包括污染物的价态,形 态,结构形式,相对分子质量,溶解度或 溶解性质,物理稳定性,化学稳定性,生 物稳定性,在溶液中的扩散能力和在生物 体内的迁移能力等
?积累量fkct324环境特点?环境要素通过影响生物的生长发育和污染物的性质来间接影响污染物的富集?土壤环境对植物的富集作用有十分重要的影响?气态污染物主要通过气孔进入植物体凡是能影响光合作用的因素均能影响气态污染物在植物体内的积累?鱼体内积累的汞都是甲级汞湖底有机质含量越高水中的甲级汞含量低鱼体的含汞量很低325富集与食物链?在生态系统中污染物沿食物链流动过程中含量逐级增加其富集系数在各营养级中均可达到及其惊人的程度?以美国长岛河口区生物对ddt的富集为例大气3106mgkg水中浮游生物体004富集系数13万倍小鱼05167大鱼2833海鸟25858如果人吃鱼和海鸟ddt就会在人体内大量富集导致ddt中毒?在研究环境污染物时除了要监测大气水土壤污染外更要注意低浓度污染物的长时间作用低浓度污染物的长时间作用以及污染物在生态系统中沿食物链逐级富集的规律33研究生物富集的方法?模拟研究优点在于影响富集的各种因素便于控制便于分析各个因素各自的作用于他们的综合情况?调查实验研究优点在于污染物的富集是各种因素综合作用的结果与实际情况相符确定一个污染区以污染原为中心1环境调查
小麦在不同发育阶段施六六六的结果,以 扬花期为界,在扬花期前施药,原粮残毒 量未超标(0.5mg/kg),扬花期后,特别是 量未超标(0.5mg/kg),扬花期后,特别是 灌浆期施药,麦粒中六六六含量最高 该时期代谢物质向穗部运转最旺盛的时期. 说明,结实期接触污染物, 说明,结实期接触污染物,禾谷类可食性 部分富集污染物最高, 部分富集污染物最高,要引起足够重视
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

Algae
Biomagnification involves the processiveLianrgcerrefisahse in tissueNekton concentration of a chemical in successive levels of a food chain.
Organisms higher in the food chain
动力学
Dynamics derivation
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 13
生物富集动力学
吸收速率
水生生物吸 收速率常数
消除速率
水中污染物的 水生生物消瞬时状态浓度 除速率常数
水生生物体内污染 物的瞬时状态浓度
环境化学
稀释速率
水生生物生 长速率常数
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 6
Schematic representation of an experimental design used to assess bioconcentration assuming minimal metabolism of the compound under study.
动力学
生物放大 9
生物富集因子和正辛醇/水分配系数(KOW)之间的关系
D. W. Connell, Rev. Environ. Contam. Toxicol. 102, 117 (1988).
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 10
生物富集因子和正辛醇/水分配系数(KOW)之间的关系
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 19
环境化学
定义
影响因素 You！
The End
.
21
生物富集、积累与放大
Bioconcentration, Bioaccumulation & Biomagnification
.
1
定义
Definition
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 2
As mad as a hatter
Bioconcentration defines thlipeid soluble uptake by aquatic species
生物放大 14
生物富集动力学
水生生物富集 速率微分方程
t=0 c1(0) = 0
忽略kg
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 15
生物富集动力学
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 16
生物放大
Biomagnification
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 17
directly from the water through the gills and/or epithelial tissue.
Brain
Hat
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 3
Mode of defense
Bioaccumulation in aquatic sTopxeiccpielasntiss essentialAlynimal species bioconcentration plus uptake by any other process and usually applies to field observations where the routes of
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 18
生物富集 生物积累
生物富集是指生物通过非吞食方式，
从周围环境蓄积某种元素或难降解的物质
生物积累是生物从周围环境和食 物链蓄积某种元素或难降解物质
生物放大
生物放大是指在同一食物链上的高营养级
生物，通过吞食低营养级生物蓄积
某种元素或难降解物质
环境化学
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 7
影响因素
Time of Exposure 曝光时间 Dissolved Organic Matter 溶解的有机物
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 8
正辛醇
Relation between KB & KOW
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
KOW is a reasonable surrogate for the partitioning involved in estimating KB.
C. T. Chiou, Environ. Sci. Technol. 19, 57 (1985).
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 12
Precise relation
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 11
生物富集因子和正辛醇/水分配系数(KOW)之间的关系
Studies of the partitioning of compounds between the triglyceride, triolein, and water have shown a linear relation:
exDpeotserurernet aprreedantoort known.Accumulate toxin
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 4
影响因素
Bioconcentration Factor
环境化学
定义
影响因素 正. 辛醇
动力学
生物放大 5
Bioconcentration Factor, KB