生物浓缩系数

一、生物富集
水生生物对水中物质的富集是一个复杂过程。但是对于有较高 脂溶性和较低水溶性的、以被动扩散通过生物膜的难降解有机物质， 这一过程的机理可简示为该类物质在水和生物脂肪组织两相间的分配 作用。 人们以正辛醇作为水生生物脂肪组织代用品，发现这些有机物 质在辛酪—水两相分配系数的对数(lgKow)与其在水生生物体中浓缩 系数的对数(lgBCF)之间有良好的线性正相关关系。
一、生物转化中的酶
酶催化作用的特点在于： 第一，催化专一性高。
一种酶只能对一种底物或一类底物起催化作用，而促 进一定的反应，生成一定的代谢产物。如脲酶仅能催化尿 素水解：
第二，酶催化效率高。
例如，蔗糖酶催化蔗糖水解的速率较强酸催化速率高 2X1012倍。0℃时过氧化氢酶催化过氧化氢分解的速率高 于铁离子催化速率1X1010倍。一般，酶催化反应的速率比 化学催化剂高107一1013倍。
三、生物积累
生物放大或生物富集是属于生物积累的一种情况。
所谓生物积累，就是生物从周围环境(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。
生物积累也用生物浓缩系数表示。
Байду номын сангаас
三、生物积累
以水生生物对某物质的生物积累而论．其微分速率方 程可以表示为：此式表明，食物链上水生生物对某物质的积累速率
第三，酶催化需要温和的外界条件。
酶催化作用一般要求温和的外界条件，如常温、常 压、接近中性的酸碱度等。
一、生物转化中的酶
酶的种类很多，已知的酶有2X103多种。 酶按照成分：分为单成分酶和双成分酶两大类。 单成分酶：只含有蛋白质，如脲酶、蛋白酶。 双成分酶：除含蛋白质外，还含有非蛋白质部分，前 者称酶蛋白，后者称辅基或辅酶。
第三节 污染物质的生物富集、放大和积累 •
•
• 一、生物富集
二、生物放大
三、生物积累
一、生物富集
生物富集是指生物通过非吞食方式，从周围环境(水、
土壤、大气)蓄积某种元素或难降解的物质，使其在机体
内浓度超过周围环境中浓度的现象。
生物富集用生物浓缩系数表示，即：
BCF=cb／ce 式中：BCF——生物浓缩系数； • • cb—某种元素或难降解物质在机体中的浓度； ce—某种元素或难降解物质在机体周围环境中的浓度
一、生物富集
生物浓缩系数可以是个位到万位级，甚至更高。 其大小与下列三个方面的影响因素有关:
在物质性质方面: 降解性、脂溶性和水溶性。一般，降解
性小、脂溶性高、水溶性低的物质，生物浓缩系数高；反之， 则低。
在生物特征方面: 生物种类、大小、性别、器官、生物
发育阶段等。
在环境条件方面: 温度、盐度、水硬度、pH值、氧含量
和光照状况等。 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：
第四节 污染物质的生物转化
物质在生物作用下经受的化学变化，称为生 物转化或代谢(转化)。 生物转化、化学转化和光化学转化构成了污 染物质在环境中的三大主要转化类型。 一、生物转化中的酶
酶是一类由细胞制造和分泌的、以蛋白质为主要成分 的、具有催化活性的生物催化剂。 其中，在酶催化下发生转化的物质称为底物或基质； 底物所发生的转化称为酶促反应。
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。
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
二、若干重要辅酶的功能
1．FMN和FAD
二、若干重要辅酶的功能
2．NAD+和NADP+
辅酶NAD+和DADP+又分别称为辅酶I和辅酶Ⅱ，依次是烟酰胺腺嘌 呤二核苷酸和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸的缩写，结构式如图5—3所 示。
Ra=kacw
Re=-kecf Rg=-kgcf 式中： 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。
在双成分酶催化反应时，一般是辅酶起着传递电子、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酶的催化活性， 而当酶蛋白与辅酶经分离后各自单独存在时则均失去相应作用。
二、若干重要辅酶的功能
1．FMN和FAD
辅酶FMN和FAD分别是黄素单核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸的缩写，结 构式如图5—2
等于从水中的吸收速率，从食物链上的吸收速率及其本身消除、稀释速 率的代数和。
• 三、生物积累
上列式子表明，生物积累的物质浓度中，一项是从水中摄得的浓度， 另一项是从食物链传递得到的浓度。这二项的对比，反映出相应的生物官 集和生物放大在生物积累达到平衡时的贡献大小。
三、生物积累
另外，可知 的关系为