环境化学第五章污染物的生物富集、放大和积累.ppt

2021/9/12 * ①无机亚砷酸盐和砷酸盐Inorganic arsenite and arsenate 虽然砷酸盐在热力学上更稳定,但无论是在厌氧环境还是在好氧环境中,只要存在合适的微生物,AsO43-和AsO33-之间很容易发生相互转化 AsO43-和AsO33-是大多数水和沉积物/土壤样品中发现的主要砷形态 二者已经在海洋动物和藻类体内发现，但通常不是主要形态 ②胂和甲基胂-Arsine and methylarsines 胂（AsH3）、单甲基胂（AsMeH2）、二甲基胂（AsMe2H）和三甲基胂（AsMe3）可在自然条件下产生 在British Columbia地区的温泉气体和藻类覆盖物中检出-Hirner et.al.,1998 在填埋场气体和废水处理厂中也检出了这些挥发性砷化合物 –Cai,Y,et.al.,2003 砷的几种主要形态 2021/9/12 * ③甲基胂酸和二甲基胂酸 Methylarsonic acid and dimethylarsinic acid chanllenger在1945年的Chem.Rev.第一次提到无机砷可以被真菌甲基化 它们浓度很低,但可以存在于所有环境相中。 ④三甲基氧化胂和四甲基砷离子 Trimethylarsine oxide and tetramethylarsonium ion(TMAO) TMAO可能是MMA和DMA形成过程中的代谢产物,环境中没有后二者存在广泛,可能被氧化成了胂。 现在，分析方法的不足限制了TMAO 的测定 砷的几种主要形态 2021/9/12 * ⑤砷甜菜碱和砷胆碱-Arsenobetaine and arsenocholine Edmonds等人于1977年首次在水生生物体内发现砷甜菜碱 砷甜菜碱是目前为止发现的海洋动物体内最主要的砷形态 。在海水和藻细胞中尚未发现砷甜菜碱,而海洋动物体内的砷主要以此种形态存在。 水生生物体内也发现了砷胆碱,但浓度要低于砷甜菜碱。陆生生物体内也可以检出砷胆碱,并且在某些物种体内还可能是主要形式。 ⑥砷糖-Arsenosugars Edmonds和Francesconi首次在海洋生物体内发现了砷糖 常见的砷糖结构式有四种???？？ 砷糖类化合物可以存在于海洋藻类和动物、淡水藻类和植物以及陆生生物体中（如蚯蚓、真菌、植物）。 砷的几种主要形态 2021/9/12 * 砷形态之间的转化过程 砷形态之间的相互转化及其迁移过程是砷生物地球化学循环的两个关键环节 砷的形态转化主要包括以下几个过程 氧化/还原 甲基化/去甲基化 砷糖合成 砷甜菜碱合成 2021/9/12 * 砷-形态转化之氧化/还原 环境中两种最主要的砷氧化态为+3价（AsШ）和+5价（AsV）。 两种价态砷之间的相互转化既包括化学过程,也包括微生物的作用。单纯测定系统的氧化还原电位并不能确定氧化还原对中氧化态与还原态的比例。 经常能观察到AsШ存在于富氧环境中,而AsV存在于缺氧环境中,这就表明AsШ/AsV处于非平衡态，这种非平衡态与氧化还原电位的其他指标有关（如溶 解氧）。 2021/9/12 * 砷-形态转化之甲基化/去甲基化 甲基化是指在砷上连接甲基基团,这是一种生物学过程 微生物作用下: 在细菌,真菌,藻类作用下已得到广泛研究; 环境条件:好氧，厌氧条件均可; 最终产物:无机砷或者各种挥发性的胂类（AsH3; CH3AsH2；(CH3)2AsH；(CH3)3As）； 在哺乳动物体内： 研究对象：人体内砷的转化。 步骤： 五价砷到三价砷的双电子还原； 三价砷上引入甲基基团的氧化加成过程 ； 2021/9/12 * 砷-形态转化之砷糖合成 已经在海洋藻类细胞中广泛发现砷糖,但目前仍然不是完全清楚藻类为什么从海水中吸收砷酸盐然后转化为砷糖。 砷糖合成的途径 　　Edmonds和Francesconi在Challengers的砷微生物甲基化模型的基础上提出了砷糖合成的一种途径 。 　　过程包括 还原和氧化性甲基化; 依次合成产物甲基胂酸、二甲基胂酸、氧化甲基胂 根据实验数据的支持,研究者还提出了其它一些砷糖合成的途径,但需要更深入的研究才能评估哪种途径对于初级生产者是可行的 2021/9/12 * 砷-形态转化之砷甜菜碱合成 砷甜菜碱是海洋动物体内的主要砷形态 砷甜菜碱的合成过程现在还不是很清楚 考虑到砷沿食物链传递的可能性,藻细胞中的砷糖有可能被转化为动物体内的主要砷形态-砷甜菜碱 借助现代分析技术的进展,新的砷形态和中间代谢产物有可能被鉴定,这将有助于更好地理解砷的转化过程 2021/9/12 * Fe