第5章 生物富集《生态毒理学》.ppt

不同生物对金属的富集能力不同。在一个海洋模式生态系统中研究发现，藤壶和沙蚕对10种金属或类金属的生物富集能力较大，牡蛎和蛤次之，蓝蟹最小。 生物对金属的放大作用不仅与对金属的吸收速率有关，而且与金属的消除速率有关。 金属的生物放大作用还与被捕食者对金属的抗性机理有关。 三、有机化合物的生物放大 许多不易代谢和消除的有机化合物可随营养传递而发生生物放大。例如，DDT、PCB、二噁英等持久性有机污染物（POPs）。 影响有机合物生物放大的因素 污染物物理化学性质 的影响：Thomann（1989）指出lg Kow为5～7的化学物一般可被生物放大。 与有机污染物的结构有关，不容易被代谢分解的异构体，往往容易生物放大。 生物年龄可影响生物放大。 生物体脂的含量与脂溶性有机物的生物放大有关。 污染物理化性质的影响 生物特性的影响 环境因素的影响 第三节 影响生物富集的因素 一、环境污染物理化性质的影响 （一）一般规律 1. 污染物的稳定性和脂溶性 环境污染物的稳定性、脂溶性和水溶性是决定其生物富集特性的主要方面。一般来说，在体内难降解、脂溶性高、水溶性低的化合物，其生物富集系数较高；反之，则低。 2. 污染物的生物可吸收率 污染物的生物可吸收率是指该污染物可以被生物吸收的程度，也称生物可利用率。一般来说，污染物的生物可吸收率愈高，对其生物富集就愈有利。如果有的污染物在生物体内富集，而没有出现任何效应，但这种污染物可能通过食物链传递到更高的营养级，对此类污染物的富集和影响也应引起重视。 3. 污染物在体内的转化与消除 容易被生物吸收，而不易被转化和消除的污染物易于被生物富集。生物转化以后的代谢产物不容易进一步转化和排除体外的也易于在生物体内富集。 例如,DDT在体内的代谢产物DDE极难被进一步代谢转化而被贮存于体脂中；大多数酚类污染物脂溶性很低而水溶性很高，不但不容易被生物吸收，而且在体内易被生物转化而排泄，故大多不能在生物体内富集。 4. 气味 环境污染物的气味能影响觅食者的好恶，觅食者可因某种污染物不悦的气味而拒绝摄食，因而不利该污染物的吸收和富集。 (二）无机污染物的性质与生物可吸收率 1.水溶性和脂溶性 化合物的水溶性对生物的吸收影响很大。 一般来说，水溶性愈大愈容易被生物吸收；反之在水环境中难溶于水的金属和类金属化合物，不易被生物摄取和吸收，不利于该化合物的生物富集。 脂溶性的金属有机化合物（如HgCH3Cl）比水溶性的金属无机化合物（如HgCl2）更容易被生物吸收和富集。 2. 金属离子 一般来说，金属的自由离子形态是其最可生物利用的形态。 金属的自由离子可以通过细胞膜上的离子通道进入细胞，有的还可通过细胞膜主动转运的方式（如离子泵）进入细胞。 但是，有些B族金属的中性络合物比其带电离子更加亲脂，从而极大地提高了它们的生物可吸收率。 3. 颗粒物和食物中的金属 在空气颗粒物中的金属和类金属的生物可吸收率不仅与其化学形式有关，还与颗粒物大小及该元素在颗粒中的分布有关。 食物颗粒的大小及食物组成成分对其中污染物在肠道的生物可吸收率也有很大影响。 4. 底泥中的金属 一般来说，底泥中的金属和类金属的生物可吸收率较难估算，底泥中金属和类金属的总浓度并不能很好地反映生物可吸收率。 在缺氧底泥中，金属的生物可吸收率与硫化物有关，底泥中的硫化物可与金属反应生成高度不溶性金属硫化物，使金属的生物可吸收率降低，同时也降低了这些金属对底栖生物的毒性作用。在有氧的底泥中的有机碳含量越高，金属的生物可吸收率越低。 5. 气体分子的性质和形式 气态污染物的化学性质及其分子存在形式与生物可吸收率有关，中性气态分子与其水化后形成的离子在生物吸收上有很大不同。 例如,中性的NH3比带电荷的NH4+更易透过细胞膜，因此NH3比NH4+的生物可吸收率更大。 气态污染物的脂/水分配系数愈大，愈容易穿透生物膜而被吸收。因此，生物可吸收率就愈大，也就愈有利于生物富集。 (三）有机污染物的性质与生物可吸收率 1.定量结构-活性关系 (QSAR） QSAR是指化学物分子性质与其生物活性（即生物可吸收率或毒性）之间的一种定量关系。 化学物分子性质包括亲脂性、空间构型、分子体积及反应活性等，其中有关亲脂性方面的特性如有机化合物的Kow、水中溶解度及Ktw等是生态毒理学上最常用的化学性质。 一般来说，脂溶性较高的化学物较易通过生物膜而被吸收，而脂溶性和水溶性均较高的化学物最易透过生物膜。但是，非常大的分子（超过0.95nm）则不能通过生物膜。 此外，有机化合物离子化