（2） 植物细胞壁对重金属的解毒作用：
① 对于有些植物而言，大部分的金属离子会被局限于细胞壁上，而不能进入细胞质影响代谢活动，使植物
对重金属表现出耐性。只有当重金属与细胞壁结合达到饱和时，多余的金属离子才会进入细胞质。
② 不同金属与细胞壁的结合能力不同，研究证明Cu＞Zn和Cd。不同植物的细胞壁对金属离子的结合能力
也是不同的。由此可见，细胞壁对重金属的固定作用不是植物的一个普遍耐性机制。
（3） 酶系统的作用：耐性植物中有几种酶的活性在重金属含量增加时仍能维持正常水平，甚至还有另一些酶可
以被激活，从而保持了耐性植物的正常代谢过程；而此时的非耐性植物的酶活性却明显降低。因此可以认为耐性品种或植株中有保护酶活性的机制。
（4） 重金属硫蛋白或植物络合素的解毒作用：人类由马肾脏中提取出一种“金属硫蛋白”（简称MT），此后又
从植物中分离得到了Cd诱导产生的结合蛋白（称为类MT）；人类还从重金属诱导的蛇根木悬浮细胞中提取出了一组金属结合肽，与MT、类MT都不同，故将其命名为植物络合素（简称PC）。无论是MT、类MT、植物络合素或者其他金属结合肽，作用都是与进入动、植物细胞内的重金属结合，使其以不具生物活性的无毒的螯合物形式存在，降低金属离子的活性，从而减轻或解除重金属的毒害作用。
29. 影响农药在土壤中扩散的主要因素。P288-290
农药在土壤中的迁移方式有扩散和质体流动两种。扩散受许多因素的影响： （1） 土壤水分含量：（以林丹为研究对象）
① 农药在土壤中存在气态和非气态两种扩散形式。在水分含量为4％～20％气态扩散占50％以上；当水分
含量超过30％，主要为非气态扩散。 ② 在干燥土壤中没有发生扩散。 ③ 扩散随水分含量增加而变化。
④ 当土壤含单分子层水时，农药就不再挥发了。（DDT也有类似情况） （2） 吸附：
① 阳离子型农药（百草枯，敌草快等）、弱碱性的农药（氯化均三氮杂苯等）易溶于水，并在水中完全正离
子化，很快吸附在黏土矿物或有机质的表面。 ② 酸性农药在水溶液中可解离成有机阴离子，而土壤胶体通常为负电荷，故酸性农药的吸附比碱性农药吸
附要弱。
（3） 温度：当土壤的温度增高时，农药的蒸气密度显著增大，扩散系数也增大。
（4） 土壤的紧实度：土壤的紧实度是影响土壤孔隙率和界面特性的参数。增加了紧实度就减少了孔隙率，农药
的扩散系数也就降低了。
（5） 气流速度：如果空气的相对湿度不是100％，那么增加气流可加快农药蒸气向土壤表面的扩散。风速、湍
流和相对湿度在造成农药田间的挥发损失中起着重要作用。
（6） 农药种类：不同种类的农药扩散行为不同。比如，乙拌磷主要以蒸气形式扩散，受水分影响小；乐果主要
在溶液中扩散，随水分增加而扩散增大。
30. 有机氯农药在土壤中的迁移转化。 （1） DDT：（p296）在土壤中移动不明显，主要靠微生物的作用降解；在植物叶片中积累最多，在果实中较少。
① 生物降解：按还原、
氧化和脱氯化氢等机理进行。
② 光降解： 在290～310nm的紫外光照射下，p,p`-DDT可转化为p,p`-DDE及DDD，进一步光解，形成p,p`-二氯二苯甲酮及若干二、三、四氯联苯。
（2） 林丹：（p298）含99％以上的丙体六六六称为林丹。
六六六代谢的最初产物是无氯环己烯，它以几种异构体形式被分离出来。在微生物影响下，六六六可以形成酚类，在土壤中进一步降解。在动物体内，可以生成二氯、三氯和四氯苯酚的各种异构体。 31. 有机磷农药在土壤中的迁移转化。p300-301 （1） 吸附催化水解：
硫代磷酸酯的吸附催化水解反应机理：
由于吸附催化作用，水解反应在有土壤存在的体系中比在无土壤存在的体系中快。 马拉硫磷催化水解反应机理：
（2） 光降解：
辛硫磷在253.7nm的紫外光下照射30h，其光降解产物如下：
在有机磷的光降解过程中，有可能生成比其自身毒性更强的中间产物。
（3） 生物降解：农药对土壤微生物有抑制作用。同时，土壤微生物也会利用有机农药为能源，在体内酶或分泌
酶的作用下，使农药发生降解作用，彻底分解为CO2和H2O。 马拉硫磷可被两种土壤微生物以不同的方式降解，其反应如下：
32. 掌握土壤的主要污染源和污染物种类。（老师新增，PDFp60） （1） 污染源
① 天然源——
a.矿物风化：元素和化合物的富集中心周围往往形成自然扩散带，使附近土壤中某些元素的含量超出一般土壤含量，造成地区性土壤污染。b.火山爆发：岩浆和降落的火山灰等。 ② 人为源——
a.城市和工业排放：城市固体废物（城市垃圾、工矿业废渣）；城市污水（工业废水、生活污水）；大气污染物（通过干、湿沉降进入土壤）。b.农业污染源：污水灌溉（破坏土壤结构功能，污染水土）；污泥农用（重金属、病菌超标）；化肥、农药过量滥施；农膜残留（白色污染）；畜禽粪便废弃物。 （2） 污染物种类
① 有机物质：如有机氯和有机磷农药，由于化学性质稳定，不易被土壤微生物降解，所以在土壤中残留时
间很长，被作物吸收后，再经过各种生物之间转移、富集和积累，使农药的残毒直接危害人体的健康。一般的有机物容易在土壤中发生生物降解，土壤中滞留时间较短。 ② 氮肥和磷肥：无机盐类易被植物吸收；淋溶流失。 ③ 重金属：如As、Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Pb等，进入土壤后可被作物吸收积累，间接危害人畜健康，同
时也可使土壤中野生动物受害或转入水体危害鱼类。 ④ 放射性元素：如Cs、Sr等。 ⑤ 有害微生物类：如肠细菌、炭疽杆菌、破伤风杆菌、肠寄生虫（蠕虫）、霍乱弧菌、结核杆菌等。 ⑥ 有害气体：如土壤中有机物分解产生CO2、CH4、H2S、H2、NH3和N2等气体（其中CO2和CH4是主要
的），在某些条件下也可能成为土壤的污染物。
第五章 生态环境化学
33. 物质通过生物膜的方式。P304-305
营养物质及其代谢物主要以被动易化扩散、主动转运通过生物膜，其它物质一般以被动扩散方式通过。 （1） 膜孔滤过：直径小于膜孔的水溶性物质，可借助膜两侧静水压及渗透压经膜孔滤过。 （2） 被动扩散：脂溶性物质顺浓度梯
度通过有类脂层屏障的生物膜的扩散。
一般，脂—水分配系数越大、分子越小、或在体液pH值条件下解离越少的物质，容易扩散通过生物膜。被动扩散不需耗能，不需载体参与，因而不会
出现特异性选择、竞争性抑制及饱和现象。
（3） 被动易化扩散：物质在高浓度侧与膜上特异性蛋白质载体结合，通过生物膜至低浓度侧解离出原物质的转
运。
被动易化扩散呈现特异性选择，存在类似物质的竞争性抑制和饱和现象。
（4） 主动转运：在消耗一定代谢能量的情况下，物质从低浓度侧与膜上高浓度特异性蛋白载体结合，通过生物
膜至高浓度侧解离出原物质的转运。
膜外侧K+与膜上磷酸蛋白P结合为KP，而后在膜中扩散并与膜的三磷酸腺苷发生磷化，将结合的钾离子释放至高浓度侧（膜内）。
主动转运具有特异性选择，与膜的高度特异性载体及其数量有关，存在类似物质的竞争性抑制和饱和现象。
（5） 胞吞和胞饮：少数物质与细胞膜接触后，会改变膜的表面张力，引起膜的外包或内陷而被包围进入膜内。
固体物质的这一转运称为胞吞，而液态物质的这一转运称为胞饮。
34. 污染物在机体内的转运方式。P305-308
（1） 吸收：污染物质从机体外，通过各种途径通透体膜进入血液的过程。
① 消化道吸收：污染物质主要通过被动扩散被消化道吸收，主动转运较少。主要的吸收部位在小肠，其次
是胃。
污染物质的脂溶性越强及在小肠内浓度越高，被小肠吸收也越快。此外，血液流速越大，则膜两侧污染物质的浓度梯度越大，机体对污染物质的吸收速率也越大。
② 呼吸道吸收：主要吸收大气污染物，其主要吸收部位是肺泡。
气态和液态气溶胶污染物，可用被动扩散和滤过方式，分别迅速通过肺泡和毛细血管膜进入血液。固态气溶胶和粉尘污染物质吸进呼吸道后，可在气管、支气管及肺泡表面沉积。
③ 皮肤吸收：污染物质常以被动扩散相继通过皮肤的表皮及真皮，再滤过真皮中毛细血管壁膜进入血液。
一般，分子量＜300，处于液态或溶解态，呈非极性的脂溶性污染物质，最容易被皮肤吸收（如酚、尼古丁、马钱子碱等）。
（2） 分布：指污染物质被吸收后或其代谢转化物质形成后，由血液和淋巴系统传输到全身各组织，与组织成分
结合，从组织返回血液，以及再反复等过程。（以被动扩散为主） ① 能溶解于体液的物质（钠、钾、锂、氯、溴等）在体内分布比较均匀。 ② 三、四价阳离子（镧、锑、钍等）水解后生成胶体，主要蓄积于肝或其他网状内皮系统。 ③ 与骨骼亲和性较强的物质（铅、钙、钡、锶、镭、铍等二价阳离子）在骨骼中含量较高。 ④ 对某一种器官具有特殊亲和性的物质，则在该种器官中蓄积较多。 ⑤ 脂溶性物质（有机氯化合物、甲基汞等）易蓄积于动物体内的脂肪和大脑中。
（3） 排泄：污染物质及其代谢物质向机体外的转运过程。排泄器官有肾、肝胆、肠、肺、外分泌腺等，而以肾
和肝胆为主。 ① 肾排泄：污染物质通过肾随尿排出体外的过程。
a.肾小球滤过：肾小球毛细血管壁有许多较大的膜孔，大部分污染物质都能滤过，但相对分子质量过大或与血浆蛋白结合的污染物不能滤过。
b.近曲小管主动分泌：近曲小管能分别分泌有机酸和有机碱形成主动转运系统，污染物质通过转运进入肾管腔从尿中排出。
c.远曲小管被动重吸收：远曲小管对滤过肾小球溶液中的脂溶性污染物质，可被动扩散进行重吸收。肾小管液呈酸性时，有机弱酸易被重吸收，而有机弱碱因解离多难被重吸；肾小管液呈碱性时，则相反。 ② 胆汁排泄：由消化管及其它途径吸收的污染物，经血液到达肝脏后，以原物或其代谢物并胆汁一起分泌
至十二指肠，经小肠至大肠内，再排出体外的过程。一般M＞300、水溶性大的化合物，易被胆汁所排泄。 值得注意的是有些物质由胆汁排泄，在肠道运行中又重新被吸收，该现象称为肠肝循环。这些物质一般呈高脂溶性，在体内停留时间较长。
（4） 蓄积：机体长期接触某污染物质，若吸收超过排泄及其代谢转化，则会出现污染物在体内逐增的现象，称
为生物蓄积。蓄积量是吸收、分布、代谢转化和排泄量的代数和。
主要蓄积部位是血浆蛋白、脂肪组织和骨骼。污染物质的蓄积部位与毒性作用部位可能相同，也可能不同。比如CO的蓄积和毒性作用部位都是血红蛋白，而DDT蓄积在脂肪组织，毒性作用在神经系统及其他脏器。
当污染物质蓄积和毒性作用的部位不相一致时，蓄积部位可成为污染物内在的二次接触源，有可能引起机体慢性中毒。
35. 污染物质的生物富集。P309-310
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物质，使其在机体内浓度超过环境中浓度的现象。
生物浓缩系数BCF是指生物体内某种元素或难降解的化合物的浓度与它所生存的环境中该物质浓度的比值。BCF用来表示生物富集程度。
（1） 生物富集速率方程：水生生物对物质
的富集速率，是生物对其吸收速率（Ra）、消除速率（Re）及由生物机体质量增长引起的物质稀释速率（Rg）的代数和。
于是生物富集速率的微分方程为
如果富集过程中生物量的增长不明显，则kg可忽略不计，式子简化成
通常，水体足够大，水中的污染物浓度(cw)可视为恒定。又设t＝0时，Cf（0）＝0。在此条件下求解上面两式，水生生物富集速率方程为
可以看出，水生生物浓缩系数（cf／cw）随时间延续而增大，先期增大比后期迅速。
（2） 富集系数BCF的计算：
① 动力学实验法：当t→∞，富集达到
动态平衡时，用动力学实验法测定ka、ke 和kg值后，用下式计算
② 间接计算法：有机物质在辛醇—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。其通式为lgBCF＝a lgKow+b。
36. 污染物质的生物转化。 （1） 重要辅酶的功能p314：
① FMN 和FAD——是一些氧化还原酶的辅酶，具有传递氢原子的功能。
从底物上脱落下来的两个H，由辅酶FMN或FAD分子进行传递（分别加到它们的异咯嗪基中标号为1和l0的氮上），于是就完成了氧化型（FMN／FAD）向还原型（FMNH2／FADH2）的转化。辅酶将氢传递给底物，又可恢复为FMN／FAD。
② NAD+（辅酶Ⅰ）和NADP+（辅酶Ⅱ）——是一些氧化还原酶的辅酶，起着传递氢的作用。
从底物上脱落下来的两个H，由辅酶分子中烟酰胺基团进行传递。其中，一个H加到杂环氮对位的碳上；另一个氢（H+＋e-）中的电子加到杂环的氮上，剩下的H+游离于细胞液中备用。这样，NAD+／NADP+转变为NADH／NADPH，把氢和电子传递给不同底物后，又复原为NAD+／NADP+。
③ 细胞色素酶系的辅酶——细胞色素酶系用于催化底物氧化，酶蛋白各不相同，但它们的辅酶都是铁卟啉。
起着传递电子的作用。
反应时铁卟啉中的铁不断地进行氧化还原，当铁获得电子时从+3价还原为+2价，当后者把电子传递出去后又氧化为+3价。
④ 辅酶A（CoASH）——是一种转移酶的辅酶，起着传递酰基的功能。
⑤ 甲基钴氨素——（p345）通过碳—钴键断裂，起着传递甲基的功能。 （2） TCA循环p322：在有氧
氧化条件下，丙酮酸（多糖水解成单糖，单糖酵解成丙酮酸）通过酶促反应转化成乙酰辅酶A（式5-36），乙酰辅酶A与草酰乙酸经酶促反应转成柠檬酸（式5-37）。
柠檬酸通过酶促反应途径，最后又形成草酰乙酸，又与上述丙酮酸持续转变成的乙酰辅酶A生成柠檬酸，再进行新一轮的转化。这种生物转化的循环途径称为三羧酸循环或柠檬酸循环，简称TCA循环。