海南大学水化第八章 污染物的毒性与毒性试验——2014.

《海南大学水化第八章 污染物的毒性与毒性试验——2014.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《海南大学水化第八章 污染物的毒性与毒性试验——2014.（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第八章 污染物的毒性与毒性试验 第一节 污染物与毒物 1、污染物 污染物是指进入环境后能够直接或间接 危害人类的物质。 污染物可以定义为：进入环境后使环境 的正常组成发生变化，直接或间接有害 于生物生长、发育和繁殖的物质。 2、毒物（toxicant） 毒物是指在一定条件下，较小浓度或剂量就能引 起生物机体功能性或器质性损伤的化学物质，或 剂量虽微，但积累到一定的量，就能干扰或破坏 生物机体正常生理功能，引起暂时或永久性的病 理变化，甚至危及生命的化学物质。 3、环境毒物的分类 （1）化学性环境毒物 （2）生物性环境毒物 （3）物理性环境毒物 进入环境中的化学污染物数量 惊人，仅由于煤燃烧，世

2、界范围内每 年约有3000 吨汞进入大气，经检测目 前存在于人体中的潜性毒物中约有500 种是 1920年前未见于环境中的。 （1）化学性环境毒物 存在于大气中 石油化工燃烧物，如 1kg 汽油燃 烧可产生CO2 150-200g，NOx 4-20g， CHx 4-8g 及相当量的铅；氟氯烃；光 化学反应的一次和二次污染物等。 存在于水体中的环境毒物: 重金属、有机农药、多氯联苯、 增塑剂、表面活性剂、酚、醛、放 射性元素等； 存在于土壤中: 重金属、有机农药、表面活性剂 、化肥等其他有机污染物。 此外，非正常的不良社会环境因素造成的 污染即人为添加物，如: 大米（工业石蜡油）；面粉（滑石粉）

3、； 黑木耳（硫酸镁）；茶叶（滑石粉,颜料）； 粉丝（漂白剂）； 白木耳（硫磺熏）； 海鲜 （甲醛泡）；味精（尿素）；猪饲料（瘦肉精 ）；豆制品（吊白块，甲醛次硫酸氢钠）人工 合成色素、植物生长刺激素和食品添加剂等。 天然存在于动物、植物和微生物体内 的某些特定物质或某些分泌物是有毒的 ，通常称毒素。 常见的带毒生物: 苦杏仁(苦杏仁苷), 大麻籽(大麻酚),蓖麻油(蓖麻毒蛋白), 棉 籽(棉酚,毒蛋白)花生,大豆,玉米(黄曲霉 素),河豚(河豚毒素), 贝类(贝类毒素), 金 枪鱼(组织胺)。 （2）生物性环境毒物 蛇毒、银杏毒、肉素(杆菌)等生物体内 含有的毒素,经人为加工成毒品, 毒素和毒

4、品 通称为毒物。 生物体除天生含有毒素外，还会从环境 摄入毒物，并通过食物链发生生物放大作用， 最终危害人类。 如鱼，蛇等动物体内有机汞蓄积和转化： 0.45mg Hg/kg。 存在于环境中的放射性核素和电磁波 的致电离辐射, 也称物理毒性因子。 存在: 天然建筑材料 ( 210Po、U、Tu ) 、核试验、核电站、核医学、涂料 ( 147Pm )、日光灯起辉器、 烟草、茶叶 (40K)、 天然水 (210Pb)、 宝石、电器、 通 讯设备等。 （3）物理性环境毒物 化学物质对生物体作用的性质和强度， 是生物体、化学物及环境条件三者相互 作用的结果。 毒物与非毒物没有绝对的界限，只能以 中毒剂

5、量的大小相对地加以区别。 如水、维生素、生命必需的微量元素 生物毒素等 因此一种化学物质是不是毒物，受到多 种因素的限制,如进入机体的物质数量、 生物种类、生物暴露于毒物的方式等。 限制因素的改变，有可能使毒物变成非 毒物，反之亦然。所以毒物于非毒物之 间并不存在绝对的界限。 第二节 毒性作用 一、毒性作用的一些基本概念 1、毒物（Toxicant）的概念 毒物与非毒物之间不存在绝对的界限，通常一 种物质只有达到中毒剂量时才是毒物。 2、中毒（Intoxication） 中毒是受到毒物作用引起功能或器质性改变后 出现疾病状态，各种毒性作用的综合表现，包 括急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒。 3、

6、 毒性（Toxicity） 指一种物质引起机体损伤的能力。毒物毒性的大 小由毒物浓度（剂量）及其对机体产生的损害性 质、程度来反映，一般用生物试验的方法测定。 4、危险性（risk） 危险性也称危险度，是指某种物质在具体的接触 条件下，对机体造成损害可能性的定量估计。对 化学物危险性的估计主要是根据化学物的毒性、 剂量与对机体损害作用的相互关系，群体中可能 受损害的个体数和程度，以定量的统计学概念进 行估计并用预期频率表示。 5、 剂量（dose） 指给予机体的或机体接触的外来化学物的 数量，通常以单位体重接触的外源化学物 数量（mg/kg体重）或机体生存环境中的浓 度（mg/m3空气，mg/

7、L水）表示。 剂量是决定外源化学物对机体造成损害作 用的最主要因素。同一种化学物，不同剂 量对机体作用的性质和程度不同。 几个剂量概念如下： （1） 致死剂量（Lethal concentration ，LC） 指在一定时间内引起所观察生物个体全部死亡的水中化合 物的浓度。 按照可引起生物机体死亡率不同分： 绝对致死浓度（absolutely lethal concentration ， LC100） 指能在一定时间内引起观察生物个体全部死亡的水中化 合物的最低浓度。 半致死浓度（half lethal concentration ，LC50） 指在一定时间内能引起试验生物群体中50%生物个体

8、死 亡的水中化合物的浓度。 （2）耐受限度（tolerance limit，TL） 指在一定时间内一群生物中一定存活比率个体 能够耐受的某种环境污染物在水中的浓度。 96h TL10相当于96h LC90 （3）有效浓度（effective concentration， EC） 指外源化学物引起机体某项生物效应发生改 变所需的浓度。不以试验生物的死亡作为反应 指标，而是以通过测定或观察生物对毒物的某 种特定的效应。 （4）最大允许毒物浓度与安全浓度 最大允许毒物浓度（MATC） 对受试生物没有明显影响的毒物浓度。 最大无作用浓度（NOEC） 最小有作用浓度（LOEC） NOECCH2Cl3CH

9、2Cl2CH3ClCH4 5、羟基 芳香族化合物中引入羟基，分子记性增 强，毒性增加。如苯酚苯 6、酸基和酯基 如羧基和磺酸基，引入分子，水溶性和 电离增高，脂溶性降低，难于吸收和转 运，毒性降低。 酸基经酯化后，电离度降低、脂溶性增 高，使吸收率增加，毒性增大。 7、胺基 胺具碱性，易与核酸、蛋白质的酸性集团 其反应，易于酶发生作用。 8、构型 机体内的酶对化学物质的构型有高度特 异 性，当环境化合物为不对称分子时， 酶只能作用于一种构型。 （二）物理性质与毒性 1、脂/水分配系数 化合物在脂相和水相的溶解达到平衡时的 平衡常数。该常数直接影响化合物的吸收 、分布、转运、代谢和排泄，与其毒性

10、密 切相关。 脂溶性高的毒物易被吸收且不易被排出， 在体内停留时间长，毒性较大。 毒物的溶解度愈大，毒性愈强。如砒霜（ As2O3）比雄黄（As2O3）溶解度大3万倍 ，因而毒性也比后者大。 2、电离度 在体内pH条件下，电离度越低，越易被吸 收，毒性越大。 3、挥发度和蒸气压 液态毒物在常温下越容易挥发，则越易形 成较大蒸气压，易通过呼吸道和皮肤吸收 进入机体，毒性也就越大。 如苯与苯乙烯的LC50值均为45mg/L，绝 对毒性相同，但苯乙烯的挥发度为苯的 1/11，所以在空气中苯比苯乙烯的浓度 高，危害性高。 4、分散度 颗粒愈小，分散度愈大，生物活性愈强 ，越易进入呼吸道深部。 5、纯度

11、 联合作用，会有影响 如除草剂2，4，5-T的致畸性主要是由 于所含杂质四氯二苯二恶英（TCDD）所 致。 二、机体（宿主）状况 1、种属和个体差异 不同种属的动物和同种动物中的不同个 体之间对同一毒物的感受性有差异，主 要是由于毒物在体内代谢的差异所致。 如氰化物，草食性动物的解毒能力较人、 狗等杂食性动物强。 反应停对大、小鼠剂量高达4000mg/kg 也几乎无致畸作用，而0.51.0mg/kg 的剂量即对人有致畸作用。 2、性别与激素 一般情况下，成年雌性动物比雄性动物 对化学物的毒性敏感，已发现苯、二硝 基酚等对雌性毒性较大，但如铅、乙醇 等对雄性动物毒性较大。 3、年龄 新生和幼年动

12、物通常对毒物较成年动物 敏感。主要是幼体某些组织器官和酶系 等功能发育还不完全。 4、营养与健康 营养不足或失调将影响化学物的毒性作 用。 如肝病使解毒能力下降而毒性增加 5、生物节律 生物节律即生物钟时生命进化过程中长期 形成的基本特征，研究表明化学物的毒 性与其进入机体发挥作用的时间有关。 如给小鼠注射相同剂量的乙醇，发现下 午4时和8时死亡率最高。 三、接触条件 1、接触途径 接触化学物质的途径不同，则吸收、分 布、首先到达的组织器官不同，其代谢 转化、毒性反应的性质和程度不同。 各种接触途径中，吸收速率大小依次为 ：呼吸道（静脉注射）腹腔注射肌肉 注射经口经皮。 2、溶剂 有些溶剂可加速、缓解毒物的吸收、排泄 而影响毒物的毒性。 如DDT的油溶液对大鼠的LD50为 150mg/kg，而水溶液则为500mg/kg 。 3、毒物浓度与容积 在同等剂量情况下，浓溶液较稀溶液毒作 用强。如氰化钾，以1.25%水溶液灌胃 对20只小鼠分别引起9只死亡，而5%水 溶液，剂量一样，但是在20只小鼠中有 19只死亡。 4、交叉接触 经多种途径进入机体， 四、环境因素 气温、气压、昼夜或季节节律及其它物理 因素（如噪声）、化学因素（联合作用 ）等，都会影响毒物的毒性作用。