环境污染物环境有毒有害物质

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1、1第二篇 环境污染物环境污染物 （进入环境后）使环境的正常组成和性质发生直接或 间接变化的物质。（环境污染物主要由人类的生产和生活活动产生）“相对性”、“拮抗或协同作用” 、“降解中间产物”2一、产生危害的环境因素化学性的环境因素 包括合成化学物质、金属和天然毒素等。物理性的环境因素 包括热、光、辐射和噪音等。生物性的环境因素 包括细菌、滤过性病毒和真菌等。(环境污染物的研究以化学因素为主) 3一、产生危害的环境因素（现代人的食、衣、住、行、乐暴露于化学物质中）（化学物质）如何定义 毒性 ?氰化物（毒性物质） 二噁英 (dioxins) （毒性物质） 酒精 毒性？ （肝硬化）毒性取决于接受物质

2、量的多少，而非完全在于接受或暴露于何种物质 。 “剂量决定毒性” 4二、毒性反应或作用生物接受外来环境变化 的刺激，皆能立即产生反应 ，启动生理反馈机制，使其 处于稳定状态。毒性物质 进入生物体内，若超出身体 所能负荷，产生不良反应或 毒害。生理状态变化与生命力关系 （不同物质对生物体所产生的作用与该物质接触生物体的量与方式、生物种类 、敏感度等因素有关）5二、毒性反应或作用环境毒物学 单体 生态毒物学 生态系统 6二、毒性反应或作用生物体经治疗或休养，毒害作用随时间消逝，生理状态恢复正常， 称为可恢复性毒害（reversible toxic effects）。若为永久性伤害，称 为不可恢复性

3、毒害（irreversible toxic effects）。（毒物是否会造成永久性伤害与伤害程度、时间以及作用的部位有关 ）人体肝脏细胞 人体神经细胞 7二、毒性反应或作用（毒性物质对生物体的）毒性作用（若以产生反应的时间而论）立即性反应（在短时间内即产生反应者） 如著名的神经毒气沙林（ sarin，有机磷类的一种，甲氟膦酸异丙酯），可在吸人大量后的数秒 或数分内死亡。延迟性反应（需较长的时间显现毒害症状者） 例如 石棉(asbestos) 对石棉工人所造成的石棉肺(asbestosis)需长时间的暴露及伤害的累积 ，方能在肺功能上显现出明显的损害；而致癌物质造成癌症的发生所 需要的时间往往

4、可达20至30年之久。或 急性（acute， 24小时）、亚急性（sub-acute， 1个月）、亚慢 性（subchronic，1-3个月）、慢性（chronic， 3个月）8二、毒性反应或作用（不同的毒性物质会产生不同种类的毒性）毒性物质具有作用点的特定性，即其作用于特定的器官或组织 ，此称为靶组织/器官。毒性物质进入生物体内后，因为体内循环系统的输送，可能使产生 作用的部位与最初接触毒物的部位不同，称为系统性毒性 。例如 酒精由小肠吸收后，却可对脑神经造成影响。若发生毒害作用的部位与接触点相符，称为局域性毒性。例 如 臭氧与人体的眼部与呼吸道接触后，会造成这些部位的刺激。9二、毒性反应或

5、作用有些物质可能会同时造成系统性毒性与局域性毒性。例如 四乙 基铅除了对所接触的皮肤部位造成的反应外，也可经渗透，在血液传 送，从而影响中枢神经系统。10二、毒性反应或作用毒性物质如何产生毒性？毒性物质通过生物体的屏障（皮肤、黏膜组织等上皮组织）进入体内（不 论是否经过输送），到达产生作用的组织或器官，进入特定的细胞或仅 在细胞之外。进入细胞的化学物质到达作用点与特殊的生化分子结合或作用， 并产生反应，而未进入细胞的物质也许仍停留在组织中，影响细胞外一 些作用的正常运作。细胞中的某些特殊的生化反应，因外来物质的影响而开始改变，此生化反应 可能受阻、抑制、停止或加速，并造成细胞活力的降低、 死亡

6、或生长与繁殖等正常作用的改变。若大量细胞或组织受损，则体内的正常生理作用也可能受影响并产生不良反 应，而表现出的症状即为毒害。11二、毒性反应或作用四氯化碳对人体肝脏影响机制12二、毒性反应或作用_接触与暴露暴露 _ 化学物质与生物体接触，进人体内的过程。生物体暴露的途径（接触方式）：吸入、食入与皮肤接触生物体暴露的形式（以时间长短区分）：急 性（少于24小时，以一次、高剂量的暴露为主）亚急性（少于1月，多次暴露）亚慢性（13月，多次暴露） 慢 性（多于3月，多次暴露） 13二、毒性反应或作用_剂量与反应剂量 _ 生物体单位体重所接 受物质的量，或等于物质质量 生物体体重，以mg/kg表示 。

7、剂量是决定物质是否对生物体 产生作用的最重要因素。一般 而言，当接受的剂量愈高，所 产生的影响则愈强烈（“影响” 或“作用”，可能是有益的或有 害的）反应值表示方法：数值类和比值类剂量为何与体重有关 ? 剂量（或浓度）与反应的关系 14二、毒性反应或作用_剂量与反应例 将剂量为50 mg/kg的对硫磷 ，喂食20只小白鼠（因为不同小白鼠对对硫磷的反应敏感度不同）。结 果可能是20只当中有4只死亡， 而其死亡率为20。若同样以 20只小白鼠进行25 mg/kg剂量对 硫磷的毒性测试，则死亡率为 10。以此类推，则可获得死亡 率为反应值（纵轴）与剂量（ 横轴）的关系图。曲线称为剂 量反应关系曲线，

8、且通常呈S 形状。 剂量反应关系 15二、毒性反应或作用_剂量与反应剂量为15mg/kg的对硫磷并不会造成任何小白鼠的死亡，此一剂量值称为无 作用值（NOEL，no-observed-effect level）在实验结果中不会产生作用 的最高剂量。在产生死亡率的不同剂量中以 25mg/kg为最低，仅造成10的死亡率，则此剂量称为最低作用值(LOEL ，lowest-observed-effect level)，即会 产生作用的最低剂量。（生物体对所有的毒性物质皆具有特 定的容忍力）剂量反应关系 16二、毒性反应或作用_剂量与反应生物体可以接受某一剂量的毒性物质而不至于产生毒性的限量值（即生物体

9、 接受高于此剂量的物质时才会产生作用）称为阈值（threshold values）。半致死剂量（LD50）值_在毒性 试验中造成50试验动物死亡所需要的 剂量。试验所观察的毒性终点（toxic endpoint）并非致死的反应，则可用有效剂 量（ED，effective dose）或毒性剂 量（TD，toxic dose）来表示。剂量反应关系 17二、毒性反应或作用评估化学物质毒性常用参数18二、毒性反应或作用_毒性分类不同文献、书籍或规范等，有不同的分类方式19二、毒性反应或作用_影响毒性因素20二、毒性反应或作用_毒性试验1. 选择适合测试生物人体仅被使用在药物的临床试验，其余毒性试验皆使

10、用其他不同种类的 生物活体或培养的组织或细胞体外。 2. 选择观察作用终点 终点可以是死亡率、孵化率、生殖力等不同的毒性反应，通常应选取较 易观测且可量化者。一项毒性试验应可同时观察不同的毒性终点。 3. 选择试验时间 试验时间的长短可根据试验所需而定，短者可能仅数秒或数分钟即完成 ，长者可达数年之久（如致癌性、多世代生殖毒性等）。 4. 选择剂量或浓度剂量能决定产生何种的毒性作用。若观察死亡率，则须使用较高的剂量 。若仅观察较轻微的作用或毒性反应时，相对的使用剂量则较低。21二、毒性反应或作用_毒性试验动物作为毒性试验对象（有其理论上）疑虑 ？ 物种间差异性毒性试验结果通常最终将会被运用于人

11、类身上，但因为物种之间 的差异性，人类对某一物质的敏感度不一定会在动物试验中被反应。 试验对象数量与剂量由于技术上、经费上的原因，每次进行毒性试验仅能使用数量有 限的动物。在剂量与反应关系中，较低的剂量会产生较低的反应。但 是当测试生物数量太少时，较低的反应无法测得。（利用不同数学模型以及对毒理机制探讨的结果，将其运用于低剂量 生物反应的研究上已有相当的成果）22二、毒性反应或作用_毒物动力学（外来物质一旦经不同途径进入生 物体内，受生物体内不同的生理作 用，散布于不同部位，最终由不同 的路径排出体外）不同的外来物质因其本身的物 理化学特性产生不同的作用或 毒效。研究物质进入生物体内所经历的过

12、 程称为药物/毒物动力学，包 括吸收、分布、排除（代谢） 等四个阶段不同的作用。外来物在体内的吸收、分布、排出及代谢 23二、毒性反应或作用_毒物动力学吸收 _ 吸入、食入和皮肤接触 吸入 _气态物质或颗粒状物质经呼吸系统进生物体内的过程。气态物质通过肺泡壁，借助血液循环分布于生物体其他部位（分布 过程取决于气态物质对血（水）的溶解性，而溶解性则取决于亨利常数）。（快速）颗粒物质 5m 颗粒状物质经上呼吸道（鼻腔、咽、喉等）时，即可能被黏膜组织 黏着后排除。2-5m 颗粒状物质可侵入至气管及支气管，然后被移除。1m颗粒状物质可到达肺泡处，其内含物质或进人血液循环，或随微粒由 巨噬细胞吞食后移除

13、。24二、毒性反应或作用_毒物动力学食入化学物质可能直接被吞食或混于 食物或饮用水中而进入生物体的 消化道（物质进入消化道中，必须被 吸收通过肠胃壁，才算真正地进入人体 内）。人体的消化系统由口腔、食道 、胃、肠、肝脏以及胰脏所组成。化学物质的吸收主要是发生于肠道 部位，尤其是小肠 25二、毒性反应或作用_毒物动力学皮肤接触 皮肤具保护作用 通过扩散作用，毒性物质仍可能经表皮进入真皮组织，对此部位产生影响，或者进入此处的微 血管，而被循环系统输送到身体 的其他部位。 人体皮肤组织 26二、毒性反应或作用_毒物动力学分布 _ 被吸收的物质借助血液或淋巴系统的运输或其他的扩散作用 散布于体内的其他

14、部位。毒性物质在体内的分布与物质本身的特性、血液与组织中的浓 度、流经组织的血液量、组织特性有关。不同的组织由于其功能不同，而流经的血液量也不同，因此也导致某些部 位所含物质的浓度存在差异。体内有些部位对特定的物质具有较高的亲和力，也是影响毒性物质分布 的主因之一。例如 脂溶性高的物质主要蓄积于脂肪组织，而铅由于与钙的化学性质接近 ，较易蓄积于骨骼内。27二、毒性反应或作用_毒物动力学排除排泄 _（排出体外过程）生物转化 _（代谢） 排泄人体具有不同的排泄系统将体内产生的废物排出体外，而外来物进入人体后也可经相同的途径排出，其主要途径有肾的排尿、肠道排粪、肺部 呼气，以及乳汁、唾液、汗腺等分泌

15、，而其中最主要的是以肾 脏为主的排尿系统。28二、毒性反应或作用_毒物动力学生物转化 _毒性物质经生物体作用而发生化学结构改变或价态变 化的过程。生物转化是机体对外源化学物处置的重要环节，是机体维持稳态的主要机制。 （生物转化可能发生在生物体内的任何部位） 肝脏 _ 生物转化作用的主要器官，在肝细胞微粒体、胞液、线粒体 等部位均存在有关生物转化的酶类。肝脏内的生物转化反应主要可分 为氧化、还原、水解与结合等四种反应类型。 肾、胃肠道、肺、皮肤及胎盘等也可进行生物转化。生物转化作用受年龄、性别、肝脏疾病及药物等体内外因素的影响。29二、毒性反应或作用_毒物动力学蓄积作用物质在生物体内的浓度随时间

16、而增加的现象，称为生物蓄积性。 生物蓄积作用泛指毒性物质经任何的暴露途径进入生物体而累积，而生物浓缩性是属于生物蓄积作用的一种，通常专指物质与水体（ 或其他环境介质如土壤）的直接接触而进入生物体内（如水中重金属由鳃 或表皮渗透进入鱼体，而不包括环境毒物学食入或与底泥接触的途径）的过 程。毒性物质在不同食物链营养阶层动物体内的含量随层级增加而提升的 现象，称为生物放大作用。30三、致突变物致突变物又称诱变物与DNA作用的物质并影响其正常功能者，称之为具有遗传毒性。（具有遗传毒性的化学物质改变生物体内的遗传特质，使正常遗传信息的传递 产生异常或变动，造成细胞、组织或生理功能上的障碍）具有遗传毒性的物质造成遗传作用损害形式：基因突变和染色体异常（基因突变_微观上的损害，染色体的异常_宏观上的损伤）“突变”（广义地）泛指生物体内遗传物质的损害。 31三、致突变物 突变 _ DNA上碱基的排列顺序或组成改变的现象。产生突变作用的物质称为突变物。发生突变