生態(tài)毒理學(xué)：第七章-主要環(huán)境污染物的毒理學(xué) 2

1、第七章,7,主要環(huán)境污染物的毒理學(xué),第一部分 常見重金屬的毒理學(xué),重金屬毒物,有毒重金屬是指非人體必需又有害的重金屬元素和化合物，在人體中只有少量存在但對正常代謝作用產(chǎn)生災(zāi)難性的影響。 有毒重金屬來自于礦物冶煉，材料加工和制成品應(yīng)用等發(fā)生源，通過各種渠道散入環(huán)境,概述,重金屬: 比重4.0: 60種元素 比重5.0: 45種元素,金屬： 從BAt 左側(cè),必需營養(yǎng)元素：K, Na, Ca, Mg, Cu, Zn, Fe, Mn, V, Ni, Mo, Cr, Co 污染元素：Hg, Cd, Pb, As, Cr,Cu,環(huán)境元素豐度控制生物體內(nèi)原始豐度； 健康狀態(tài)下，生物體內(nèi)元素豐度保持嚴(yán)格的穩(wěn)態(tài)

2、； 環(huán)境元素與生物體內(nèi)元素保持動(dòng)態(tài)平衡，平衡失調(diào)，則出現(xiàn)健康損害,重金屬毒物對人體的毒害程度與其種類、存在的化學(xué)形態(tài)、進(jìn)入人體的途徑及受害人體的情況不同。一般以單質(zhì)形式存在，通過飲食進(jìn)入人體呈低毒性，以陽離子或有機(jī)態(tài)形式存在具有高毒性,重金屬中毒機(jī)理,生物機(jī)體中含巰基（-SH）的酶與外來重金屬的反應(yīng),酶分子） （金屬配合物,破壞和中斷了某些正常的代謝進(jìn)程，引發(fā)中毒，這一過程與實(shí)驗(yàn)室里向含有重金屬離子的水溶液中通H2S，產(chǎn)生金屬硫化物沉淀相似,根據(jù)這一中毒機(jī)理，人們提出了一種藥物解毒的方法。例如，EDTA、二巰基丙醇 對重金屬有強(qiáng)烈親合力，并與之形成溶解度較大的化合物后排除體外,重金屬：砷 鎘

3、鉛 汞 銅 鉻 暴露途徑 重金屬的代謝 毒作用機(jī)理 毒作用效應(yīng),一、砷的毒理學(xué),一）砷 砷及其化合物是劇毒污染物。隨著有色金屬開采和冶煉工業(yè)、化學(xué)工業(yè)及電子工業(yè)的發(fā)展，含砷化合物不斷進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)中，致使大氣、水域、土壤環(huán)境中的砷含量不斷增加。 常見化合物：AsH3, As2O3（砒霜）, As2O5, H3AsO4, HAsO2, AsS2（雄黃）,AsS3（雌黃），有機(jī)砷。 其中三價(jià)砷毒性最強(qiáng),1.大氣暴露途徑 大部分砷以氣相狀態(tài)存在于大氣中，砷的污染暴露途徑以大氣暴露為主。燃煤和冶煉是導(dǎo)致大氣中砷暴露水平上升的主要原因。燃煤 ：每燃燒一噸煤要排放2.5克砷進(jìn)入大氣。 2.水體暴露途徑 大氣

4、中的砷通過沉降作用進(jìn)入水環(huán)境，以河水中的懸浮顆粒為載體由陸源向海洋遷移，同時(shí)，一些化學(xué)工業(yè)、冶煉、電子工業(yè)產(chǎn)生的含砷廢水排放也會(huì)造成水環(huán)境污染。 3.土壤暴露途徑 主要由大氣進(jìn)入土壤，土壤中的砷主要以無機(jī)狀態(tài)存在，可通過降水、徑流等暴露途徑進(jìn)入地下地表水環(huán)境,二）暴露途徑,三）砷的代謝,吸收 砷化物可經(jīng)過呼吸道、消化道和皮膚吸收。陰離子砷和易溶性砷化合物在消化道中的吸收較快。砷化合物的溶液攝入后很容易吸收，吸收率可達(dá)90%。 分布 人的毛發(fā)、皮膚與指甲砷含量通常最高 。無機(jī)砷化合物被吸收入血后，大部分與血紅蛋白上的珠蛋白結(jié)合，少量與血漿蛋白結(jié)合。 排泄 體內(nèi)的砷主要經(jīng)腎由尿排出，其次是經(jīng)膽汁隨

5、糞便排出，也可由汗液、毛發(fā)和指甲排出少許,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化機(jī)理尚不完全清楚。 無機(jī)三價(jià)砷在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為五價(jià)砷 。 排泄產(chǎn)物： 甲基胂酸、二甲基次胂酸、三甲基胂，共占90%以上,四）砷的毒理作用,以惡心、嘔吐、腹瀉及嚴(yán)重腹痛為主要特征的急性砷中毒多發(fā)生在誤服、謀殺或事故等情況下 ,嚴(yán)重者可發(fā)生神經(jīng)異常、呼吸困難、心臟衰竭而死亡。 致死劑量：砷化氫（AsH3）為0.100.15g。亞砷酸（As2O3）為0.100.30g。砒霜：0.0600.20 g,1、急性毒性,2、慢性毒性,慢性中毒以長期從飲料、食品中攝取砷者為多。 根據(jù)報(bào)告，如果長期連續(xù)地?cái)z取0.500.10mg/d的砷可出現(xiàn)明顯中毒癥狀，如果長期

6、攝取濃度為3.06.0mg/L的水，可出現(xiàn)明顯中毒癥狀。 慢性砷中毒是一個(gè)以皮膚損害為主的全身性疾病 ,可引起皮膚病、造血功能低下、肝臟損害、感覺障礙、外周神經(jīng)炎、厭食以及皮膚和內(nèi)臟腫瘤等。最近有人群資料表明慢性砷中毒與高血壓、糖尿病的發(fā)生亦有關(guān),海鮮+維生素C盡可放心食用,已純化的維生素C與五價(jià)砷，如果在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境下，加以化學(xué)催化作用，有可能使原來無毒的五價(jià)砷轉(zhuǎn)變?yōu)槿齼r(jià)砷（俗稱的砒霜）。而人體則是需要大劑量的砷和維生素C結(jié)合才會(huì)有可能發(fā)生這種情況，我國現(xiàn)在對砷指標(biāo)的控制很嚴(yán)格，海鮮中的砷又多為有機(jī)砷存在，很快就可以排出體外，幾乎沒有毒性。除非你非常大量的吃嚴(yán)重污染的海鮮，同時(shí)對維生素C需求

7、為一次性服用500毫克以上，500毫克是什么概念呢？相當(dāng)于10個(gè)橙子，1500克以上的綠葉蔬菜，50個(gè)蘋果，還必須是沒經(jīng)過熱加工，才有可能達(dá)到500毫克的維生素C，我說的是有可能，還不是絕對，不過如果你服用大劑量的維生素C補(bǔ)充劑，如5片以上，一片C含量100毫克，那么則可達(dá)到中毒要求,3、“三致”性,無機(jī)砷被認(rèn)為具有致癌作用，流行病學(xué)證實(shí)砷能引起人類皮膚癌和肺、膀胱等內(nèi)臟腫瘤的發(fā)生。 砷對皮膚致癌的毒性 濃度為0.200.25mg/d。但目前尚未建立起公認(rèn)的砷致癌的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。輔致癌劑。 砷可以引起姊妹染色單體交換率增加 ,增加DNA復(fù)制中錯(cuò)誤的可能性,也有人認(rèn)為砷的致癌作用與腫瘤抑制基因的

8、甲基化受到影響有關(guān)。至于免疫功能受到抑制，砷拮抗元素硒的作用等均在致癌過程中有一定影響 。砷的致癌機(jī)制有待深入研究,4、中毒機(jī)理 (動(dòng)物,砷化物能與體內(nèi)巰基酶結(jié)合 ,使多種酶受到抑制 ,影響細(xì)胞正常代謝 。 砷化物對線粒體呼吸有明顯抑制作用,砷酸鹽可減弱線粒體氧化磷酸化反應(yīng)或使其過程拆偶聯(lián)。砷化合物可與DNA聚合酶結(jié)合 ,對DNA合成與修復(fù)有影響砷酸鹽。可取代磷酸鹽與 DNA鏈結(jié)合，造成染色體畸變。 砷化氫經(jīng)呼吸道進(jìn)入人體95%99%與紅細(xì)胞血紅蛋白結(jié)合形成血紅蛋白過氧化物, 通過谷胱甘肽氧化作用使還原形谷胱甘肽氧化成氧化形谷胱甘肽引起溶血，紅細(xì)胞鉀鈉泵作用破壞，細(xì)胞腫脹、溶解，導(dǎo)致腎功能衰竭

9、,中毒機(jī)理 (植物,阻礙植物體內(nèi)水分的運(yùn)輸，影響植物根部對水分和養(yǎng)分的吸收，破壞葉綠素的合成。 影響磷代謝，使其三碳糖磷酸氧化，并不產(chǎn)生高能的磷酸，嚴(yán)重阻礙ATP合成，阻礙植物養(yǎng)分的吸收與積累，進(jìn)而阻礙植物的生長發(fā)育,黑腳病 上個(gè)世紀(jì)中葉，泰國西南部的廣大地區(qū)爆發(fā) “黑腳病”，發(fā)病者先是腳部皮膚發(fā)黑，后發(fā)爛，最后壞死，得病者100死亡。到 80年代中期，泰國西南部一些地區(qū)的成年人100都患有“黑腳病”，嚴(yán)重影響了勞動(dòng)力。 大規(guī)模開礦造成地質(zhì)中砷大量暴露，經(jīng)水沖刷攜帶，沉積在水田中，長期浸泡農(nóng)民的雙腳所致,5.生態(tài)毒理診斷,1.根生長與根重的變化 2.作物生長發(fā)育的影響 3.微生物數(shù)量的變化：存

10、在。 4.土壤酶活性反應(yīng)：脫氫酶、過氧化物酶；堿性磷酸酶、蛋白酶和脲酶,五）調(diào)控措施,1.物理化學(xué)調(diào)控法 （1）客土工程法：20cm （2）增施固化劑：浸出 （3）改變土壤PH值：吸附 （4）改變土壤氧化還原狀況：水田-旱田，毒性下降 （5）提取法：形成溶解性或絡(luò)合物 （6）電化法：電動(dòng)力方法。電流能打破金屬-土壤鍵 2.生物調(diào)控法：植物調(diào)控（揮發(fā)和富集）、微生物調(diào)控（生物吸附和氧化還原,二、鉛的毒理學(xué),一）鉛 鉛是自然界分布很廣的元素，在地殼中的含量0.0016%，是地殼中含量最高的重金屬元素。 鉛具有密度高、熔點(diǎn)低、柔軟易加工、耐腐蝕性等優(yōu)良特性，在許多工業(yè)部門具有廣泛的用途。 但是僅有四

11、分之一的鉛被回收再利用，其余排放于環(huán)境中，造成環(huán)境鉛污染,寶寶體內(nèi)的鉛是從哪里來的呢？鉛從來,環(huán)境中的鉛 土壤和塵埃中的鉛 工業(yè)排放出來的有害煙塵，汽車的尾氣等等，雖然我們?nèi)庋劭床灰?，但這其中都會(huì)有危害寶寶健康的鉛塵。 專家介紹，含鉛量較高的食物包括爆米花、松花蛋、油炸食品、罐頭食品、近海的海產(chǎn)品、啤酒、在冶煉廠周圍種植或公路兩旁生長的蔬菜等。錫器盤、鉛壺、彩釉陶器等食具中長期盛放的食物也有較大含量的鉛，兒童應(yīng)禁食。 生活用品和玩具中的鉛：家中墻面、桌椅的油漆、鉛筆、書的彩色印刷、彩色蠟筆、彩色塑膠地板塊、化妝品等都含有鉛，都可能給寶寶的健康造成影響。 預(yù)防多動(dòng)癥警惕鉛污染,二）暴露途徑,1、

12、大氣暴露途徑 人為暴露：冶金廠、化工廠、農(nóng)藥廠、電池廠及煤、油、城市垃圾燃燒。 天然暴露：巖石風(fēng)化、土壤侵蝕、火山噴氣、森林火災(zāi)的煙霧、海洋氣溶膠。 2.水體暴露途徑：土壤、巖石飄塵和機(jī)動(dòng)車的廢氣，包括土壤徑流、大氣遠(yuǎn)程傳輸及沉降等過程。 3、土壤暴露途徑 土壤中的鉛污染主要由石油燃燒和冶煉煙塵以及礦山、冶煉廢水所引起的。所以土壤中的含鉛量高低顯著地受到冶煉廠的遠(yuǎn)近、交通密集程度的影響,三）遷移轉(zhuǎn)化3.1鉛在水中的遷移轉(zhuǎn)化,鉛在自然水體中主要是以Pb2+狀態(tài)存在，其含量明顯地受CO32-、SO42-、OH-和Cl-等含量的影響。 在中性和弱堿性的水中，鉛的濃度為氫氧化鉛所牽制。水中含鉛量取決于

13、Pb(OH)2的濃度積，KspPb(OH)2=1.310-12，根據(jù)水解平衡方程可知，水中Pb(OH)+的濃度為5.4g/kg。 在酸性水中含鉛量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于堿性水中的含量，在偏酸性天然水體中，水中Pb2+的濃度為硫酸鉛所限制，KspPbSO4=8.810-9,同樣可算出水中鉛的總濃度可達(dá)到1120mg/kg,高出水中規(guī)定允許濃度的110200倍,3.2 鉛在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化,土壤中的鉛污染主要由石油燃燒和冶煉煙塵以及礦山、冶煉廢水所引起的。所以土壤中的含鉛量高低顯著地受到冶煉廠的遠(yuǎn)近、交通密集程度的影響。 土壤中的鉛主要是以Pb(OH)2、PbCO3和PbSO4固體形式存在，在土壤溶液中的可溶性

14、鉛含量很低，土壤中的鉛遷移性弱。 氧化還原電位對土壤中可給態(tài)鉛量會(huì)產(chǎn)生影響，隨著土壤氧化還原電位的升高，土壤中可溶性鉛與高價(jià)鐵、錳氧化物結(jié)合在一起，降低了鉛的可溶性遷移。 當(dāng)土壤酸性時(shí)，土壤固定的鉛，尤其是PbCO3容易釋放出來，土壤中水溶性鉛含量增加，可促使土壤中鉛的移動(dòng)。進(jìn)入土壤的Pb2+容易被有機(jī)質(zhì)和粘土礦物所吸附,3.3 鉛在大氣中的轉(zhuǎn)化遷移,由于大量的鉛被加入汽油中作防爆劑；其直接后果首先是空氣中鉛的濃度升高，尤其是在工業(yè)區(qū)和人口集居、交通繁忙的城市及近郊。 進(jìn)入大氣中的鉛可擴(kuò)散到很遠(yuǎn)的地方，即使在格陵蘭島終年積冰的地方，依然可以找到鉛污染的痕跡。 在我國研究也表明，汽車尾氣是城市環(huán)

15、境空氣中鉛的主要來源,四）鉛的代謝,吸收呼吸道、消化道和皮膚。 成人每天由空氣中吸收的鉛為總吸收量的31%39%，在肺內(nèi)沉淀吸收率為30% 50%。呼吸到肺中的二氧化碳遇水生成碳酸，促進(jìn)鉛的溶解和吸收。鉛還可以被呼吸道中的吞噬細(xì)胞很快帶進(jìn)血液。 鉛由消化道進(jìn)入人體的量比經(jīng)呼吸道進(jìn)入的量要少，進(jìn)入消化道的鉛有十分之一被吸收，經(jīng)腸道進(jìn)入循環(huán)，經(jīng)過肝臟，一部分由膽汁排到腸內(nèi)，隨糞排出；一部分進(jìn)入血液。 人體經(jīng)皮膚吸收的絕大部分為有機(jī)鉛，游離鉛及其無機(jī)化合物一般不能由皮膚侵入。 排泄與分布吸收到血液中的鉛大部分經(jīng)腎臟和消化道隨尿、糞排出，少量通過唾液、乳汁、汗液等排出。另一部分分儲(chǔ)在血液中的鉛以磷酸氫

16、鉛、甘油磷酸化合物、蛋白質(zhì)化合物或鉛離子狀態(tài)隨血液循環(huán)至全身，隨后約91%95%的鉛以不溶性的磷酸鉛的形式沉積于骨骼中，僅少部分儲(chǔ)存在肝、脾、腦等器官和紅細(xì)胞中,五）毒作用機(jī)理,研究表明，鉛離子進(jìn)入人體后，與人體內(nèi)一系列的蛋白質(zhì)、氨基酸內(nèi)官能團(tuán)和酶的結(jié)合，從而干擾了機(jī)體多方面的正常生化和生理活動(dòng)，對神經(jīng)、血液、造血、消化、泌尿生殖、心血管、內(nèi)分泌、免疫等系統(tǒng)及兒童的生長發(fā)育均有毒性作用，引起鉛中毒，尤其是以神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)和消化系統(tǒng)最為敏感,六）鉛的毒作用效應(yīng),動(dòng)物：急性鉛中毒不常見，主要以慢性為主，可以起神經(jīng)系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、消化系統(tǒng)障礙,1.鉛對神經(jīng)系統(tǒng)的影響,人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)是生命活動(dòng)

17、的總管，它的機(jī)能狀態(tài)在鉛中毒病程中起主導(dǎo)作用。 鉛可使形象化智力、視覺運(yùn)動(dòng)功能、記憶、反應(yīng)時(shí)間受損，語言和空間抽象能力、感覺和行為能力改變，出現(xiàn)疲勞、失眠、煩躁、頭痛及多動(dòng)等癥狀。 中度以上的鉛中毒者，可出現(xiàn)多發(fā)性神經(jīng)炎，嚴(yán)重者甚至損害橈神經(jīng)或脊髓前角細(xì)胞，導(dǎo)致“鉛麻痹”；晚期鉛中毒嚴(yán)重者可因中樞神經(jīng)發(fā)生器質(zhì)性病變而引起中毒性腦病，如顱內(nèi)血管痙攣促使腦血管發(fā)生早期硬化,2.鉛對造血系統(tǒng)的影響,鉛能影響卟啉代謝，卟啉是血紅蛋白合成過程的中間產(chǎn)物。當(dāng)機(jī)體接觸鉛中毒后，影響了與-氨基乙酰丙酸(-ALA)轉(zhuǎn)變?yōu)檫材懺?、類卟啉轉(zhuǎn)變?yōu)樵策霸策c亞鐵合成正鐵血紅素等過程，導(dǎo)致血紅蛋白形成障礙，引起鉛誘

18、發(fā)貧血。 鉛誘發(fā)貧血常見于鉛作業(yè)工人及兒童，特別是兒童。 鉛還抑制紅細(xì)胞膜上Na+-K+-ATP酶和抑制磷酸戊糖旁路導(dǎo)致溶血。居住在工業(yè)區(qū)和重交通區(qū)的孩子平均血鉛量為218 679ug/L。血鉛水平100 ug/L人口比例為64.9% 99.5,3.鉛對消化系統(tǒng)的影響,在鉛毒的作用下，可能發(fā)生腸胃機(jī)能一系列的變化。鉛可抑制胰腺功能，增加唾液腺和胃腺的分泌。 同時(shí)，鉛會(huì)與腸道中的H2S結(jié)合，使H2S失去促進(jìn)腸蠕動(dòng)的作用，導(dǎo)致頑固性便秘,4.鉛對其它器官系統(tǒng)的影響,鉛可損害腎臟近端小管和腎小球細(xì)胞，使腎小球?yàn)V過率增高，腎小管重吸收障礙，嚴(yán)重者可發(fā)生鉛中毒性腎病，如腎原性高血壓。 鉛可抑制肝臟混合功

19、能氧化酶合成，導(dǎo)致肝臟生物轉(zhuǎn)化作用受損，降低肝臟解毒功能。 鉛還可影響人類生殖功能，使精于畸變；母體鉛可經(jīng)胎盤影響胎兒發(fā)育，致使胎兒發(fā)生畸形，對人類的繁殖造成嚴(yán)重危害,古羅馬的鉛中毒：平均年齡只有25歲；很多貴族婦女不能生育，流產(chǎn)的也很多；嬰兒的夭折率很高;而且出生的孩子普遍智力低下。這三個(gè)原因?qū)е铝说蹏耐蝗幌?植物,生態(tài)毒性效應(yīng)： 1.根生長變化：根生長試驗(yàn) 2.種子萌發(fā)：種子發(fā)芽試驗(yàn) 3.微生物數(shù)量變化 4.對酶及生物活性的影響,污染調(diào)控措施,1.物理化學(xué)法 淋洗法 電化學(xué)法 調(diào)節(jié)土壤PH值 施入固定劑 增施有機(jī)物質(zhì)：腐殖酸肥料 2.生物調(diào)控措施 植物修復(fù) 微生物修復(fù),對排鉛有作用的食

20、物,牛奶：它所含的卵白質(zhì)身分，能與體內(nèi)的鉛結(jié)合成一種可溶性的化合物，從而阻止人體對鉛的吸收。 蝦皮：每100克蝦皮中含鈣量高達(dá)2克。最新研究證明增加膳食鈣的攝入量除了對兒童骨質(zhì)發(fā)育有益外，還能降低胃腸道對鉛的吸收和骨鉛的蓄積，可有效減少兒童對鉛的吸收，降低鉛的毒性。 海帶：海帶具有解毒排鉛效用，可促進(jìn)體內(nèi)鉛的排泄。 大蒜：大蒜中的某些有機(jī)身分能結(jié)合鉛，具有化解鉛毒的作用。 蔬菜：油菜、卷心菜、苦瓜等蔬菜中的維生素C與鉛結(jié)合，會(huì)生成難溶于水且無毒的鹽類，隨糞便排出體外。 水果：獼猴桃、棗、柑等所含的果膠物質(zhì)，可使腸道中的鉛沉淀，從而減少機(jī)體對鉛的吸收。 酸奶：可刺激腸蠕動(dòng)減少鉛吸收，并增加排泄,

21、三、汞的毒理學(xué),一）汞 汞是各種金屬元素中毒性較高的元素之一，廣泛應(yīng)用于氯堿工業(yè)、塑料工業(yè)、電器工業(yè)、油漆工業(yè)以及農(nóng)藥、造紙以及醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)。 水俁?。鹤?953年和1964年日本熊本縣水俁市和新瀉市,二）汞的暴露途徑,水-氣界面、土-氣界面 1、大氣暴露途徑 煤和石油燃燒、含汞金屬礦物成為大氣中汞污染的主要途徑。土壤是大氣汞的最大污染暴露受體。 2、水體暴露途徑 各種工業(yè)排放的含汞廢水成為水體中汞污染暴露的主要途徑和來源。汞在水體氣態(tài)遷移涉及到汞的氣化作用，轉(zhuǎn)變?yōu)閾]發(fā)態(tài)進(jìn)入大氣，部分附著在顆粒物上，隨降水及降塵進(jìn)入土壤環(huán)境。 3、土壤暴露途徑 使用含汞農(nóng)藥和含汞污泥肥料及污水灌溉成為土壤中

22、汞污染暴露的主要途徑來源。土壤中的汞隨水流進(jìn)入水體,三）汞的毒作用機(jī)理,汞的毒作用分子基礎(chǔ)主要是汞離子極易與巰基與二巰基結(jié)合，由于含體內(nèi)巰基最多的物質(zhì)是蛋白質(zhì)，汞與生物體內(nèi)蛋白中的巰基結(jié)合，導(dǎo)致蛋白的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變，甚至失去活性，影響生物大分子合成，抑制ATP活性，從而使其細(xì)胞代謝紊亂甚至死亡。 甲基汞不但與含巰基的蛋白質(zhì)結(jié)合而且也能與生物大分子中的碳原子形成牢固的C-Hg共價(jià)鍵，使其分子整體發(fā)揮毒作用,巰基學(xué)說:甲基汞是一種親巰基物質(zhì),可以與含巰基的物質(zhì)結(jié)合成汞的硫醇鹽復(fù)合物進(jìn)入機(jī)體,從而引起與基有關(guān)的代謝發(fā)生紊亂,導(dǎo)致細(xì)胞損傷。該學(xué)說是甲基汞對細(xì)胞膜系統(tǒng)、酶活性、蛋白質(zhì)的生物合成及核酸

23、生物合成產(chǎn)生毒作用的生化基礎(chǔ)。 自由基學(xué)說:Ganther等提出甲基汞在體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)化過程中,-g鍵斷裂時(shí),能夠產(chǎn)生自由基,在蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的局部引起自由基反應(yīng),造成它們結(jié)構(gòu)的破壞。 脂質(zhì)過氧化學(xué)說:一些學(xué)者通過對大鼠游離肝細(xì)胞甲基汞中毒的脂質(zhì)過氧化研究,發(fā)現(xiàn)甲基汞的肝細(xì)胞失活和它的脂質(zhì)過氧化作用皆與其濃度和作用時(shí)間有關(guān),四）汞的毒作用效應(yīng),1、急性毒性無機(jī)Hg鹽引起的急性中毒主要表現(xiàn)為急性胃腸炎癥狀，如惡心、嘔吐、上腹疼痛及腹瀉等。 2、慢性毒性主要表現(xiàn)為多夢、失眠、易興奮、手指震顫等。甲基汞可引起神經(jīng)系統(tǒng)的損傷和運(yùn)動(dòng)的失調(diào),1 .元素汞以及其化合物的毒性研究,1）元素汞（金屬汞）

24、元素汞常以蒸氣狀態(tài)污染空氣，因此常常是以經(jīng)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體； 元素汞易溶于脂質(zhì)，故能很快地通過富于脂質(zhì)的細(xì)胞膜而進(jìn)入血液，輸往紅細(xì)胞和其它組織； 元素汞可順利通過血腦屏障進(jìn)入腦組織，在腦組織中的元素汞被氧化轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞離子后，就很難逆向通過血腦屏障返回血液； 因而形成汞離子在腦組織中的積累，這一性質(zhì)對腦組織損害起著重要作用。這也是慢性中毒首先表現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)癥狀的重要原因,2）無機(jī)汞化合物,無機(jī)汞化合物（如汞的硫化物、氯化物、氧化物等）只有離子態(tài)汞才能被吸收（通過胃腸道和呼吸道）。 汞離子進(jìn)入血液后很快分布全身，轉(zhuǎn)運(yùn)積聚于肝臟和腎臟，并由尿排出體外。 二價(jià)汞離子不易通過血腦屏障進(jìn)入腦組織，故對腦

25、危險(xiǎn)性較小。 由于無機(jī)汞不易被吸收，一般不造成肝、腎的損害。但如果在短期內(nèi)攝入大量的無機(jī)汞或誤食含汞物質(zhì)，可引起急性汞中毒。主要表現(xiàn)為急性胃腸癥狀，如惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等,3）有機(jī)汞化合物,一類是苯基汞和烷氧基汞，在體內(nèi)易形成汞離子。 另一類為短鏈的烷基汞（甲基汞、乙基汞），其CHg鍵很牢固，不易降解，在體內(nèi)以分子形態(tài)發(fā)揮作用。例如甲基汞，水俁病的病因，80%經(jīng)腸道吸收。甲基汞在體內(nèi)經(jīng)生物學(xué)轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞離子（其過程還不明了），但是甲基汞在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化率是非常緩慢。 甲基汞在人體內(nèi)的含量由高到低的分布順序?yàn)?腦肝腎心肺, 腦中汞含量最高。損害最為嚴(yán)重的部位是小腦和大腦兩半球，特別是枕頁，脊髓

26、后束以及末梢感覺神經(jīng)在晚期也受損。另外，甲基汞還是一種對機(jī)體有強(qiáng)烈生殖毒性的物質(zhì),祛斑霜汞竟超標(biāo)9萬倍,急性汞中毒，中毒性剝脫性皮炎,四、鎘的毒理學(xué),一）鎘的性質(zhì) 鎘是毒性很大的重金屬元素之一，巖石和礦物中的鎘是鎘的天然暴露來源；而電鍍、顏料、塑料穩(wěn)定劑、鎳鎘電池工業(yè)、電視顯像管制造中鎘的廣泛使用，為鎘的人為暴露來源,1、大氣暴露途徑 大氣中鎘的污染主要來自鋅冶煉(干法)廠的廢氣。煤和燃料油的燃燒也是大氣鎘污染的來源。城市垃圾廢棄物的燃燒也能造成鎘對大氣的污染。 2、水體暴露途徑 天然水體中鎘的含量甚低(0.1-10ppb)，地下水高于地面水。水中鎘的污染主要來源于含鎘工業(yè)廢水。其次是含鎘礦渣

27、的污染。 3、土壤暴露途徑 鎘對土壤污染是鎘對環(huán)境污染的主要方面。主要有三種類型即氣型污染，水型污染和肥料污染,二）暴露途徑,吸收鎘主要是通過消化道和呼吸道進(jìn)入人體。 消化道的吸收率一般在1%2； 呼吸道的吸收率為1040%。每支煙含鎘12g, 10%可被吸收。 分布鎘進(jìn)入人體后，可分布到全身各個(gè)器官，主要與富含半胱氨酸的胞漿蛋白相結(jié)合，形成金屬硫蛋白而存在，這種金屬硫蛋白對鎘在體內(nèi)的分布，代謝起著重要的作用。成年人體內(nèi)含鎘2030mg, 腎占1/3，肝1/6，其次分布于肺、胰、甲狀腺等。 排泄蓄積性強(qiáng)，主要經(jīng)腎分泌由尿液排出，正常人尿鎘 2 g/L,三）鎘的代謝,金屬鎘毒性很小，但鎘的化合物

28、毒性較大，尤其是鎘的氧化物。鎘的毒性作用除干擾鈣、鈷和鋅的代謝外，還直接抑制某些酶系統(tǒng)，特別是需要鋅等微量元素來激發(fā)的酶系統(tǒng)。由于鎘與巰基、羧基、羥基等結(jié)合，其親和力比鋅大，因此體內(nèi)一些含鋅酶中的鋅被鎘取代就會(huì)喪失其固有功能,四）毒作用機(jī)理,五）鎘的毒理效應(yīng),1、急性毒性人在生產(chǎn)環(huán)境中大量吸入鎘和鎘蒸汽，可引起急性鎘中毒，出現(xiàn)頭暈、頭痛、咳嗽、呼吸困難、嘔吐腹瀉等并產(chǎn)生肺炎和肺水腫，還可能引起腎臟功能障礙。 2、慢性毒性人長期吸入鎘塵或鎘煙可損害腎或肺，主要癥狀為肺氣腫、嗅覺減退或喪失、牙釉產(chǎn)生黃色環(huán)、腎小管功能障礙、體力減退、骨骼軟化。Eg.日本神通川痛痛病,鎘對人體健康的危害,1、腎臟損害

29、 鎘集中在腎小管，使近曲腎小管和部分遠(yuǎn)曲腎小管上皮細(xì)胞發(fā)生改變，線粒體腫脹和變性，由于腎小管上皮細(xì)胞通透性改變，可使腎近曲小管再吸收發(fā)生障礙，患者可出現(xiàn)低分子量的蛋白尿，還可出現(xiàn)糖尿和氨基酸尿，鈣排出也增加。腎小球功能多正常,2、骨骼損害,主要表現(xiàn)為骨質(zhì)疏松、脫鈣、骨質(zhì)軟化等。骨的X線檢查可見高度骨萎縮，多發(fā)性病理骨折,骨骼彎曲變形和骨改變層的形成等。骨疼病,3、肺部損害,急性鎘中毒可引起肺水腫、肺氣腫，慢性鎘中毒從肺功能檢查、X線胸片檢查和尸檢均表明鎘能促發(fā)中央性肺氣腫，這種肺氣腫是由于肺泡膨脹，肺泡壁肥厚海綿化的結(jié)果，發(fā)生前多無慢性支氣管炎癥狀，沒有季節(jié)變化，嚴(yán)重肺氣腫可導(dǎo)致死亡,4、心血

30、管損害,有人分析了從世界各地采集到的400多個(gè)人體的腎樣得出結(jié)論，在鋅鎘比低的地區(qū)里，高血壓的發(fā)病率就高，反之亦然，說明腎臟內(nèi)鎘含量對鋅含量的對比關(guān)系的變化是引起高血壓的原因之一,5、睪丸損害,睪丸組織對鎘的毒性非常敏感，鎘含量達(dá)0.15微克毫克干重時(shí)就發(fā)生病變，小鼠皮下注射氯化鎘或乳酸鎘，可引起精原上皮細(xì)胞及間質(zhì)破壞，并可出現(xiàn)去睪丸現(xiàn)象,6、可疑的致癌物,有人認(rèn)為可引起前列腺癌和支氣管癌。國外有人對因大量攝取鎘而致流產(chǎn)的死胎進(jìn)行研究，將其肋骨和脊椎骨中的鎘含量進(jìn)行了分析，結(jié)果表明比成年人正常值大10倍，說明鎘含量高可能是造成死腦和兒童發(fā)育缺陷的原因,7、其他,有人報(bào)告慢性鎘中毒可出現(xiàn)輕度低色

31、素性貧血，可能是由于紅細(xì)胞脆性增加和破壞所致。此外鎘還能抑制活性維生素D3的氧傳遞，并使血液銅蘭蛋白活性低及血清鐵貯量減少,恐怖！湖南瀏陽鎘污染蔬果（2009年,五、銅的毒理學(xué),一）銅 環(huán)境中銅的天然暴露來源主要是巖石和礦物，這部分銅有時(shí)是必須的、具有積極意義，相反，銅的污染暴露則是有害的，其來源途徑主要有：含銅的有色金屬開采、冶煉，企業(yè)排出的三廢，化石燃料特別是煤的燃燒，城市垃圾污泥及含銅農(nóng)藥、化肥的使用等,二）銅的暴露途徑,1、大氣暴露途徑 在鋼鐵廠和燃煤電廠周圍，大氣的點(diǎn)原暴露污染比較嚴(yán)重，距人類活動(dòng)頻繁的區(qū)域越近銅的污染暴露濃度也越高。 2、水體暴露途徑 土壤中的銅通過降水或雨水的沖刷

32、作用徑流進(jìn)入到水體中，而水體底泥中的有機(jī)物和無機(jī)物同樣吸附水中的銅，銅脫離水相進(jìn)入底泥中。 3、土壤暴露途徑 土壤銅污染暴露主要來自于含銅的有色金屬開采、冶煉，企業(yè)排出的三廢，化石燃料特別是煤的燃燒，城市垃圾污泥及含銅農(nóng)藥、化肥的使用等,三）銅的毒作用機(jī)理,急性銅中毒表現(xiàn)為抑制酶活性需要的巰基，抑制紅細(xì)胞葡萄糖-6-磷酸脫氫酶的活性，損傷細(xì)胞膜使其不穩(wěn)定，細(xì)胞之際細(xì)胞壁易受損，并降低谷胱甘肽酶的活性。 慢性中毒過量的銅蓄積在肝臟中，達(dá)到一定量時(shí)，肝中的銅釋放進(jìn)入血液中，引起中毒癥狀,六、鉻的毒理學(xué),一）鉻的理化性質(zhì) 原子序24，M51.996。 價(jià)態(tài)：2+、3+、6+。 2價(jià)鉻不穩(wěn)定。 3價(jià)鉻

33、：強(qiáng)酸鹽易溶。 6價(jià)鉻：鉻酸鹽（CrO42-)、重鉻酸鹽（Cr2O72-)、 鉻酐 （CrO3) 毒性形態(tài)： 6價(jià)鉻； 堿性環(huán)境中3價(jià)鉻可被氧化為6價(jià)鉻，酸性厭氧環(huán)境中6價(jià)鉻可被還原為3價(jià)鉻,二）環(huán)境鉻污染,污染源： 鉻礦：鉻鐵礦、鉻鉛礦、硫酸鉻礦。 世界鉻年產(chǎn)量750萬t , 90%用于鋼鐵生產(chǎn)。 土壤：平均100mg/kg。 重鉻酸鹽：用途廣泛，電鍍、皮革、制藥、研磨劑、顏料、合成催化等 化石燃料燃燒：煤10mg/kg。 金屬冶煉、化工“三廢”排放,三）鉻的代謝,吸收：消化道、呼吸道、皮膚 消化道吸收：Cr3+：3%， Cr6+更易吸收 食物中的有機(jī)鉻：10%25% 呼吸道吸收： Cr6+

34、40%， Cr3+難以吸收 皮膚吸收：Cr6+ 分布： 消化道吸收鉻主要分布與肺、肝、脾、腎 呼吸道吸收鉻大量積聚于肺，其次肝、腎脾,排泄與蓄積,體內(nèi)鉻總量 6mg以下。 有蓄積作用：腎、肝、骨 人體內(nèi)生物半衰期：27天，80%經(jīng)尿液排出,四）鉻的毒理作用,1、急性毒性 腸胃道： 致死劑量：重鉻酸鉀3g。 中毒癥狀：刺激和腐蝕腸胃道，引起惡心、嘔吐、腹疼、腹瀉、血便、脫水。頭疼、頭暈、呼吸急促等 呼吸道： 中毒濃度： CrO3 0.0150.033 mg/m3； Cr2O72-：0.045 0.5 mg/m3。 中毒癥狀： CrO3 ：鼻出血、聲嘶啞、鼻粘膜萎縮； Cr2O72-：胃及十二指腸

35、潰瘍、肝舯大 皮膚： 刺激和腐蝕作用，皮炎,2、慢性毒性,呼吸道： 由于刺激和腐蝕作用引起鼻炎、咽炎、支氣管炎 皮膚： 皮炎、濕疹、皮膚潰瘍 全身性癥狀： 頭疼、貧血、消化不良、腎臟損害、肺炎、支氣管哮喘、神經(jīng)衰弱、高血壓、高血脂、冠心病、肺心病,3、“三致”性,六價(jià)鉻和三價(jià)鉻均有致癌作用。肺癌。 三價(jià)鉻可透過胎盤屏障，對胎兒致畸。 六價(jià)鉻具有較強(qiáng)的致突變作用。DNA氧化損傷,4、毒作用機(jī)理,Cr3+參與人體糖代謝，必需微量元素，需要量0.060.36mg/d。 Cr6+： 強(qiáng)氧化性，可氧化生物大分子（DNA, RNA, 蛋白質(zhì)，酶，Vc等）； 影響體內(nèi)氧化、還原、水解過程； 與核酸、核蛋白結(jié)

36、合，導(dǎo)致細(xì)胞突變 還原過程中消耗谷光苷肽,2011云南曲靖鉻渣污染事件,酚類污染物 芳烴類污染物 鹵代污染物 合成洗滌劑 油類污染物 酞酸酯類污染物 新型污染物,第二部分 有機(jī)污染物,典型的有機(jī)污染物,多環(huán)芳烴(PAHs) 一大類廣泛存在于自然環(huán)境中的有機(jī)物，也是最早發(fā)現(xiàn)并研究的致癌物。 結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：多苯結(jié)構(gòu)，成直線排列的活潑，成角狀的多環(huán)芳烴，反應(yīng)活性較小,自然環(huán)境中多環(huán)芳烴的含量極微. 主要來源于森林火災(zāi)和火山爆發(fā)。 在人類的生產(chǎn)和生活環(huán)境中,煤礦、木柴、煙葉以及汽油、柴油、重油等各種石油餾份燃燒，烹調(diào)幅煤煙，以及廢棄物等均可造成環(huán)境中多環(huán)芳烴的污染。此外，煤的汽化和液化過程、石油的裂解過

37、程均可產(chǎn)生多環(huán)芳烴,來源和分布,釋放到大氣中的 PAH 存在于固體顆粒物和氣溶膠中； 隨石油污染物進(jìn)入水體或土壤中的PAH 可參與光化學(xué)降解和微生物降解,多環(huán)芳烴在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化,持久性有機(jī)污染物,1960s-1970s,目 前,POP被人類合成、使用、發(fā)現(xiàn)毒性和被禁用時(shí)間表,1872：德國首次合成多氯二苯對二惡英。 1874：德國合成滴滴涕DDT。 1881：德國合成多氯聯(lián)苯PCB。 1950：發(fā)現(xiàn)DDT顯示活性雌性荷爾蒙特性。 1962：美國化學(xué)家卡遜的書寂靜的春天出版發(fā)行。警告以DDT為代表的殺蟲劑、化學(xué)合成物質(zhì)會(huì)帶來的污染問題。 1963：美國科學(xué)工作者查明：二惡英會(huì)給導(dǎo)致畸形兒。

38、 1966：瑞典科學(xué)家發(fā)現(xiàn)多氯聯(lián)苯PCB對海洋的污染,1970：DDT的使用達(dá)到最高峰期，全世界每年生產(chǎn)量為10萬噸左右。 1973：經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織通過限制多氯聯(lián)苯PCB保護(hù)環(huán)境決議 1983：從日本城市垃圾焚燒廠查出二惡英污染 1987：美國環(huán)保局查出紙制品中的微量二惡英 1992：丹麥發(fā)表調(diào)查結(jié)果：在過去50年，男性精子數(shù)減少了一半 2000：在聯(lián)合國環(huán)境署UNEP的召集下，商討制定抵制POPs的國際公約 2001：127個(gè)國家和地區(qū)簽署斯德哥爾摩公約,POPs公約,2001年5月22日，在瑞典首都斯德哥爾摩通過了,禁止或削減POPs物質(zhì)的排放 逐步淘汰某些含有POPs產(chǎn)品的生產(chǎn) 保護(hù)

39、人類健康和環(huán)境免受POPs的危害,聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署 (UNEP,POPs特點(diǎn) 及對人體的危害,持久性（穩(wěn)定性,POPs結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，自然條件下不易降解。研究表明，POPs的半衰期在水中大于2個(gè)月，在土壤和沉積物中大于6個(gè)月，在人體和動(dòng)物體內(nèi)則從1年到10年。因此，即使是10年前使用過的POPs，在許多地方依然能夠發(fā)現(xiàn)殘留物,蓄積性,如在水生生物鏈中，DDT在水體中的濃度約為3ppt，而在食魚鳥類的體內(nèi)濃度則高達(dá)25ppm，通過食物鏈，DDT濃度被放大了百萬倍以上。又如在北極生態(tài)系統(tǒng)中，海豹、北極熊和因紐特人等哺乳動(dòng)物母體體內(nèi)DDT濃度為水體中濃度的千萬倍以上,遷移性,高毒性,尤先科分別攝于2004

40、年7月6日（左）和2004年12月10日,二惡英中毒,環(huán)境激素,環(huán)境激素是指那些進(jìn)入人體后能對人的生殖功能產(chǎn)生惡性影響的毒物，直接影響到人類的遺傳性疾病,與環(huán)境激素有關(guān)的物質(zhì)約有145種，日常生活中常見于人工合成的藥物或有機(jī)化合物，通過排放進(jìn)入環(huán)境，人體攝入多數(shù)環(huán)境激素與正常人體分泌激素間具有相似化學(xué)結(jié)構(gòu),擬干擾雌激素的環(huán)境化學(xué)物質(zhì) 多氯聯(lián)苯、酞酸酯、烷基酚、鉛、鎳等 干擾睪酮的環(huán)境化學(xué)物質(zhì) 酞酸酯、林丹、苯乙烯、鉛等 干擾甲狀腺素的環(huán)境化學(xué)物質(zhì) 二硫代氨基甲酸酯類、多鹵芳烴等 干擾甲狀腺功能、甲狀腺素代謝酶及血漿甲狀腺素的運(yùn)轉(zhuǎn) 多鹵芳烴、多溴聯(lián)苯 干擾其他內(nèi)分泌功能的環(huán)境化學(xué)物質(zhì) 鉛、可卡因

41、、二硫化碳,20世紀(jì)后期，人類及野生動(dòng)物的內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)了各種各樣的異?，F(xiàn)象。研究者最早發(fā)現(xiàn)，一些魚類生殖器管不能發(fā)育成熟，雌雄同體，雄性退化，種群退化；人類免疫系統(tǒng)功能下降，內(nèi)分泌異常，惡性腫瘤增多，神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)障礙，新生兒畸形，發(fā)育不全等疾病逐年上升,概念的提出,美國環(huán)保局(EPA)對這類化學(xué)物質(zhì)影響內(nèi)分泌系統(tǒng)的具體過程描述為：對生物的正常行為及生殖、發(fā)育相關(guān)的正常激素的合成、儲(chǔ)存、分泌、體內(nèi)輸送、結(jié)合及清除等過程產(chǎn)生妨礙作用。 化學(xué)污染物的“三致”作用及干擾內(nèi)分泌作用，尤其在影響人類和動(dòng)物的生殖繁衍方面引起了世人的關(guān)注,二噁英 二噁英的性質(zhì) 二噁英是一類三環(huán)芳香族化合

42、物。二噁英類化合物通常是多氯代二苯并二噁英（PCDD)類化合物和多氯代二苯并呋喃（PCDF)類化合物的總稱。 穩(wěn)定的親脂性，難降解，可富集，具有致癌性 、生物毒性、免疫毒性和內(nèi)分泌毒性,分子中可以連接18個(gè)氯原子，分別有 175 和 135 種異構(gòu)體。二噁英類化合物的毒性和其分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，如果其結(jié)構(gòu)式中不含 Cl 原子，則毒性很小，含3個(gè)以下Cl原子的異構(gòu)體毒性較小，含4個(gè)Cl原子的化合物（2,3,7,8- 四氯二苯并二噁英）毒性最強(qiáng),二噁英的來源,醫(yī)療廢棄物、下水污泥的燃燒； 含氯化學(xué)品的雜質(zhì)、城市垃圾的燃燒； 造紙和紙張漂白； 汽車尾氣的排放； 煙草的燃燒； 滅螺用的五氯酚鈉含有痕量二

43、惡英； 煉鐵、煉鋼；,多氯聯(lián)苯（PCBs,一組由多個(gè)氯原子取代聯(lián)苯分子中氫原子而形成的氯代芳烴類化合物。 理化性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸、堿，耐腐蝕抗氧化，耐熱絕緣性好，用途廣泛。 PCBs的首次商業(yè)生產(chǎn)是在1929年，包括美國、中國、斯洛伐克、德國、日本、俄國和英國在內(nèi)的許多國家都生產(chǎn)過PCBs。有40余年的使用歷史，已成為全球污染物，引起廣泛的關(guān)注,PCBs被用于變壓器和電容器、熱交換器和水力系統(tǒng)、無碳復(fù)印紙、工業(yè)用油、油漆、添加劑、塑料、阻燃劑，甚至是控制路上的灰塵。 大多數(shù)國家都于20世紀(jì)70年代宣布了PCBs生產(chǎn)非法，但是大量的PCBs仍然在使用。截止1989年，在全世界估計(jì)生產(chǎn)的34億磅PCB

44、s中（不包括前蘇聯(lián)國家），有多達(dá)2/3仍在使用中或者是殘留在環(huán)境中。 PCBs揮發(fā)性和溶解度較小，大氣和水中含量低。易吸附在顆粒物中，沉積物中含量達(dá)20005000g/kg。水生植物富集系數(shù)11041 105,多氯聯(lián)苯的來源與分布,揮發(fā)進(jìn)入大氣，經(jīng)干濕沉降轉(zhuǎn)入湖泊、海洋；轉(zhuǎn)入水體后極易被沉積物吸附，因此沉積物中的多氯聯(lián)苯仍是今后若干年內(nèi)食物鏈污染的主要來源。 PCBs結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，自然條件下不易降解。研究表明，PCBs的半衰期在水中大于2個(gè)月，在土壤和沉積物中大于6個(gè)月，在人體和動(dòng)物體內(nèi)則從1年到10年。因此，即使是10年前使用過的PCBs，在許多地方依然能夠發(fā)現(xiàn)殘留物。 轉(zhuǎn)化途徑主要是光化學(xué)分解

45、和生物降解,多氯聯(lián)苯在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化,光化學(xué)分解,生物降解： 從單氯到四氯代聯(lián)苯均可生物降解。高取代的多氯聯(lián)苯不易生物降解。 單氯到四氯代聯(lián)苯的降解順序： 聯(lián)苯PCBs1221 PCBs1016 PCBs1254,其對人的生物毒性體現(xiàn)在以下四個(gè)方面： 致癌性 生殖毒性：PCB能使人類精子數(shù)量減少、精子畸型的人數(shù)增加；人類女性的不孕現(xiàn)象明顯上升；有的動(dòng)物生育能力減弱。 神經(jīng)毒性：PCB能對人體造成腦損傷、抑制腦細(xì)胞合成、發(fā)育遲緩、降低智商。 干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)：比如使得兒童的行為怪異，使水生動(dòng)物雌性化,新型POPs,各種獸藥和抗生素 花粉,多溴聯(lián)苯醚（polybrominated dipheny

46、l ethers, PBDEs,PBDEs依溴原子數(shù)不同分為10個(gè)同系組，共有209種同系物。PBDEs具有相當(dāng)穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，很難通過物理、化學(xué)或生物方法降解,PBDEs大量用于聚合物中作阻燃添，尤其是在電器制造（電視機(jī)、計(jì)算機(jī)線路板和外殼）、建筑材料、泡沫、室內(nèi)裝潢、汽車內(nèi)層、裝飾物纖維等,2001年P(guān)BDEs的需求量達(dá)到67,400噸。由于溴系阻燃劑性能良好以及尋找代用品比較困難，溴系阻燃劑不僅會(huì)使用相當(dāng)長的時(shí)間，而其還將保持相當(dāng)?shù)脑鲩L速度,應(yīng)用,PBDEs會(huì)干擾甲狀腺激素，妨礙人類和動(dòng)物腦部與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常發(fā)育,PBDEs在制備、燃燒及高溫分解時(shí)會(huì)生成劇毒致癌物多溴二苯并二惡英及多

47、溴二苯并呋喃,毒性,高溴代聯(lián)苯醚由于具有低揮發(fā)性、低水溶解度而極易吸附于泥土和顆粒上，在環(huán)境中比較穩(wěn)定。高溴代聯(lián)苯醚大部分都沉積在距污染源較近河流底泥和空氣中的懸浮顆粒中，而在海洋生物和人體較少檢測到,環(huán)境行為,低溴代聯(lián)苯醚具有相對較高揮發(fā)性、水溶解度和生物富集性，因此在底泥、水生生物、水和空氣中都有低溴代聯(lián)苯醚的存在,1973年在美國密歇根發(fā)生了多溴聯(lián)苯混入動(dòng)物飼料事件。 由于多溴聯(lián)苯事件，美國和歐洲分別在1976年和1980年禁止使用多溴聯(lián)苯。 2006年7月1日起，在歐洲市場投入的電氣、電子設(shè)備中不得含有多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚等有害物質(zhì),發(fā)現(xiàn)和控制措施,PBDEs在海洋環(huán)境中的分布,部分海

48、區(qū)水體中PBDEs的含量,PBDEs在海洋環(huán)境中的分布,部分地區(qū)海洋沉積物中PBDEs的含量,PBDEs在海洋環(huán)境中的分布,部分地區(qū)海洋生物中PBDEs的含量,POPs對海洋生物的影響,PFOS是一種重要的全氟表面活性劑，也是其他許多全氟化合物的重要前體。 紡織品、皮革制品、家具和地毯等表面防污處理劑 泡沫滅火劑、地板上光蠟劑、農(nóng)藥和滅蟻藥的中間體 用于生產(chǎn)合成洗滌劑、義齒洗滌劑、洗發(fā)香波等 計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話及電子零件生產(chǎn)領(lǐng)域的特殊洗滌劑中,全氟辛酸銨（perfluorooctane sulfonate, PFOS,PFOS CF3(CF2)7SO3- 是由17個(gè)氟原子和8個(gè)碳原子組成的烴鏈，

49、烴鏈末端碳原子上連接一個(gè)磺?；?。 由于C-F鍵具有強(qiáng)極性并且是自然界中鍵能最大的共價(jià)鍵之一，因此全氟化合物普遍具有很高的穩(wěn)定性。 PFOS以及其他全氟表面活性劑是一類持久性有機(jī)化合物,結(jié)構(gòu)和性質(zhì),20世紀(jì)60年代PFOS開始生產(chǎn)。 20世紀(jì)80年代PFOS的應(yīng)用增長迅速。 美國3M公司曾是世界上最大的PFOS生產(chǎn)廠家。 美國3M于2001年宣布自愿放棄生產(chǎn)PFOS。 近年來，美國EPA，加拿大環(huán)境署，歐共體組織已開始詳 細(xì)記錄PFOS的使用，以便用于評(píng)價(jià)它們的潛在危害并考 慮在將來控制或禁止使用這些化合物,PFOS大部分與血漿蛋白結(jié)合存在于血液中，其余一部分則蓄積在動(dòng)物的肝臟組織和肌肉組織中。

50、 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對PFOS的腸道吸收率較高，攝入體內(nèi)后主要分布在血液和肝臟，雖然體內(nèi)PFOS會(huì)隨尿和糞便排出體外，但排出速度緩慢。 人類PFOS半衰期大約4年。 PFOS具有胚胎毒性和潛在的神經(jīng)毒性,PFOS的環(huán)境行為,第三部分 常見農(nóng)藥的毒理學(xué),一、概述 農(nóng)藥：殺滅或抑制農(nóng)業(yè)有害生物的化學(xué)藥劑。 殺蟲劑、殺菌劑、除草劑，除螨劑，滅鼠劑和生長調(diào)節(jié)劑等 種類：有機(jī)氯，有機(jī)磷，氨基甲酸酯類，擬除蟲菊酯類 挽回約10%的農(nóng)業(yè)損失。 全世界開發(fā)1200種，常用200余種。 農(nóng)藥環(huán)境污染問題突出。1962， Rachel Carson 寂靜的春天 重視農(nóng)藥環(huán)境化學(xué)行為研究 高效低毒農(nóng)藥開發(fā),我國農(nóng)田農(nóng)藥施用量

51、增長圖,我國不同種類農(nóng)藥應(yīng)用比例圖,二、農(nóng)藥的污染,1、生產(chǎn)過程 廢氣：大氣污染 廢水：水體污染 2、使用過程 僅10%30%的農(nóng)藥粘附在作物上。 大氣污染：施用中農(nóng)藥直接進(jìn)入大氣；土壤、植物表面揮發(fā)進(jìn)入大氣；農(nóng)業(yè)廢棄物燃燒，通風(fēng)排氣等 土壤污染：70%進(jìn)入土壤。農(nóng)藥拌種 水體污染：農(nóng)藥地表徑流，地下水污染,三、幾類重要農(nóng)藥的毒理學(xué),一）有機(jī)氯農(nóng)藥：DDT和六六六；氯丹、七氯、艾氏劑 1、特點(diǎn)： 氯代烴類化合物，廣譜高效殺蟲劑； 脂溶性：生物富集作用極強(qiáng) 難降解 2、吸收、分布： 吸收：呼吸道、消化道、皮膚。皮膚吸收是最常見最危險(xiǎn)的途徑；食物鏈傳遞。 分布：主要分布于脂肪組織、神經(jīng)組織及肝、腎

52、、骨髓、腎上腺、卵巢、腦等?？纱┻^胎盤屏障。 排泄：尿、糞、乳汁 轉(zhuǎn)化：脫鹵反應(yīng)，形成不穩(wěn)定氧化產(chǎn)物,3、毒理作用,1）急性毒作用 靶器官：CNS 癥狀：肌肉震顫、陣發(fā)性抽，全身麻痹，肝臟舯大，肝細(xì)胞壞死。 中毒劑量： DDT：10mg/kg中毒，口服LD150mg/kg； 六六六：口服LD400mg/kg，丙體：70mg/kg,2）慢性毒作用,肝、腎損害： 肝腫大、肝細(xì)胞變形壞死 CNS(中樞神經(jīng)系統(tǒng)) ： 降低神經(jīng)膜對K的透性； 抑制神經(jīng)末鞘ATP酶活性； 激活CNS，乙酰膽堿分泌增加，抑制單胺氧化酶，5-羥色胺積累 酶活性： 誘導(dǎo)CytP-450， 脫氯化氫酶，ALA合成酶等。 類固醇代

53、謝： 改變激素平衡水平 對生殖機(jī)能的影響：環(huán)境激素 性周期、功能障礙。男性精子數(shù)量由60年代3.0億/ml, 下降至0.5億/ml, 3.5ml/次下降到2.4ml/次 胚胎發(fā)育障礙,3）“三致”性,動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果： 六六六有一定致癌性 DDT可能引起基因突變 可能導(dǎo)致畸變 人類： 不確定，缺乏流行病學(xué)資料證明,六六六（HCH） 結(jié)構(gòu),六氯環(huán)己烷異構(gòu)體是在生產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)的六氯環(huán)己烷期間對苯進(jìn)行光化學(xué)氯化時(shí)生成的，其中，工業(yè)生產(chǎn)的六氯環(huán)己烷已被廣泛用作商用殺蟲劑。它是一種包含了五種六氯環(huán)己烷異構(gòu)體的混合物：-六氯環(huán)己烷（53-70%），-六氯環(huán)己烷（3-14%），-六氯環(huán)己烷（11-18%），-六氯

54、環(huán)己烷（6-10%）和-六氯環(huán)己烷（3-5,化學(xué)生產(chǎn),由于-六氯環(huán)己烷異構(gòu)體，亦即我們所說的林丹， 是殺蟲有效性最高的異構(gòu)體，工業(yè)生產(chǎn)的六氯環(huán)己烷須經(jīng)過一定的后續(xù)處理（分級(jí)結(jié)晶和濃縮），才能生成純度為99%的林丹。這一過程的效率極其低下，產(chǎn)量只有10-15%，即每生產(chǎn)一噸林丹的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生6-10噸的其他異構(gòu)體（IHPA，2006年）。-六氯環(huán)己烷是這一反應(yīng)的主要副產(chǎn)品（60-70%），其次是-六氯環(huán)己烷（7-10%）（世界衛(wèi)生組織，1991年,持久性環(huán)境中最常見的六氯環(huán)己烷異構(gòu)體包括-、 -和-六氯環(huán)己烷。在環(huán)境空氣和大洋海水中，-六氯環(huán)己烷是最主要的異構(gòu)體（Walker，1999年）。 遇到

55、光線、高溫、熱水和酸時(shí)，-六氯環(huán)己烷都很穩(wěn)定，不過，在pH值較高的環(huán)境中，它會(huì)發(fā)生脫氯作用,持久性,人們認(rèn)為，在空氣中直接光解并不是六氯環(huán)己烷從環(huán)境中消失的重要手段。不過，一些作者報(bào)告說，-六氯環(huán)己烷薄膜的光降解半衰期是91小時(shí)。在空氣中羥基濃度非常低的地方，-六氯環(huán)己烷的平均半衰期估計(jì)為3 到4 年（毒物與疾病登記署，2005年）。 由于極性低，-六氯環(huán)己烷往往會(huì)與土壤和沉積物締合。人們研究了 -六氯環(huán)己烷在土壤中的生物降解，研究表明，在種了莊稼的地里，其半衰期是54.4天，在沒種莊稼的地里，半衰期是56.1天（毒物與疾病登記署，2005年,對微生物而言，其干重生物濃縮系數(shù)在1,500到2,

56、700之間，重計(jì)生物濃縮系數(shù)是12,000。 對無脊椎動(dòng)物的研究表明，其干重生物濃縮系數(shù)在60到2,750之間，脂重生物濃縮系數(shù)最高可達(dá)8,000。 另外一些研究報(bào)告說，其在魚類中的生物濃縮系數(shù)從313到1,216不等（衛(wèi)生組織，1991年）。Butte等人（1991年）在穩(wěn)態(tài)條件下利用斑馬魚進(jìn)行了研究，他們確定的生物濃縮系數(shù)是1,100。 Oliver等人（1995年）報(bào)告說，在許多種水生生物中，-六氯環(huán)己烷的生物濃縮系數(shù)從1,600到2,400不等,生物蓄積性,多項(xiàng)研究都報(bào)告說，-和-六氯環(huán)己烷普遍存在于北美洲、北極、南亞、西太平洋和南極洲。六氯環(huán)己烷異構(gòu)體是北極地區(qū)最豐富和最具持久性的有

57、機(jī)氯殺蟲劑污染物，北極和南美洲并不使用或生產(chǎn)這些物質(zhì)，因此，它們的出現(xiàn)證明這種化學(xué)品具有遠(yuǎn)距離遷移能力,遠(yuǎn)距離環(huán)境遷移的潛力,人們并沒有就-六氯環(huán)己烷對人類的影響進(jìn)行專門研究。它對大鼠的口服致死中量值從500毫克/千克體重到4,674 毫克/千克體重不等（衛(wèi)生組織，1991年）。 據(jù)報(bào)告，喂食了-六氯環(huán)己烷的動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)肝腎受損以及體重增長量驟減等現(xiàn)象。在喂食了-六氯環(huán)己烷的動(dòng)物中，并未發(fā)現(xiàn)神經(jīng)方面的影響。遺傳毒性數(shù)據(jù)顯示，-六氯環(huán)己烷有一定的潛在遺傳毒性，不過這方面的證據(jù)還不夠確鑿。最近，有證據(jù)表明-六氯環(huán)己烷會(huì)破壞內(nèi)分泌過程。 在亞慢性和/或慢性暴露之后，小鼠和大鼠體內(nèi)的-六氯環(huán)己烷似乎會(huì)致

58、癌（環(huán)保局, 2006年）。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（癌癥機(jī)構(gòu)）已將-六氯環(huán)己烷歸為一種可能的人類致癌物（毒物與疾病登記署，2005年,不利影響,二）有機(jī)磷農(nóng)藥,1、特點(diǎn)： 磷酸酯類化合物； 高效、廣譜 易分解、殘留期短 種類多：對硫磷、敵敵畏、敵百蟲、樂果、殺螟松、馬拉硫磷,2、吸收、分布、代謝,吸收：呼吸道、消化道、皮膚 分布：血液、肝、腎 代謝： （1）氧化作用 氧化脫硫：P=S P=O, MFOS催化，抗膽堿酯酶活性增加。毒性增加。 O-脫烷基反應(yīng)： MFOS催化，脫出的烷基與巰基蛋白結(jié)合，排除速度增加，毒性降低 S-氧化反應(yīng)：-C-S-C- -C-SO-C- ,毒性增加,2）水解作用,水解酶

59、： 磷酸酶； 羧基酯酶： 酰胺酶： 體內(nèi)降解和毒性消除的重要過程,豬有機(jī)磷農(nóng)藥中毒1.腦膜血管擴(kuò)張充血,有機(jī)磷的作用是使膽堿脂酶的酶蛋白活性中心的磷酸化而尿素是使酶的活性中心氨甲?；鹫系K,2.腸管漿膜血管充盈,有機(jī)磷和尿素類的合劑引起中毒的病例，發(fā)現(xiàn)5頭中有4頭表現(xiàn)后軀踉蹌及弓背姿勢等神經(jīng)癥狀而急性死亡,3.肺淤血，水腫，肺胞壁水腫，變型,主要出現(xiàn)肺水腫，心，肝，有出血點(diǎn)，氣管粘膜潮紅和氣管腔內(nèi)含有血塊等,3、毒性作用,毒性機(jī)理： 主要是對乙酰膽堿酯酶（AChE)的抑制，導(dǎo)致乙酰膽堿的迅速積累，導(dǎo)致CNS傳導(dǎo)中斷，機(jī)體窒息死亡。 中毒癥狀： CNS受干擾，智力活動(dòng)受限，頭疼、頭昏，死亡。

60、 對人的LD： 對硫磷1530mg, 內(nèi)吸磷：1020mg，敵敵畏12g,三）氨基甲酸酯類農(nóng)藥,1、特點(diǎn)： 殘效短，選擇性強(qiáng) 對人畜毒性較低 對天敵影響小 2、種類：五類 奈基氨基甲酸酯類：西維因 苯基氨基甲酸酯類：葉蟬散(異丙威） 雜環(huán)二甲基氨基甲酸酯類：異索威 雜環(huán)甲基氨基甲酸酯類：呋喃丹 虧類：遞滅威,3、代謝,吸收：呼吸道、消化道、皮膚 代謝： 氧化、水解、結(jié)合反應(yīng)，排泄速度較快。 葡萄糖醛酸結(jié)合反應(yīng)。 4、毒性作用 中毒機(jī)理 與有機(jī)磷農(nóng)藥類似，抑制膽堿酯酶活性，形成農(nóng)藥膽堿酯酶復(fù)合體，使膽堿酯酶失去水解乙酰膽堿的能力。 復(fù)合體分解快，毒性作用時(shí)間短,癥狀,流淚、流口水、瞳孔縮小，麻醉