養(yǎng)殖水化學(xué)-- 養(yǎng)殖水環(huán)境中有毒有害物質(zhì)

1、第十二章第十二章 養(yǎng)殖水環(huán)境有毒有害物質(zhì)及養(yǎng)殖水環(huán)境有毒有害物質(zhì)及毒理學(xué)基本概念毒理學(xué)基本概念 第一節(jié)第一節(jié) 天然水中污染物的種類與來源天然水中污染物的種類與來源一、有機(jī)污染物二、微量金屬和類金屬污染物二、微量金屬和類金屬污染物三、有機(jī)金屬化合物三、有機(jī)金屬化合物四、放射性污染物四、放射性污染物五、耗氧和營養(yǎng)性污染物五、耗氧和營養(yǎng)性污染物第二節(jié)第二節(jié) 有毒物質(zhì)的影響有毒物質(zhì)的影響一、毒物危害的途徑常分為外毒、內(nèi)毒兩種。1.外毒主要侵害直接與水接觸的體表粘膜，其中鰓組織接觸的水量最大，因而受害最嚴(yán)重。2.內(nèi)毒毒物進(jìn)入生物體內(nèi)成為內(nèi)毒，可通過：直接通過體表粘膜由水環(huán)境遷移進(jìn)入體內(nèi)；隨食物一起攝進(jìn)體

2、內(nèi)；有些魚要不斷飲水以調(diào)節(jié)滲透壓，毒物也可隨水進(jìn)入體內(nèi)。內(nèi)毒進(jìn)入生物體內(nèi)，干擾生物新陳代謝的正常進(jìn)行。其危害途徑很多，最重要最常見的是與酶類反應(yīng)，使之變性，失去生物催化劑的正常機(jī)能。二、生物受害表現(xiàn)毒性進(jìn)入生物體后，生物體在各方面表現(xiàn)出一定的受害毒癥狀，其受害程度取決于毒物的性質(zhì)、濃度（或劑量）及接觸時(shí)間。1.急性中毒其特點(diǎn)是：毒性濃度高。短時(shí)間內(nèi)（一般不超過4天）生物大批死亡。2.慢性中毒其特點(diǎn)是，毒物濃度較低，生物并不立即死亡，甚至看不到明顯的病變異常，但是，隨作用時(shí)間加長，其不良作用將在細(xì)胞器官組織個(gè)體群落等不同水平上表現(xiàn)出來。3.積累殘毒有些毒物進(jìn)入生物體后，難于轉(zhuǎn)化、排出，而會(huì)在體內(nèi)

3、蓄積下來，當(dāng)這些毒物繼續(xù)補(bǔ)給時(shí)，它們在體內(nèi)積蓄的數(shù)量將逐漸增多，最后將經(jīng)由生物的新陳代謝過程，在水環(huán)境與生物體之間保持一種動(dòng)態(tài)平衡?？梢杂脻饧驍?shù)（ 富集因數(shù)，或濃縮倍數(shù)）的大小來表征。4.其他有些有害物質(zhì)，即使?jié)舛群艿?，魚類也能感知，并產(chǎn)生厭忌回避反應(yīng)，這可能破壞漁場，產(chǎn)卵場，切斷魚類洄游通道。 第三節(jié)第三節(jié) 影響毒物實(shí)際毒性大小的因素影響毒物實(shí)際毒性大小的因素一、溫度水溫升高，有害物質(zhì)的毒性增強(qiáng)。當(dāng)毒物濃度一定時(shí)，溫度每升高10，受害生物的存活時(shí)間往往減少一半。二、溶氧量溫度及毒物濃度一定時(shí)，溶氧量下降，有害物質(zhì)的毒性往往增強(qiáng)。三、pH值 pH超出510范圍時(shí)，本身就對(duì)水生物不利或有害。即

4、使pH值在適宜范圍內(nèi)變動(dòng)，也會(huì)增強(qiáng)或減弱某些毒物的毒性。四、硬度 許多金屬離子的毒性，在軟水中比在硬水中強(qiáng)得多，例如鈹（Be）與鈾（U）的毒性，軟水中比硬水中強(qiáng)6080倍。五、化學(xué)反應(yīng) 當(dāng)一種或數(shù)種廢水排入養(yǎng)殖水體時(shí)，廢水中的某些成份，可能發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)，使毒性增強(qiáng)或減弱。六、聯(lián)合作用某種毒物與其他物質(zhì)或毒物共存時(shí)，總毒性大體有三種情況。加和作用協(xié)同作用拮抗作用F拮抗性A 0 20 40 60 80 100生存時(shí)間加和性相乘性XZYEB 100 80 60 40 20 0七、吸附作用水體中懸浮物多時(shí)可能要吸附大量金屬離子沉降到底層。減小表層水中金屬離子的濃度，起到減小毒性的作用 第四節(jié)第四節(jié)

5、 毒性評(píng)價(jià)指標(biāo)與毒性試驗(yàn)毒性評(píng)價(jià)指標(biāo)與毒性試驗(yàn)一、毒性作用基本概念1.毒物（Toxicant） 是指在一定條件下，較小濃度或劑量就能引起生物機(jī)體功能性或器質(zhì)性損傷的化學(xué)物質(zhì). 2.中毒 是生物體受到毒物作用引起功能或器質(zhì)性改變后出現(xiàn)的疾病狀態(tài)。 3.毒性（Toxicity） 是指有毒物質(zhì)接觸或進(jìn)入生物機(jī)體后產(chǎn)生損害的能力。4.毒性作用或毒性效應(yīng) 是指外來化合物引起生物機(jī)體損害的總稱。 5.劑量（Dose）劑量是一個(gè)比較廣泛的概念，可指給予生物機(jī)體接觸的外來化合物的數(shù)量，也指外來化合物吸收進(jìn)入生物機(jī)體的數(shù)量，也可指外來化合物在關(guān)鍵組織器官或體液中的濃度或含量。一般的劑量概念一般的劑量概念是指給予

6、生物機(jī)體的或生物機(jī)體接觸的外來化學(xué)物質(zhì)的數(shù)量。在水生毒理學(xué)中常采用外來化合物在水中的濃度表示。劑量大小與時(shí)間有關(guān)，在確定某種劑量時(shí)，一般固定時(shí)間，如24h，48h等。 （1）濃度效應(yīng)關(guān)系（Concentration-effect ）和濃度反應(yīng)關(guān)系（Concentration -response ） 直線關(guān)系。試驗(yàn)生物暴露于毒物后的反應(yīng)隨著毒物濃度的增加呈線性增加。非直線關(guān)系（拋物線型關(guān)系）。試驗(yàn)生物對(duì)毒物的反應(yīng)隨著毒物濃度的增加而增強(qiáng)，但兩者并非呈線性關(guān)系?！癝”形曲線關(guān)系。生物對(duì)毒物的反應(yīng)在毒物濃度較小時(shí)變化不明顯，但隨著毒物濃度的增加，生物的反應(yīng)率將急劇增加，毒物濃度繼續(xù)增加時(shí)，生物對(duì)毒物

7、反應(yīng)率的變化則不明顯，呈不甚規(guī)則的“S”形。如果用反應(yīng)比率概率單位對(duì)濃度對(duì)數(shù)作圖則是直線濃度或劑量生物反應(yīng)百分率10050濃度或劑量生物反應(yīng)百分率10050濃度或劑量生物反應(yīng)百分率10050對(duì)數(shù)濃度或劑量概率單位 7 5 3 1acdb概率單位“全或無（All or None）”反應(yīng)。試驗(yàn)生物暴露于毒物后的反應(yīng)不隨毒物濃度增加而出現(xiàn)（“無”），但當(dāng)增加到一定濃度時(shí)，則出現(xiàn)明顯的反應(yīng)（“全”）。一般稱該生物反應(yīng)發(fā)生轉(zhuǎn)折的毒物濃度為閾值Threshold或閾濃度（Threshold concentration）。（2）致死濃度（劑量）（Lethal concentration/D.Ose）是指在一

8、定時(shí)間內(nèi)以生物機(jī)體死亡為觀察指標(biāo)而確定的水中外來化合物的濃度。按照可引起生物機(jī)體死亡率不同分為：絕對(duì)致死濃度（LC100）。指能在一定時(shí)間內(nèi)引起所觀察生物個(gè)體全部死亡的水中化合物的最低濃度。半（數(shù)）致死濃度（LC50）。指在一定時(shí)間內(nèi)能引起試驗(yàn)生物群體中50%生物個(gè)體死亡的水中化合物的濃度。半數(shù)耐受限量（TLM）。也稱半數(shù)存活濃度，是指在一定時(shí)間內(nèi)試驗(yàn)生物中有50%存活的水中外來化合物的濃度。 6.生物蓄積或生物積累（Bioaccumulation） 是指水生生物直接從環(huán)境或食物中吸收攝取化學(xué)物質(zhì)的過程。這個(gè)過程包括吸收和排除兩方面的過程。當(dāng)吸收大于排除時(shí)，毒物在生物體內(nèi)積累；當(dāng)吸收等于排除時(shí)

9、，生物積累達(dá)到平衡；當(dāng)吸收小于排除時(shí)，毒物從生物體內(nèi)排除。二、毒性試驗(yàn)為測試化學(xué)物質(zhì)對(duì)生物機(jī)體是否引起損害作用而進(jìn)行的一系列試驗(yàn)，稱為毒性試驗(yàn)。1.按試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間劃分（1）急性毒性試驗(yàn) 是指在短時(shí)間內(nèi)（通常為4896 h）生物接觸高濃度有毒物質(zhì)時(shí)，被測試化學(xué)物質(zhì)引起試驗(yàn)生物群體產(chǎn)生一特定百分?jǐn)?shù)有害影響的試驗(yàn)。（2）亞急性毒性試驗(yàn) 是指毒物對(duì)生物的作用強(qiáng)度低于急性毒性試驗(yàn)，但又高于慢性毒性試驗(yàn)所用的濃度，在較長的時(shí)間內(nèi)（590 d）進(jìn)行的毒性試驗(yàn)。（3）慢性毒性試驗(yàn) 是指在低毒物濃度下致毒時(shí)間接近或超過整個(gè)生命周期，甚至幾個(gè)世代的毒性試驗(yàn)。有時(shí)稱為完全生活史生物測試（Complete life-cycle bioassay）。 2.按試驗(yàn)生物的種類劃分（1）微型（單細(xì)胞）藻類毒性試驗(yàn) 微型藻類個(gè)體小，世代時(shí)間短，可在較短時(shí)間內(nèi)得到化學(xué)物質(zhì)對(duì)其許多世代及在其種群水平上的影響評(píng)價(jià)。（2）水蚤類毒性試驗(yàn) 蚤類是枝角類的通稱。（3）魚類毒性試驗(yàn) 魚類不僅是重要的水生生物毒性試驗(yàn)生物，同時(shí)由于魚類在人類食用水產(chǎn)品中占有的比重最大，所以魚類毒性試