環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的環(huán)境毒理學

環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的環(huán)境毒理學第1頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日?1996年3月，《OurStolenFuture》出版?

1998年3月，IPCS/OECD專家委員會定義環(huán)境內(nèi)分泌干擾物（EEDs）?

2001年聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署提出首批控制12種持久性有機污染物（POPs）：

DDT、多氯聯(lián)苯、六氯苯、多氯二噁英、多氯呋喃、艾氏劑、狄氏劑、異狄氏劑、滅蟻靈、氯丹、毒殺芬、七氯

第2頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日第一節(jié)環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的種類和來源一.環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的概念

內(nèi)分泌系統(tǒng)：調(diào)節(jié)控制生殖、生長、發(fā)育、代謝、生理穩(wěn)定等作用激素內(nèi)分泌腺血液靶器官與靶細胞受體結(jié)合效應(yīng)血液內(nèi)激素濃度：10-9～10-12

第3頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日環(huán)境內(nèi)分泌干擾物（P.172）：也稱環(huán)境激素，指由于人類的生產(chǎn)和生活活動而釋放到周圍環(huán)境中的，對人和動物體內(nèi)正常的激素功能施加影響，從而影響內(nèi)分泌系統(tǒng)的化學物質(zhì)。?

干擾體內(nèi)天然激素的合成、分泌、運輸、結(jié)合、作用、代謝或消除

擬天然激素

抗天然激素

第4頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日?對人類健康的影響：女性乳腺癌和子宮內(nèi)膜異常增生男性前列腺癌及睪丸癌不正常的性發(fā)育降低男性生殖力腦下垂體及甲狀腺功能改變免疫力抑制神經(jīng)行為作用

……第5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日?對野生生物的影響：魚類、鳥類甲狀腺功能和發(fā)育不正常貝、魚、鳥類和哺乳動物的生殖力下降魚、鳥和爬行類的孵化率降低魚、鳥、爬行類和哺乳動物的去雄性化和雌性化軟體動物、魚類和鳥類的去雌性化和雄性化后代存活力降低鳥類和海洋哺乳動物的免疫力和行為的改變

……第6頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日二.環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的分類

天然

人和動物雌激素：雌二醇、雌酮和雌三醇

植物雌激素：異黃酮、香豆雌酚、擬雌內(nèi)酯、芒柄花黃素等

真菌雌激素：如玉米赤霉烯酮等

人工合成

藥物：己烯雌酚

促進家畜生長的激素

環(huán)境化學物：農(nóng)藥、樹脂原料、絕緣油、界面活性劑等

生產(chǎn)和生活活動產(chǎn)生：二噁英類化合物

第7頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日

農(nóng)藥：除草劑、殺真菌劑、殺蟲劑、殺線蟲劑等

工業(yè)化合物：重金屬、樹脂原料、藥物、絕緣油、界面活性劑等

植物雌激素：擬雌內(nèi)酯、芒柄花黃素等第8頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日三.環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的來源

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垃圾焚燒、汽車尾氣、烹調(diào)油煙

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農(nóng)藥、化肥的大量使用

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工業(yè)固體廢棄物和生活垃圾堆放、填埋中的淋溶、滲濾

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有機廢水的排放

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……

我國每年施用農(nóng)藥50～60萬t，其中80%左右直接進入環(huán)境第9頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日第10頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日第二節(jié)二噁英類一.二噁英的理化性質(zhì)

氯代二苯并二噁英（PCDDs）

75種

氯代二苯并呋喃（PCDFs）135種

?二噁英類：210種

第11頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日?

化學性質(zhì)穩(wěn)定、揮發(fā)性低、極難溶于水、易溶于有機溶劑?

不易熱解（>700℃以上）、不易光解?

不易被微生物降解

四氯二噁英（TCDD）在土壤中半減期：12年?在生物體內(nèi)不易被代謝

魚體內(nèi)二噁英可達環(huán)境中的10萬倍在人體脂肪組織的半減期：2.9～9.7年第12頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日二.二噁英的產(chǎn)生與排放

產(chǎn)生條件：前體物質(zhì)（含苯環(huán)與氯的物質(zhì)）高溫（250～400℃）、強堿狀態(tài)、紫外線暴露、自由基物質(zhì)存在等

1.特殊化合物的制造制造多氯聯(lián)苯、氯酚類、氯苯類、氯苯氧基醋酸類除草劑（如2,4-D、2,4,5-T）的過程第13頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日

2.造紙及紙漿工程植物組織氯化漂白氯酚高溫氧化二噁英

3.燃燒焚化爐、香煙、食物燒烤、塑膠、多氯聯(lián)苯、煤、汽柴油、木柴（防腐處理的木材）等燃燒

4.金屬冶煉金屬礦提煉、廢金屬回收、煉鋼等

5.生物與光化學合成氯酚類堆肥、廢水處理產(chǎn)生的污泥、紫外線二噁英

第14頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日?

環(huán)境中的二噁英：90%來源于城市和工業(yè)垃圾焚燒第15頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日?垃圾焚燒過程中二噁英形成機理：①氯乙烯等含氯塑料燃燒后形成氯苯，氯苯成為二噁英合成的前體②其他含氯、含碳物質(zhì)（如紙張、木制品、食物殘渣等）經(jīng)銅、鈷等金屬離子的催化作用不經(jīng)氯苯而生成二噁英第16頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日三.二噁英毒性當量（TEQ）以毒性最強的2,3,7,8-TCDD為比較基準

等效毒性系數(shù)（TEF）（≤1）

TEQ=∑（TEFi×i異構(gòu)物之濃度）

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二噁英毒性當量概念包含兩個基本假設(shè)：不同異構(gòu)體的毒性具有相加性不同異構(gòu)體具有相同的毒作用機理第17頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日四.二噁英的毒理學特點

1.二噁英的人體暴露與含量

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消化道攝入是二噁英暴露主要途徑，占90%以上

?

垃圾焚燒從業(yè)人員血液中二噁英含量為806pgTEQ/L，是正常人群的40倍左右

第18頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日?

來自魚貝類、肉蛋類和奶制品的二噁英占食物攝入量的78.l%～91.1%

第19頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日?

美國大湖流域監(jiān)測結(jié)果：

25%的魚體內(nèi)檢出2,3,7,8-TCDD（0.5～2pg/g）

10%的魚體內(nèi)2,3,7,8-TCDD含量超過5pg/g，最高達

85pg/g?

工業(yè)化國家民眾二噁英體內(nèi)負荷：

2～6ngTEQ/kg體重（10～30pgTEQ/g脂肪）?

累積在人體內(nèi)的以六、七及八氯的二噁英（不包括呋喃）為主

第20頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日?母乳喂養(yǎng)的嬰幼兒單位體重二噁英攝入量明顯高于成人，平均為60pgTEQ/kg·d。第21頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日

2.二噁英的體內(nèi)代謝過程

吸收呼吸道吸收率80%以上

消化道：主要途徑皮膚在血液中與脂肪結(jié)合

分布：肝臟、脂肪（主要場所）

代謝非常緩慢

排泄主要隨膽汁從腸道排泄極少量經(jīng)腎臟隨尿排泄乳汁（較顯著的排泄途徑）

第22頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日

3.二噁英的毒性作用（1）二嗯英的一般毒性

靶器官：皮膚和肝臟

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皮膚氯痤瘡過度角化、色素沉著與多毛癥

?引起實驗動物肝實質(zhì)細胞的增生、肥大

肝臟腫大

肝臟變性、壞死及肝功能異常

?引起實驗動物卟啉合成異常，尿中糞卟啉和尿卟啉增加第23頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日?

急性中毒癥狀：染毒幾天內(nèi)出現(xiàn)嚴重的體重丟失，伴有肌肉和脂肪組織的急劇減少（廢物綜合征）?

慢性毒性癥狀：動物血中甲狀腺素（T4）降低，垂體甲狀腺刺激激素（TSH）分泌增多，甲狀腺濾泡細胞肥大和增生，最終出現(xiàn)甲狀腺腫瘤?

豚鼠對二噁英的毒性最為敏感，LD50是敘利亞地鼠的1/5000第24頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日

（2）二噁英的生殖發(fā)育毒性

?損害雌性動物的卵巢功能，抑制雌激素的作用

動物不孕、胎仔數(shù)減少、流產(chǎn)等

?孕鼠以毒性劑量以下的二噁英染毒：

胎鼠產(chǎn)生腭裂、腎盂積水、胸腺和脾臟萎縮、皮下水腫以及生長遲緩等雄性仔鼠前列腺變小，精細胞減少、成熟精子退化等第25頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日

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生產(chǎn)中接觸2,3,7,8-TCDD的男性工人血清睪酮降低，促卵泡素和黃體激素增加

二噁英可能有抗雄激素和雌性化作用

第26頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日?

一些學者認為，近年在世界各地觀察到的男性精子數(shù)量和質(zhì)量的降低與環(huán)境內(nèi)分泌污染物暴露有關(guān)第27頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日（3）二噁英的致癌性

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二噁英在絕大多數(shù)體內(nèi)和體外致突變試驗中呈現(xiàn)陰性

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2,3,7,8-TCDD可在實驗動物多個部位誘發(fā)腫瘤很強的促癌作用

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在一些人類中毒事件中，二噁英被認為與致癌率增加有關(guān)

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1997年國際癌癥研究機構(gòu)（IARC）將2,3,7,8-TCDD定為明確的人類致癌物

第28頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日（4）二噁英的免疫毒性

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引起實驗動物胸腺萎縮

胸腺皮質(zhì)中淋巴細胞減少對于正在發(fā)育的嬰幼兒的免疫毒性更強

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2,3,7,8-TCDD染毒導(dǎo)致動物對微生物感染的抵抗力顯著降低

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影響白血球的成熟和分化

第29頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日4.二噁英的毒作用機理

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與芳香烴受體的結(jié)合芳香烴受體：存在于較高等動物細胞質(zhì)中，類似于激素受體的結(jié)合蛋白。

二噁英芳香烴受體復(fù)合物

DNA特定基因毒性

類二噁英物質(zhì)：多溴二噁英與呋喃、部分多氯聯(lián)苯類、偶氮聯(lián)苯類、多環(huán)芳烴類等

第30頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日五.二噁英對野生動物的影響

1970年，北美五大湖區(qū)出現(xiàn)野生動物異?，F(xiàn)象：

?黑脊鷗、禿鷹、鸕鶿、燕鷗、夜鷺等鳥類產(chǎn)生幼雞水腫，鷗蛋無法孵化或產(chǎn)出畸形后代等

?黑脊鷗鳥蛋中檢出含TCDD489～1996ng/kg

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該水域魚類如鱒和鮭等，產(chǎn)生魚卵水腫、孵化率與存活率降低

?魚類體內(nèi)檢出二噁英第31頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日第三節(jié)多氯聯(lián)苯一.多氯聯(lián)苯的理化性質(zhì)

209種異構(gòu)體

共面式多氯聯(lián)苯（68種）

?耐熱性和絕緣性良好，化學性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于水，易溶于有機溶劑和脂肪，燃燒后會產(chǎn)生HCl和二噁英第32頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日二.多氯聯(lián)苯的使用與排放

用途電容器及變壓器的絕緣油（用量最多）無碳影印紙與塑膠的添加劑其他用途

全世界產(chǎn)量（不含前蘇聯(lián)）：約150萬t（26000t/a）

1980～1984年：16000t/a1984～1989年：10000t/a第33頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日

多氯聯(lián)苯使用時期：

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全世界每年有2500t

流失于環(huán)境

80%通過燃燒含PCBs的紙張、塑膠物質(zhì)、潤滑油及涂漆等而釋放

20%以泄漏或大氣蒸散方式進入環(huán)境超過95%排放至陸地

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主要蓄積庫：土壤和底泥第34頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日

目前較重要的排放源：

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處理含多氯聯(lián)苯廢棄物的焚化爐、廢棄物填埋場、廢水處理廠污泥等

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熱解、水泥生產(chǎn)、化學去氯、萃取、生物還原等過程

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二噁英的一些產(chǎn)生源第35頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日?多氯聯(lián)苯在底泥中的半減期：9.5年

?含氯數(shù)為5～7的多氯聯(lián)苯具有較佳的生物可利用性

和較長的體內(nèi)停留時間

第36頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日三.多氯聯(lián)苯的毒理學特點

1.多氯聯(lián)苯的人類暴露與體內(nèi)含量

進入人體主要途徑：食物攝取

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工業(yè)國家民眾二噁英暴露量：1.3pgTEQ/kg·d

（不含共面式多氯聯(lián)苯）

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英國人二噁英類每日平均暴露劑量：2.4pgTEQ/kg（含共面式PCBs約0.9pgTEQ/kg）

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工業(yè)化國家民眾每日總PCBs劑量：5～100μg

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格陵蘭人體內(nèi)PCBs濃度高于加拿大人15～18倍

第37頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日

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共面式多氯聯(lián)苯在血液中的含量：德國：9.1pgTEQ/g脂肪西班牙：7.03pgTEQ/g脂肪日本和韓國：l5pgTEQ/g脂肪美國：6.6pgTEQ/g脂肪第38頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日

第39頁，共42頁，2023年，2月20日，星