环境毒理学资料总结

环境毒理学

第一章：绪论

1. 环境毒理学:研究环境污染物，特别是化学污染物对生物有机体，尤其是对人体的损害作用及其机理的科学。

2. 环境毒理学研究的三个层次：对个体的损害作用及其机理；对种群的损害作用及防治措施；对生态系统的影响与防护

3. .环境毒理学的任务和内容

答：任务：阐述环境污染物对人体的损害及其机理；探索环境污染物对生物健康损害的早期监测指标和生物标记物，以便及早发现并控制污染；定量评价环境污染物对生物体的影响，确定剂量-效应关系，为相关环境卫生标准的制定以及保护生物健康提供依据；

最终任务：保护包括人类在内的各种生物的生存和持续健康发展。

内容：环境污染物在环境介质中的迁移转化；污染物在人体内的吸收、转运、代谢转化、排泄规律，毒性作用机制；污染物的结构、毒性及其机理及影响毒性的因素；环境污染物的毒性评价；对人体损害的早期诊断与预警理论、方法、措施；

4.环境毒理学的研究方法：体外实验、体内实验、模拟生态系统实验（P6-P9）

5临床观察和现场调查：（P8）

6.现代毒理学的特点：（P13）

7. 环境毒理学的发展趋势：

1、从高度综合到高度分化；

2、从整体试验到替代试验；

3、从阈剂量到基准剂量；

4、从结构-活性关系到定量结构-活性关系；

5、从危险度评价到危险度管理；

8. 替代原则,及3R, 即,优化、减少、取代、

9.环境毒理学的研究方法？

答：体外实验1）器官水平（包括器官灌流和组织培养，基本保持器官完整性，常用于毒物代谢的研究）；2）细胞水平（应用的细胞包括已建株的细胞系（株）和原代细胞（可用不同的器官进行制备）、可用于外来化合物毒性的致癌性的各种过筛试验，也可用来研究化合物的代谢和中毒机理的探讨）；3）亚细胞水平（研究中毒机理、毒物引起损伤的亚细胞定位以及化合物代谢）；4）分子水平（如研究毒物对生物体内酶的影响）。

体外试验的优点：简快速、经济、条件易于控制。缺点：缺乏神经—体液调节因素等的控制，不能全面反映整体状况下的生物效应。

体内试验：1）急性毒性试验（指一次染毒或24h内重复染毒的毒性实验研究）；2）亚性毒性试验（称为亚慢性毒性毒性试验—一般认为1~3各月为宜，但具体试验期限随实验要求而异）；3）慢性毒性试验（一般指6各月以上到终生染毒的毒性试验）

第二章：污染物在环境中的迁移和转化

1.暴露：环境潜在有害物以任何方式与生物机体接触或进入机体，称为毒物的暴露。

2. 污染物的迁移转化：指污染物进入环境后,在空间和形态上发生一系列的变化,这种变化的总过程.（P14）

3. 风化淋溶作用：环境中的水在重力作用下运动时通过水解使岩石矿物的化学元素溶入水中的过程。

4. 生物性迁移：通过营养级在生物间迁移，并通过在生物体内的蓄积，随着生物体的迁移而迁移。

5. 生物浓缩：生物体从环境中积蓄某种污染物，出现生物体内的污染物浓度超过环境的现象；

6. 生物积累：生物体在生长发育的过程中，直接通过环境和食物蓄积污染物的过程，生物积累使污染物的积蓄随该生物的生长发育而不断增多。

7. 生物放大：在生态系统的同一食物链上，某种污染物在生物体内的浓度随着营养级的提

高而逐步增大的现象。

7. 外源化合物：指除了营养元素及维持正常生理功能和生命所需的物质以外，存在于环境中，可与机体接触并今天机体，引发机体发生生物学变化的物质。

8. 如何定量描述生物性迁移过程？

答：生物性迁移过程的表现形式分为生物浓缩、生物积累和生物放大三种类型。生物浓缩是指生物体从环境中蓄积某种污染物，出现生物体中浓度超过环境中浓度的现象，生物浓缩的程度用生物浓缩系数（BCF）表示BCF=生物体内污染物的浓度/环境中该污染物的浓度。生物积累是指生物个体随其生长发育的不同阶段从环境中蓄积某种污染物，而使浓度系数不断增大的现象，生物积累的程度可用生物积累系数（BAF）表示BAF=某一生物个体生长发育较后阶段体内蓄积污染物的浓度（mg/kg）/同一生物个体生长发育较前阶段体内蓄积该污染物的浓度（mg/kg）。生物放大是指在生态系统的同一食物链上，某种污染物在生物体内的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象，生物放大的程度可用生物放大系数（BMF）表示BMF=较高营养级生物体内污染物的浓度（mg/kg）/较低营养级生物体内污染物的浓度（mg/kg）

9、污染物在环境中的转化有何基本特点？

答：污染物在环境中通过物理的、化学的或生物的作用改变形态或者转变成另一物质的过程叫做污染物的转化。污染物的转化过程取决于其本身的理化性质和所处的环境条件。根据其转化形式可分为物理转化、化学转化和生物转化。物理转化是指污染物通过蒸发、渗透、凝聚、吸附，以及放射性元素的脱变等一种或几种过程实现的转化。化学转化是指污染物通过各种化学反应过程发生的转化。生物转化是指污染物通过生物相应酶系统的催化作用所发生的变化过程。

第三章环境污染物的生物转运和生物转化

1. 简单扩散：生物膜两侧的化学物分子从浓度高的一侧向浓度低的一侧（即顺浓度梯度）扩散。驱动力：浓度梯度不需要载体，不耗能

2. 滤过：环境化学物透过生物膜上的亲水性孔道的过程。生物膜上有一些亲水性孔道或间隙，它们是由嵌入脂质双分子层中的蛋白质结构中某些亲水性氨基酸构成。

3. 主动转运：化学物伴随能量的消耗,利用载体由低浓度处向高浓度转运以透过生物膜的过程。

4，易化扩散：非脂溶性化学物，利用载体由高浓度处向低浓度处移动的过程，称为易化扩散，又称帮助扩散或载体扩散。

5. 吞噬和胞饮：一些固体颗粒或液滴与细胞膜上的蛋白质具有特殊亲和力，可改变细胞膜表面张力，引起外包或内凹，将外源物包围进入细胞。合称入胞作用或膜动转运

6. 吸收：环境化学物经各种途径透过机体的生物膜而进入血液的过程称为吸收。

7.血脑屏障：是指脑毛细血管阻止某些物质（多数是有害的）进入脑循环血的结构。

8.生物蓄积：长期接触毒物时，吸收速度大于解毒和排泄速度，就会出现毒物在体内逐渐积累在特定部位的现象。

9. 排泄：环境化学物及其代谢产物向机体外转运的过程。

10. 生物转化：环境化学物质在机体组织或器官中，在系列酶作用下转化为各种代谢产物的过程.

11. 代谢动力学：用数学方法研究毒物的吸收、分布、生物转化和排泄等代谢过程随时间变化的规律。

12.环境内分泌干扰物：改变健康生物及其子孙或者其群体的内分泌功能，对它们的健康产生不良影响的外源性物质或混合物

8. 叙述毒物通过生物膜的主要方式及其机理。

答：1，简单扩散机理：膜两侧的毒物从高浓度向低浓度扩散，化学物并不和膜其反应，

不消耗能量。2，滤过机理：化学物通过细胞膜上的亲水性孔道的过程。毛细血管和肾小球细胞膜上有较大的膜孔，允许分子量小于白蛋白的分子通过。3，主动运转机理：将物质由低浓度侧经细胞转运到高浓度侧，但需消耗一定的能量。4，胞饮作用机理：由于细胞膜具有可塑性和流动性，因此，对颗粒状物质和液粒，细胞可通过细胞膜的变形移动和收缩，把它们包围起来最后摄人到细胞内。

9.影响简单扩散的因素有：

答：1)生物膜两侧化学物的浓度梯度：膜两侧的浓度梯度越大，化学物质通过摸扩散的速度就越快。2）脂/水分配系数：一种物质在脂质中的溶解度与其水中的溶解度一比称为脂/水分配系数。3）化学物质的解离度和体液的pH：物质在体液中的溶解度越大，就越难通过简单扩散的方式透过生物膜。

10.环境污染物吸收有那几条途径？影响吸收的因素？

答：途径：1，呼吸道吸收影响因素：气体和蒸气的吸收速度与肺泡气和血液中毒物的浓度差异呈正比；气溶胶和颗粒状物质的吸收情况与颗粒大小有明显差异2，消化道吸收影响因素：在消化道的吸收的多少与其浓度和性质有关，浓度越高越易吸收，脂溶性物质易吸收，水溶性易离解或难溶于水的物质不易吸收。肠胃中的食物，毒物变成不易吸收的复合物或改变肠胃的酸碱度，影响吸收，肠道蠕动情况也影响吸收，外来化合物的物理性状也有影响3，皮肤吸收影响因素：除了与皮肤完整与否及不同部位的皮肤有关外，还取决于化合物本身的理化性状，以及化合物与皮肤接触的条件。

11.贮存库的概念及种类（举例分析）P30

答：贮存库：当毒物对蓄积地点相对无害时，此蓄积地点就是贮存库。种类：血浆蛋白作为贮存库；毒物在肝、肾中的积累；脂肪组织作为贮存库；骨骼组织作为贮存库。（例：脂溶性物质均易分布脂肪组织中，脂/水分配系数大的毒物，可大量贮存在脂肪中。在脂肪中贮存的毒物往往不具有活性，对脂肪代谢无影响。例如氯丹，DDT等贮存在脂肪中。）12.生物转化的类型：（一相反应31-39）影响生物转化的因素：（P39）

生物转化的过程及实质：第一阶段(第一相反应，氧化、还原、水解)：使分子上出现一个急性基团，使其易容于水，并可进行结合反应；第二阶段（第二相反应，结合）：化学物经过结合反应，排除体外。

13.肾脏排泄毒物的机理包括哪几种方式？（p29）

答：1肾小球被动滤过2肾小管重吸收3肾小管排泌

何谓肠肝循环？有些脂溶性的易被吸收的环境化学物或其他代谢产物，可在小肠中重新被吸收，再经门静脉系统返回肝，并随同胆汁排泄，即肠肝循环。

14.如何理解生物转化的复杂性？（p31）

答：同一外源化学物在生物转化中，可能有多种转化途径，生成多种代谢产物。

15. 毒物的化学结构与毒作用有何关系？研究它们之间的关系有何实际意义？

答：研究外源化学物的结构与毒性之间的关系，有助于通过比较来预测新化学物的生物活性，作用机理和安全限量范围。2同系物的碳原子数，烃基，分子饱和度，卤素取代，羟基，酸基和酯基，胺，构型，有机磷化学物的结构与毒性。

16.举例说明毒物代谢酶被诱导和抑制的毒理学意义

答：抑制，对硫磷的代谢物对氧磷能抑制羧酸酯酶的活性，使该酶催化的马拉硫磷的水解反应速率变慢，使马拉硫磷的毒性作用增强。氯代烃类杀虫剂对代谢酶也有诱导作用。

17. 请叙述两大屏障的作用

答：血脑屏障：穿透性较差，只有脂溶性、未解离、未与蛋白结合的非解离状态的化合物，才有可能穿过血脑屏障进入脑组织。

胎盘屏障：有多层细胞组成，并作为母体和胎儿血循环的间隔，胎儿通过胎盘与母体进行物质交换，一旦母体血液中含有一定浓度的毒物时，胎盘屏障确实阻挡了毒物，保护了胎

儿。

第四章环境污染物的制毒作用及其影响因素

1.毒物：能引起机体暂时或永久性损害，甚至导致死亡的物质。(在一定剂量的条件下）

2.毒性：毒物引起生物体损害的性质和能力。毒性越大，导致机体损伤的剂量越小。化学

物质的毒性大小可通过毒性实验或其它方法来检测。通常用LD50或LC50衡量毒性大小。

3.中毒：有害物引起生物机体出现功能或器官性质改变而出现的疾病状态。

4. 靶标：污染物作用于生物体的部位，可以为器官，组织，细胞或者细胞器，也可以为一

个个体，一个种群，群落和生态系统等。

5. 剂量：机体接触的外源化学物的数量。多种表示方法。

致死剂量（Lethal dose，LD，LC）：一次染毒后，以死亡为观察指标的外源化学物的量。

绝对致死剂量（LD100 LC100)：能引起所观察的个体全部死亡的最低剂量。

半数致死剂量（LD50 LC50)：能引起所观察的个体50%死亡的剂量。

最小致死剂量（MLD、LDmin、LD01)：引起群体中个别死亡的最低剂量。低于此剂量，不会出现死亡。

最大耐受剂量（MTD、LD0)：一个群体中不会引起死亡的最高剂量。

半数效应剂量（ED50)：外源物引起机体某项生物效应发生50%改变所需要的剂量。

最小有作用剂量（MEL，minimal effect level）：也称中毒阈剂量或中毒阈值，指外源化学物按一定方式或途径与机体接触时，在一定时间内，使某项灵敏的观察指标开始出现异常变化或机体开始出现损害作用所需的最低剂量。也称之为中毒阈剂量，中毒阈值；

最大无作用剂量（MNEL，maximal no-effect level）又称NOEL或称NOAEL，指外源化学物在一定时间内按一定方式或途径与机体接触后，用目前最为灵敏的方法和观察指标，未能观察到任何对机体损害作用的最高剂量。

6.效应（effect）是指个体或群体接触外来化学物后所发生的生物学改变。例如：生物体酶活的变化

7.反应：一定剂量的外源化学物与机体接触后，呈现某种效应并达到一定程度的比率，或产生效应的个体在群体中所占的比例。例如：群体的死亡率，发病率

8. 剂量效应（反应）关系：

剂量—效应关系：描述外源性化学物的剂量水平与所引起的个体或群体的量效应之间的相互关系；

剂量—反应关系：描述外源性化学物的剂量水平与所引起的质效应发生率之间的相互关系。

8.1剂量-效应关系和剂量-反应关系曲线：以表示效应强度的计量单位或表示反应的百分率或比值为纵坐标，以剂量为横坐标。主要类型有：直线型、抛物线型、S型曲线。

靶位点：当污染物在生物体内达到某一浓度，并足以引发一系列有害生物效应的部位。

9，按毒作用特点的时间和空间，可将毒作用分为哪几种类型？（p46）

答：1，局部作用和全身作用2，可逆和不可逆作用3，即刻和迟发作用4，功能、形态及生态作用5，变态反应和特异性反应（p46）

10、毒性作用的机制

试述化学毒物对机体损伤的主要机制。

答：干扰正常受体-配体的相互作用，细胞膜损伤，干扰细胞内钙稳态，干扰细胞能量的产生，自由基与脂质过氧化，与生物大分子结合，选择性细胞致死，非致死性遗传改变

a.干扰正常受体-配体的相互作用

受体（receptor）---许多组织细胞的生物大分子；

配体（ligand）---毒性污染化学物；

b.细胞膜损伤

改变膜的成分；影响膜上某些酶的活性；改变膜的脂流动性；改变膜质通透性

c.干扰细胞内钙稳定

正常情况下，细胞内的钙浓度为10-7-10-8mol/l，细胞外10-3mol/l。

钙是细胞第二信使，对细胞调控有重要作用；

环境污染物可干扰细胞内钙稳定导致细胞损伤和死亡；

d.干扰细胞能量产生

正常情况下，生物体的能量来源，糖类和脂类的生物氧化（氧化磷酸化过程），以ATP的形式贮存起来。某些环境污染物，干扰糖类或脂类氧化，使细胞体不产生ATP；

e.自由基与脂质过氧化

自由基：含有未配对电子的原子或分子。可通过共价键均裂或电子俘获产生。

★具有极高的反应活性。可攻击核酸、蛋白质、脂质等生物大分子，导致结构和功能的异常，出现癌变、畸变、细胞死亡等。

膜脂质过氧化，改变了膜的流动性，镶嵌蛋白的活性，线粒体和酶溶体肿胀和解体；

引起p450酶，葡萄糖醛基转移酶等酶活性降低;

f.生物大分子结合

⑴与核酸结合

(2) 与蛋白质和酶结合。与酶的活性中心结合。

(3)脂质：能直接与脂质共价结合的化合物不多．部分有机卤化物．

g.选择性细胞致死

外源污染物，对各种器官的细胞有选择性致死作用

h.非治死性遗传改变

外源污染物，可以干扰DNA的复制和修复，导致DNA损伤和染色体异样；

（重点）11.阐述联合作用类型的评定：等效应线图法；联合作用系数法；毒性指数法

他们的基本原理和适用范围？

1．等效应线图法

分别测定A、B化合物的LD50及95%可信限按等效比混合测定混合物实测LD50

求混合物LD50中A、B化合物的实际剂量绘图

只能评定两个化合物的联合作用

具体方法：

相同试验条件和接触途径下分，求化合物甲、乙的LD50及其95%可信限，作等效应线。

相同条件下求甲、乙的等毒性剂量的混合物的LD50。

以混合物中甲、乙的实际剂量在图中各做垂线，以交点位置评价类型。

（重点）请用毒理学的观点解释这一临床症状

在水俣病高发区域“婴儿生后不久即出现不同程度的瘫痪和智力障碍，幼儿天生弱智”12，影响污染物毒作用的因素有哪些？

（1）环境化学物的结构与性质：结构与毒性，物理性质与毒性（脂/水分配系数、电离度、挥发性和蒸汽压、分散度、纯度）；

（2）机体状况：种属和个体差异、性别与激素、年龄、营养与健康、生物节律；

（3）接触条件：接触途径、溶剂、毒物浓度与容积、交叉接触；

（4）环境因素：气温，气湿，气压。

14，什么叫化学物的联合作用？主要有哪几种类型？（P58-59）

答：化学物的联合作用：在人类环境中，污染物往往不是单一的，多种外来化学物同时或先后作用于机体所引起的毒作用。

类型：相加作用；协同作用；拮抗作用；独立作用；

15.自由基的特点：

1，具有高度化学反应性，但也有些即使在室温的溶液中也是稳定的2，可以带正电荷、负电荷或不带电荷呈电中性3，很容易和其他物质化学反应，结合成稳定的分子或者新的自由基4，反应包括三个阶段：引发、增长和终止阶段。

第五章环境污染物的毒性及评价

一. 描述毒理学试验的基本原则

1 化学物在实验动物产生的作用，可以外推于人。基本假设

①人是最敏感的动物物种；

②人和实验动物的生物学过程与体重(或体表面积)相关。

2 实验动物必须暴露于高剂量，这是发现对人潜在危害的必需的和可靠的防护方法。

3 成年的健康(雄性和雌性未孕)实验动物和人可能的暴露途径一致是基本的选择。

二、毒理学毒性评价试验的基本目的

受试物毒作用的表现和性质；剂量—反应(效应)研究；确定毒作用的靶器官；确定损害的可逆性

三、环境毒理学实验研究的原则

1. 随机性原则

随机化：是指在抽样时,使总体中每一个体都有同等的机会被抽取;在分配样本时,确保样本中的每一个体都有同等的机会被分入任何一个组中。

目的：使样本具有极好的代表性,使一切干扰因素分配到各组时只受纯机遇抽样误差的影响,而不受实验者主观因素或其他偏性误差的影响。

毒理学动物实验,动物必须随机分组,最常用的方法是完全随机或随机区组的方法。

完全随机--随机数字表或抽签的方式进行；

随机区组--可能影响实验结果的非处理因素均衡地分配到各组；

2.对照的原则

1未处理对照组(空白对照组)：即不施加任何处理措施,用于确定实验对象生物学特征的本底值,进行质量控制

2阴性对照：不给要研究的处理因素,但给以其他的实验因素,以排除这些实验因素的影响。

3阳性对照：用已知的阳性物检测实验体系的有效性。

4自身对照:同一研究对象自身处理前后互为对照。

5历史性对照：同一实验室过去多次实验的对照组数据组成的历史对照可用于实验室质量的控制和保证。

阳性对照即是100%出现该结果的“实验”组，材料是确定的；

阴性对照则是肯定不会出现结果的“实验”组，材料也是确定的；

为除了实验需要验证的变量，其他条件全部都是一样的，用来排除其他实验情况对结果产生的影响。例如：要做一个A毒物的致敏实验

未处理对照：一组未经任何处理的动物，置于实验环境中控制相同的环境条件；

阴性对照：一组除A毒物之外，给予相同的溶剂注射、相同的染毒途径，并置于相同的实验环境中；

阳性对照：一组施用已经确定有致敏作用的毒物B，给予相同的溶剂注射、相同的染毒途径，并置于相同的实验环境中；

一个成功的实验，通常情况下必须有阳性对照和阴性对照排除其他干扰情况

3.重复的原则

重复：是指实验组和对照组应有一定数量的重复观察结果。

随机原则能很大程度上抵消非处理因素所造成的偏性,但不能全部消除其影响；

观测的结果具有变异性时,为了显示随机变量的统计规律性,必须有足够例数的重复实验数据；

重复的原则样本量越大,越能反映客观、真实的情况；

样本量：应考虑到统计学的要求；控制实验规模和成本

四、实验动物的选择（P69-73）

五、实验动物常用染毒方法：经口染毒（灌胃、吞咽胶囊、喂饲）；经呼吸道染毒（静式吸入染毒，动式吸入染毒）；经皮肤染毒。

六、急性毒性及其评价方法：

1.概念：急性毒性是指机体(人或试验动物)一次接触或24小时内多次接触化学物后在短期(最长到14天)内所发生的毒性效应，包括一般行为、外观改变、大体形态变化以及死亡效应。

2.急性毒性试验的目的:确定供试化学物急性毒性的剂量—反应关系和中毒特征；求LD50或LC50,为急性毒性评价提供依据。研究毒物的毒动学和毒效学过程

3.试验程序与评价:

(1)动物选择：首选受试物在体内代谢情况与人体内相近的或对受试物最敏感的品系。

一般：以哺乳动物为主，常用大鼠、小鼠；经皮：兔、豚鼠、猪

应对两种性别、成年和幼年动物进行测定。

选择两种以上的实验动物，最好一为啮齿类，一为非啮齿类。(目的：核对种间差异)

(2)染毒途径与方式：一般与人的接触途径相同。

①经口染毒：常用灌胃法，也可将受试物放在饮水中由动物自由摄取。

②经呼吸道染毒：将实验动物放在有毒气或粉尘的染毒柜内进行染毒。急性吸入染毒采用静式染毒瓶(柜)，染毒2—4h。

③)经皮肤染毒：主要用于化学物经皮(或粘膜)吸收所引起的急性毒性。正式给药前24h，背部脱毛，勿伤皮肤。将受试物均匀涂布于皮肤表面，用纱布覆盖，共敷24h。

（3）试验程序：①实验动物及处置（P76）：一般是雌雄各半；检疫检查

②剂量与分组：

预试验：找出受试物大致致死量范围(死亡率为10%~90%)；

求LD50正式试验：在LD100与LD0之间设5—7个剂量组。

组距(对数)：n------设计的剂量组数

③观察：一般是染毒14天后，根据实际情况，调整观察天数；

观察内容：死亡情况及时间；动物体重，染毒前后，定时测重；中毒反应症状；

病理学检验

④LD50的计算与结果评价：

1) 计算方法：概率单位法和寇氏法。

2) 急性毒性评价：LD50值愈小，毒性愈大。

⑤进行急性毒性评价

七、亚慢性和慢性毒性试验设计及评价（p84-88）

1.目的：（p84-85）

2.（1）实验动物选择

（2）亚慢性和慢性毒性试验设计：

①染毒方法：消化道、呼吸道、皮肤

②试验分组和剂量设计：为了得出明确的剂量一反应关系，一般至少应设3个染毒剂量组和1个阴性(溶剂)对照组。（P86）

亚慢性毒性的剂量选择:阴性对照组、低剂量组、中剂量组、高剂量组

急性毒性的阈剂量，1/20~1/5 LD50；组距：3~10倍，最低不小于2倍

慢性毒性的剂量选择：阴性对照组、低剂量组:1/100 NOEC; 1/1000 LD50、

中剂量组: 1/5~1/10 NOEC; 1/100 LD50、高剂量组: 亚慢性阈剂量或其1/5~1/2，1/10 LD50 组距：5~10倍,最低不小于2倍

③毒效应观察：一般性指标、实验室检查、病理学检查、某些特异性指标（p87）

八、蓄积毒性及其评价方法（p88）

（1）基本概念：蓄积作用、物质蓄积、功能蓄积

（2）蓄积毒性试验方法及其评价

①蓄积系数法

蓄积系数是多次染毒使半数动物出现效应(或死亡)的累积剂量[ED50(n)]与一次染毒使半数动物出现相同效应(或死亡)的剂量[ED50(1)]的比值。

蓄积系数的测定：

1．固定剂量法：固定每天染毒剂量为1/20—1/5 LD50，连续染毒，直至实验动物半数死亡。如果染毒剂量累计已达5个LD50 动物死亡仍末达半数，实验均可告结束，计算蓄积系数，作出评价。

2．递增剂量法：先测定LD50（1），然后对另一组动物每天染毒，以4天为一期，开始给予0.1LD50。以后每期按1.5倍递增剂量，直至动物半数死亡，或实验已达28天，可结束实验，计算系数。

3. 二十天试验法：选用大鼠或小鼠每个剂量组雌雄各10只，以1/2、l/5、1/10、1/20 LD50分别对每组进行染毒，每日1次，共20天。如l/20LD50组动物有死亡，且有剂量—反应关系，则有较强蓄积作用；如1/20 LD50组无死亡，则为弱蓄积。

九、致突变实验

（1）某些环境污染物引起的生物体遗传物质发生基因结构改变的作用，称之为致突变作用；显性致死突变、遗传性疾病突变

（2）目的：确定外源化学物对生物体是否具有致突变作用。

（3）供试生物：微生物、动物细胞、昆虫、动物或植物

（4）试验方法：体外基因突变试验、细胞遗传学试验、体内基因突变试验、DNA损伤试验

①体外基因突变试验：

1、Ames试验（鼠伤寒沙门氏菌/动物肝细胞微粒体试验）

（1）原理：一种突变微生物菌株与被检测化学物接触，使突变型微生物回复突变，重新成为野生型微生物。

野生型具有合成组氨酸的能力，可在低营养的培养基（不含或者少含组氨酸的培养基）生长；突变型微生物不具备合成组氨酸的能力，不能在不含（或低浓度）组氨酸培养基上生长。据此来鉴定受试物是否具有突变作用

（2）方法：将突变型沙氏菌在不含（或低浓度）组氨酸培养基上培养,以其生长状况作为指标。在培养基中加入哺乳动物的肝细胞微粒体：提高灵敏度。

（3）特点：优点：简便、灵敏、快速（48h）、费用低；检测结果与对动物的致癌性的相符率达约90%。

缺点：利用微生物作为供试物，不能全面反映哺乳动物的遗传信息，仅1/6；微生物的DNA 修复系统与动物有差异；微生物无免疫功能。

十、致畸实验

1.致畸作用的几种可能性机理：

突变引起胚胎发育异常；酶分子蛋白中氨基酸组成改变，染色体畸变；

对细胞生长和分化较为重要的酶受到抑制；核糖核酸还原酶，DNA聚合酶；

母体正常代谢过程被破坏；叶酸缺乏症，神经管畸形的发生率与红细胞叶酸中的浓度呈反比；细胞分裂过程的障碍；干扰细胞分裂过程，生殖细胞减数分裂中，不分离，有丝分裂障碍；2致畸作用实验方法及过程

（1）动物选择：:小鼠或家兔常见；

（2）剂量分组：同前

（3）受试动物处理;性成熟的，一雄一雌，或一雄二雌，使其受孕；

（4）实验动物解剖与检验:胎仔外部检查、胎仔骨骼检查、胎仔内脏检查

（5）致畸作用评价：

①畸形率高低，须从畸胎的孕仔率，胎仔发生畸形率，单项畸形率，总畸形率统计分析，与对照比较等，不可以个别现象得结论；

②同种动物实验重复性，多种动物实验一致性；

③自然情况也会有变异，注意区分，去除本底影响；

④动物品系差异，不可武断推论，需其他动物实验，流行病调查，临床调查，获取结论；

十一、致癌实验

1.癌变过程及其机理：

引发阶段，由于致癌物质的作用，使正常细胞转化为癌细胞的过程，与DNA或者蛋白结合，

使染色体，基因发生突变，或者使细胞调控过程发生改变；

促长阶段，癌细胞不断增殖，形成临床可以检测到的肿块；

浸润转移过程，形成的癌肿，逐渐侵害周围正常组织，并扩散到较远的部位；

2.环境化学致癌物评价的观察指标

（1）一般观察：每天观察实验动物的一般状况和毒性反应（体重，食物消耗量或饮水量）；（2）肿瘤发生情况：对每一肉眼可见及可触及的肿瘤，均应记录其出现的时间、部位、

大小、外形、发展状况并记录动物死亡时间；（3）病理检查：实验过程中死亡或濒死而提

前处死的动物及实验结束后的全部处死动物均应进行系统的尸检和组织病理学检查，确定

肿瘤的性质和靶器官。还应注意观察癌前病变。

十二、环境流行病学方法

1.概念和特点：

流行病学：研究特定人群中有关健康的状态和事件的分布以及影响这些分布的决定因素；环境流行病学：应用流行病学的原理和方法，重点研究人们在生活和工作环境中各种因素

与人群健康的关系。

2.环境流行病学研究的内容

环境流行病学主要研究两方面的内容．一是暴露，二是健康；同时还要研究二者的联系。

3.环境流行病学研究方法

一般流行病学研究方法有描述性的(包括分布的描述和现况研究)、分析性的(包括病例—对

照和群组研究)、实验性的和理论的研究。

第六章环境化学物的安全性和健康危险度评价

1.安全: 是指某种化学物在规定的使用方式和计量条件下，对机体不产生任何损害（急性

毒性，慢性毒性，以及三致，和远期或潜在的危害）；

2.安全性: 是一个相对的概念，指化学物在一定暴露下无危险或者危险度很低，其危险度可被社会所接受。

3.实际安全剂量: 与可接受的危险度相应的暴露剂量（virtual safe dose, VSD);

4.安全性评价: 通过规定的毒理学试验程序和方法以及对人群效应的观察，评价某种化学物的毒性和潜在危害，进而提出在通常暴露该物质对人体健康是否安全以及其安全接触限量；

5.环境毒理学安全性评价: 是通过动物试验和对人群的观察，阐明待评环境化学物的毒性及潜在的危害，决定其接触条件，以达到最大限度的减小其危害作用、保护人的身体健康的目的。

6. 安全性评价的内容:（p258-261）

（1）准备工作：

主要是了解化学污染物的基本性质和涉及的相关数据；还应了解化学物可能的用途，使用范围和使用方式，以及人体的暴露途径和可能的摄入量作以了解；

（2）安全性评价的程序

主要是通过一系列的毒理学试验测试该化学物质对动物的毒作用，我国对毒理学安全性评价分四个阶段；

第一阶段，急性毒性试验；（确定LD50或LC50---对毒性初步估计并确定毒特征---定级---剂量及毒性指标）；

第二阶段，致突变试验；评估潜在遗传危害，预测致癌性；

第三阶段，亚慢性毒性试验，致畸试验，生殖试验和代谢试验，---评估前在健康危害—估计最大无作用剂量；

第四阶段，慢性毒性试验和致癌试验，最大无作用剂量---人体安全摄入水平；受试物的对受试动物的致癌性；

（3）安全性评价试验选用原则：（P261）

在进行毒理学安全性评价时，需要根据受试物质的种类来选取相应的毒理学试验，不同的化学物，选择的试验不同；

（4）安全性评价结果评价是注意的问题（p261）

7. 环境健康危险度评价（p267）

（1）健康危险度评价和管理的目的及意义：预计可能产生的健康效应类型及其特征；估计这些健康效应发生的概率；提出环境中有毒物的可接受浓度建议；提出针对性预防保健重点。

（2）基本步骤：①危害鉴定：回答是否有证据表明受评价化学物质会对暴露人群的健康产生危害；②剂量-反应评定（概念）：通过人群研究或动物实验的资料，确定适合于人的剂量-反应曲线，并由此计算出评估危险人群在某种暴露剂量下的危险度的基准值；（③暴露评价：掌握有害物质实际进入或作用于人体的量；④危险特征分析：通过综合暴露评价和剂量-反应关系评价的结果，分析判断人群受到某种危害的可能性大些，并对其可信度或不确定性加以阐述，最终以正规的文件形式提供给危险管理人员，作为他们进行管理决策的依据。（p268-274）

8. 危害鉴定主要科学依据及各方法的优缺点：

主要科学依据为流行病学研究的资料，动物实验研究的资料。流行病学研究的资料可直接反映人群暴露后所产生的有害影响特征，不需要进行种属的外推，是危害鉴定中最有说服力的证据。然而，由于流行病学研究本身的一些局限性，使其资料在健康危险度评价中的实际应用受到了一定的限制。首先，流行病学研究很难得到准确的暴露信息。其次，现有的资料往往来源于职业流行病学的研究，所得的结果有时很难用于预测化学物对一般人群的影响。另外，由于流行病学研究一般需要在疾病发病率与对照或本低水平相比有两倍以

上的增加时，才能进行统计学分析，因而对于一些发病率很低的疾病，常常需要调查大样本的人群。与流行病学研究相比，动物实验研究可在较好的控制条件下进行暴露和健康效应的测定，对于一些缺乏流行病学资料的化学物质或尚未投入市场的新型化学物质，动物实验研究的资料就成了唯一的选择。

9. 在制定环境标准中的应用

1、标准：对重复性事物和概念所作的统一规定。以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，综合考虑社会、经济和自然条件，经有关方面协调一致，由主管机构批准，以特点形式发布，作为共同遵守的准则和依据。

2、基准：物质与特定对象之间的剂量—效应的定量关系，是客观规律的反映，不具有法律效力。基准是制定标准的核心科学依据。

3、环境标准：为保护人群健康和生活质量，对生活环境中与人群健康有关的各种因素，以法律形式所作的量值规定以及为实现量值所作的有关的技术行为规范的规定。

标准分国家标准(GB)、行业标准(HY)、地方标准和企业标准四级。

补充；

1.简述DNA损伤修复与致突变作用的关系

答：DNA损伤修复机制关系到生物体清楚大部分因环境因素诱导儿产生的DNA损伤，有些损伤不能被修复或被错误修复，可固定称为突变。突变的产生不仅与DNA受损的情况有关，DNA损伤修也是决定突发生与否的重要因素。

2.急性毒性、亚慢性毒性、慢性毒性实验三者在实验设计方面有何区别和内在联系？

答：区别，剂量大小不同，观察指标不同，观察时间不同，选择动物不同。联系，染毒途径相同，剂量分组相同，

3.芳香胺的致癌机理

(1)氨基中的氮发生羟化形成羟基化衍生物；

(2)羟化后的活化产物发生酯化，主要是硫酯化。酯化后的产物是水溶性的，此时排到尿液中，潴存于膀胱内，因而膀胱就成了靶器官。

(3)酯化后的活化产物与核酸中的碱基作用，使细胞的DNA发生结构与功能的改变，这样导致最初的癌细胞。

4. 叙述黄曲霉毒素的污染来源及致癌机理

答：来源：出现在受黄曲霉污染而霉变的食品中，特别是玉米、花生、大米和某些发酵食品。致癌机理：由于其末端呋喃环上有一个双键，经肝或其他器官的微粒体酶作用，双键发生环氧化，并导致产生鎓离子，形成亲电子的终致癌物，并在核酸碱基——鸟嘌呤的N —7位上反应，使DNA损伤，导致基因的结构和功能发生改变，由此构成癌肿的基础。5. 汞的毒作用及其机理

金属汞和有机汞具有高的扩散性和脂溶性，进入血液后，通过血脑屏障进入脑组织，并在脑组织中氧化成汞离子(Hg2+)与脑内蛋白质结合，造成对脑的损害。可溶性无机汞化合物进入体内后，以离子态与金属硫蛋白结合，容易在肾脏和肝脏中蓄积，并使其成为靶器官。

6. 镉的毒作用及其机理

1.镉与含巯基、氨基、羧基的蛋白质分子结合形成的镉结合蛋白，可导致各种酶活性的抑制。镉与巯基蛋白的结合，是镉在生物体内长期蓄积的主要原因。

2.镉损伤人体肾小管，导致肾功能不全。肾功能不全又导致维生素D3活性降低，抑制骨骼生长，造成骨骼疏松、萎缩和变形等症状。

3. 镉对免疫功能的抑制作用，可以降低机体的自身稳定功能，并最终导致肿瘤的发生。

4.在细胞中的镉有一部分直接进入细胞核内，引起DNA的结构和功能发生改变，导致癌症

的发生。

7. 铅的毒作用及其机理

铅能抑制红细胞内酶的活性，使其代谢过程受到影响。铅还可直接作用于红细胞膜，降低膜上Na+/K+-ATP酶的活性，使红细胞内钾离子渗出，细胞稳定性降低，从而引起溶血。铅对脑组织乙酰胆碱代谢的影响，抑制了神经突触的传导，导致在周围神经系统和运动神经的传导速度减慢，精细运动的协调功能减退。

8. 有机磷农药毒性大小与化学结构有何关系？阐述有机磷农药急性毒作用机理。

答：关系：有机磷农药毒性的大小与其化学结构中的R,X,Y三个基团的改变有关：R基团为乙基者毒性最大；X基团为氧原子时，毒性一般较硫原子大；Y基团为强酸根时毒性较强。机理：有机磷化合物进入机体后，其磷酸根迅速与胆碱酯酶的活性中心结合，形成磷酰化胆碱酯酶，因而失去分解乙酰胆碱的作用。以致胆碱能神经末梢部位所释放的乙酰胆碱不能迅速被其周围的胆碱酯酶所水解，结果导致乙酰胆碱蓄积，从而过强地刺激胆碱能神经系统，引起组织器官功能性改变，发生一系列的临床中毒症状。

9. 铅、镉、芳香族氨基化合物都有血液毒性，都可能造成机体贫血，试比较三者引起贫血的机制的差异？

答：1）铅：铅能抑制血液中δ-氨基乙酰丙酸脱氢酶和血红素合成酶，使血红素合成受到障碍而出现贫血。2）镉：镉可抑制各种氨基酸脱羧酶、组氨酸酶、淀粉酶、过氧化酶等的活性。尤其是镉抑制氨酰基氨肽酶，使蛋白质的分解和再吸收障碍，从而使许多酶系统产活性受到抑制和破坏，从而引起贫血。3）芳香族氨基：主要表现为白细胞减少、再生障碍性贫血和白血病、干扰骨髓基质细胞分泌造血生长因子。

10. 多环芳烃类物质的致癌机理：

并非直接致癌物，必须经细胞微粒体中的混合功能氧化酶活化后才有致癌性。

11、叙述CO导致中毒的环境毒理学的机理：

由于它易与Hb结合，抑制其携带O2功能，从而导致机体各组织细胞缺O2造成低氧血症。同时，高浓度CO还可与含二价铁的肌红蛋白和细胞色素氧化酶结合。影响O2从毛细血管弥散到细胞内的线粒体，从而损害线粒体的功能，CO与还原型细胞色素氧化酶的二价铁结合，影响酶的活性，从而抑制细胞呼吸和氧化过程。

12. 遗传损伤的类型：（1）基因突变：碱基置换，移码突变（改变从m RNA到蛋白质翻译过程中遗传密码子读码顺序的突变），整码突变（DNA链中增加或减少的碱基对为一个或几个密码子），片段突变；（2）染色体突变：染色体结构的改变；（3）基因组突变：染色体数目的改变。

13. 六价铬毒性比三价铬高的原因：六价铬具有强氧化作用，特别是在红细胞内部与生物大分子的强烈反应，可使六价铬还原成三价铬。三价铬是稳定终产物。六价铬是人类确认的致癌物，三价铬是人类必需的微量金属元素。

14. 受体学说的定义：受体是指存在于细胞膜上的对特定生物活性物质具有识别能力并可选择性地与其结合的大分子蛋白质。生物活性物质是指能引起生物效应的各种物质，可分为内源性活性物质和外源性活性物质。对受体具有选择性结合能力的生物活性物质叫做配体。配体和受体相互作用可引起一系列识别、换能和放大过程，最后导致生物效应。受体和配体结合后进而引发机体中某一特定结构产生初始生物效应，这种受体—配体结构称为反应体。各种受体具有高度立体特异性，且只占细胞的很小一部分，数目有限，而且受体蛋白也有合成或降解过程，数目多少不是固定不变的，可受到包括污染物在内的许多内外因素的影响。

15. 金属的致癌机理：汞为例，汞与嘌呤、嘧啶碱类、核苷、核苷酸和核酸发生络合作用，Hg2+和CH3Hg+与多核苷酸中的碱基和磷酸可发生键合，使多核苷酸的特性粘度、熔解曲线、光谱等发生改变，表明这种键合改变了核酸的构象。