生态毒理学1 (1)

第一章绪论第一节毒物与毒理学第二节环境毒物与生态毒理效应第三节生态毒理学的基本框架第四节生态毒理学的研究意义与展望第一节毒物与毒理学一、毒物及其分类毒物：一般是指与生命体或生命组织发生相互作用能引起生物受到严重伤害甚至导致死亡的物质；或者说，毒物是指那些以相对较小的剂量就能导致生物受害或严重的细胞功能损伤以及生态系统产生不良效应的物质。

可从衣食住行来举例说明食盐和酒（量的问题）毒物分类通常采用的一些方法分类范畴物理状态气体、液体、固体、尘用途农药、溶剂、添加剂化学结构芳香胺类、脂肪族类、乙二醇一般作用大气污染物、慢性毒物、工业毒品效应致癌物质、致突变物质、致畸物质目标器官神经毒素、肝毒素、肾毒素作用机制刺激剂、抑制剂、阻碍剂毒作用潜力轻度、中度、超毒性物质标签需要氧化剂、酸、爆炸物质一般分类塑料、有机化学品、重金属二毒理学及其发展（一）古代毒理学毒理学一词源于希腊文字“toxikon”《淮南子》、《诸病源候论》、《外台秘要》等公元前1500年，一个系列的8本埃及纸草文“书籍”（800多个医药和毒药处方）一股来说，公元9~15世纪的中世纪．有关毒理学的研究，更多的是基于教条和经验，而不是实验证据16世纪德国医生Paracelsus(1493—1541)，把毒理学的研究带到了—个新的高度，强调实验的作用。

二）现代毒理学的开端和发展意大利内科医生Ramazzini(1633－1714) 《工人的疾病》意大利内科医生Fontana(1720-1853)进一步发展了靶器官毒性概念。

西班牙医生Orfila（1787-1853）被认为是现代毒理学的奠基人，他是系统利用实验动物的第一个科学家，并发展了在组织和体液中鉴定毒物的化学分析方法。

1930年实验毒理学的第一本杂志<<Archives of Toxicology>>创刊，同年在美国成立了NIH 1937年引起急性肾衰竭和死亡的“磺胺事件”，促使了美国FDA的成立（Food and Drug Admistration )，1955年，美国人Lehman和他的同事共同出版了《食品、药品和化妆品中化学物的安全性评价》通过了许多新的法规，创办了许多新的杂志，成立了国际毒理学协会（1965）二次世界大战后，工农业快速发展，特别是化学工业, 环境污染严重，发生公害事件基础生物学、化学、生物化学和生态学取得的进展，促进了毒理学的进一步发展。

现代化学分析技术与仪器的研制，为化学毒物及其代谢产物的识别和测定提供了灵敏的手段和方法，其至使在极低浓度条件下一些毒物的检出也成为可能，从而大大加速了现代毒理学的发展。

第二节环境毒物与生态毒理效应一、环境污染与环境毒物随着工农业生产的不断发展、城镇建设规模的日益扩大以及局部地区持续的战争，环境污染日趋严重。

似乎以化学品的环境污染更为突出。

据报道，在全球水平上目前大约有10万种合成化学品释放进入环境而成为环境毒物，并且以每年1000种新的化合物产生的速度在增加。

由于在制造和运输过程中的事故性泄露和不合理使用，加剧了化学品对环境的污染及其对生态系统的暴露与危害。

（一）大气污染与大气毒物大气的典型组成成分氮(78.084) 氧(20.946) 氩(0.934)水汽（0.25）二氧化碳(0.032) 氖(0.0018) 氦(0.00052) 甲烷(0.0002) 氪(0.0001) 氢(0.00005) 氙(0.000008) 臭氧(0.000001) 其他(0.001421)在干洁的空气中，痕量气体的组成是微不足道的。

但是，当大气环境中，出现了原来没有的微量物质，其数量和持续时间，都可能对某些生物或材料产生不利影响和危害，成为大气毒物。

当大气中这些原来没有的微量物质的浓度达到有害程度，以致破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象，即为大气污染。

污染原因：主要是工业燃料、生活废气、汽车尾气和核爆炸。

大气毒物：二氧化氮及其反应产物、二氧化硫及其反应产物、臭氧、颗粒物质、铅、挥发性有机化合物和一氧化碳及其反应产物等。

酸雨问题一直是至今尚未从根本上解决的大气环境污染问题，对淡水．陆地生态系统都有明显的毒理效应。

（二）水体污染与水环境毒物所谓水污染．是指水体因某种具有不良生态效应物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响水的有效利用．危害人体健康或者破坏生态安全、造成水质恶化的现象。

水污染可根据污染杂质的不同分为三大类：化学性污染；物理性污染；生物性污染。

化学性污染是指环境毒物或污染杂质为化学物品而造成的水体污染．根据具体污染杂质可细分为6种类型：①酸、碱和一些无机盐类等无机毒物；②重金属，主要有汞、镉、铬、铅、砷和铝；③各种有机农药、多环芳烃、芳香烃等有机毒物；④生活污水和某些工业废水中还含有糖类、蛋白质、脂肪和酚、醇等需氧有机污染物质，其在微生物的作用下可进行分解，需要大量氧气；⑤生活与工业污水中含氮、磷等植物营养物质以及农田排水中残余的氮和磷，这些物质称为水体植物营养性污染物；⑥油类污染物质，主要指石油对水体的污染，尤其以海洋采油和油轮事故污染最甚。

物理性污染：①悬浮物质污染，指水中含有的不溶性物质，包括固体物质和泡沫塑料等②热污染，主要来自各种工业过程的冷却水；③放射性污染，主要由于原子能工业的发展、放射性矿藏的开采、核试验和核电站的建立等。

生物性污染：细菌性污染、真菌毒素污染、病毒性污染、某些寄生虫病传播。

大约有10万种以上的化学品得到应用，并不同程度地进人水中而成为水环境毒物，依据它们在环境中的持久性、毒性和生物积累放大的能力，被认为尤其有害的化学品(为第1类污染物质)主要有：①有机卤化合物；②有机磷化合物；③有机锡化台物；④致癌、致突变和致畸物质；⑤汞及其化合物；⑥镉及其化合物；⑦持久性矿物油和烃类化合物；⑧漂浮或以悬浮液形式存在的持久性合成物质、以及干扰水的使用功能的持久性合成物质。

第II类污染物质，主要包括：①金属、非金属及其化合物，涉及锑、砷、钡、铍、硼、铬、铜、铅、铝、镍、铊、硒、银、锡、钛、铀、钒和锌等；②在第I类污染物中列出之外的杀虫剂及其衍生物；③对地下水色味产生不良影响的物质，易于导致某些物质的形成或本身的出现使得水不适宜于人类饮用的物质；④硅的有毒或持久性有机化合物；⑤磷的无机化合物和元素磷；⑥非持久性矿物油和石油烃；⑦氰化物和氟化物；⑧对氧平衡有不良影响的物质，尤其是氨、亚硝酸盐等。

（三）土壤污染及其环境毒物土壤与人类的关系是生存层次上的关系，随着人口的迅速增长和城市化程度、工商业化水平的不断提高，在现有的甚至是不断缩小的可耕作土壤资源上进行原始的农业化操作已远远不能满足人类社会的需求，因此，也就不可避免通过技术手段提高土壤生产力，而这些局部强烈地球化学行为和人为活动带来的直接后果就是土壤环境污染。

土壤中存在的环境毒物包括了自然界几乎所有存在的物质，其中以重金属、石油烃、持久性有机污染物、其他工业化学品、富营养的废弃物、放射性核素和致病生物等为主。

污染源：涉及到工业、农业、生活、及其他污染源。

二、环境污染的生态毒理效应(—)大气污染生态毒理效应大气污染主要通过3条基本途径危害生态系统的可持续发展和生物的生存和发育：1、使生物中毒或枯竭死亡；2、减缓生物的正常发育；3、降低生物对病虫害的抗御能力。

(二)水体污染生态毒理效应石油烃：吸收溶解氧，油膜覆盖于水面，阻止氧气溶解进入水中，造成海水缺氧，导致海洋生物死亡；另一方面，石油烃在降解过程中要消耗大量氧气，最后导致影响海洋组分和生态毒性的各种生态过程十分活跃。

(三)土壤污染生态毒理效应农药污染对土壤生态系统的破坏：1、使生物相日趋贫乏，群落结构不断简化；2、使生态条件改变，引起生物种群发生变化；3、使生物相不稳定，反馈机制失调。

三、环境污染的人体健康效应(一)大气污染的人体健康效应大气中的有害物质主要通过下述3条途径侵入人体造成健康危害：①通过人的直接呼吸而进入人体；②附着在食物上或溶于水中，随饮食而进；③通过接触或刺激皮肤而进入人体。

肺病、心血管病、致癌作用、对眼睛、皮肤的刺激作用、臭味还可引起感官性状的不良反应、降低能见度，减弱太阳辐射强度，破坏绿化，腐蚀建筑物，恶化居民生活环境，间接影响人体健康等(二)水体污染的人体健康效应水体污染的人体健康效应，主要表现为以下几个方面：①引起急性和慢性中毒。

如甲基汞中毒(水俣病)、镉中毒(骨痛病)、砷中毒(皮肤癌)、铬中毒、氰化物中毒、农药中毒、多氯联苯中毒等。

②致癌作用。

砷、铬、镍、铍、苯胺、苯并芘和其他多环芳烃、卤代烃。

③发生以水为媒介的各种传染病。

如伤寒、副伤寒、痢疾、肠炎、霍乱、副霍乱等。

脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒、人肠细胞病变孤病毒、腺病毒、呼肠孤病毒、传染性肝炎病毒等。

（三）土壤环境污染的人体健康效应有毒化学物质如重金属以及有机氯农药等，主要来自工业生产过程中排放的废水、废气、废渣以及农业上大量施用的农药和化肥。

进入土壤环境的有毒化学物质，对人休的健康影响大多是间接的，主要是通过农作物、地面水或地下水对人体健康产生影响，即首先在作物、食肉动物体内积累，并通过食物链富集到人体中，危害人体健康，引发癌症和其他疾病。

被病原体污染的土壤能传播痢疾、伤寒、副伤寒、病毒性肝炎和非典型肺炎等传染病。

第三节生态毒理学的基本框架一、学科定义与内涵生态毒理学:是研究有毒、有害物质以及各种不良生态因子对生命系统产生毒性效应，以及生命系统反馈解毒与适应进化及其机理与调控的一门综合性科学。

法国学者R.特吕豪于1969年提出生态毒理学的概念。

中国的生态毒理学研究始于70年代中期。

生态毒理学主要研究毒物、环境和机体三者相互作用的关系。

它包括：①毒物到达靶生物前，环境以何种方式影响毒物特性，如毒物在迁移、转化、归宿过程中所发生的特性的变化。

②环境如何影响机体对毒物的反应。

③毒物如何影响环境，如毒物引起饵料生物灭亡等。

生态毒理学分支学科理论生态毒理学，实验生态毒理学，应用生态毒理学；//工业生态毒理学，农业生态毒理学，矿区生态毒理学，城镇生态毒理学；//大气生态毒理学，水生生态毒理学，陆地生态毒理学；//植物生态毒理学，动物生态毒理学，微生物生态毒理学，分子生态毒理学。

二、学科来源及发展生态毒理学是生态学和现代毒理学的交叉科学，是生态学与现代毒理学相互融合的结果，是新发展起来的边缘学科。

其他许多学科则从3个层次水平上，也对生态毒理学的形成与分支学科的发展起到了重要的推动作用（1）化学、数学和医学等学科，是生态毒理学形成和发展的基石；（2）植物学、动物学、微生物学、土壤学、大气科学和水文学等学科，为生态毒理学向广度发展提供了理论基础；（3）生理学、遗传学和分子生物学等学科，为生态毒理学向深度发展提供了方法基础。