环境化学物的毒性作用及影响因素

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环境化学物的毒性作用及其影响因素

环境化学物的毒性作用及其影响因素
一种有害免疫介导反应,又称过敏性瓜。 (五)特异体质反应:指遗传所决定的特异体
质对某种化学物的异常反应,又称特发性反应。
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三 环境化学物的联合毒性作用 (一)联合作用的类型 + 协同作用:指两种或两种以上化学污染物同
时或数分钟内先后与机体接触,其对机体产生 的生物学作用强度远远超过它们分别单独与机 体接触时所产生的生物学作用的总和。 + 相加作用:指多种化学污染物混合所产生的 生物学作用强度等于䀩化学污染分别产生的作 用强度的总和。
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+ 独立作用:指多种化学污染物各自对机体产 生毒性作用的机理不同,互不影响。
+ 拮抗作用:是两种或两种以上的化学污染物 同时或数分钟内先后输入机体,其中一种化学 污染物可干扰另一化学污染物原有的生物学作 用,使其减弱,或两种化学污染物相互干扰, 使混合物的生物作用或毒性作用的强度低于两 种化学污染物任何一种单独输入机体的强度。
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+ 增强作用:一种环境化学物本身对机体并无 毒性,但能使与其同时进入机体的另一种环 境化学物的毒性增强,这种作称为增强作用 或增效作用。
(二)联合作用类型的评定 1 联合作用系数法 2 等效应线图法
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四 毒性作用的机理 + 一、直接损伤作用 + 二、受体配体的相互作用与立体选择性作用 + 三、干扰易兴奋细胞膜的功能 + 四、干扰细胞能量的产生 + 五、与生物大分子结合:蛋白质、核酸、脂质 + 六、膜自由基损伤 + 七、细胞内钙稳态失调 + 八、选择性细胞死亡 + 九、体细胞非致死性遗传改变 + 十、诱发凋亡(程序性死亡)
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一 环境化学物的结构与性质 (一)结构与毒性 1 同系物的碳原子数 2 烃基 3 分子饱和度 4 卤素取代 5 羟基 6 酸基和酯基 7胺基 8构型 9 有机磷化合物的结构

环境毒理学04-3 环境化学物毒作用影响因素

环境毒理学04-3  环境化学物毒作用影响因素

(一)种属和个体差异 (二)性别与激素 (三)年龄 (四)营养与健康 (五)生物节律
新生和幼年动物通常对毒物
较成年动物敏感,约敏感 1.5~10倍。动物发育的不
同阶段,某些组织器官和酶
系等的发育并不相同。新生 动物中枢神经系统(CNS) 发育还不完全,故对CNS的
兴奋剂敏感性较差,而对抑 制剂则较敏感。
5、纯度
在生产环境中生产或使用的化学物 质常含有一定数量的不纯物,其中有些 不纯物的毒性比原来化合物的毒性高, 对此若不加注意,可影响对一些化合物 毒性的正确评定。
例: 除草剂2,4,5-三氯苯氧乙酸(2,4,5-T),
在早期对此化合物进行研究时,由于样本中 夹杂有相当量的四氯二苯-对位-二恶烷 (TCDD)(30mg/Kg),此种杂质毒性非常大, 急性经口LD50(雌大鼠)仅为2,4,5-T的雌大鼠 经口LD50的400万分之一。因此,即使 2,4,5-T中杂质含量很低(低于0.5mg/kg), 仍影响其毒性。2,4,5-T的胚胎毒性是由于杂 质所引起,而不是2,4,5-T本身所致。
二、机体(宿主)状况
(一)种属和个体差异 (二)性别与激素 (三)年龄 (四)营养与健康 (五)生物节律
机体对环境化学
物的感受性和耐 受性,与其种属、 年龄、性别、营 养和健康状况等 有关。
(一)种属和个体差异 (二)性别与激素 (三)年龄 (四)营养与健康 (五)生物节律
不同种属的动物和同种动 物中的不同个体之间对同 一毒物的感受性有差异, 其原因主要是由于毒物在 体内的代谢差异(如代谢 酶)所致。
代谢酶还存在质的差异。如猫,缺乏催化酚葡萄糖醛 酸结合的同功酶,因而猫对苯酚的毒性反应比其他能通 过葡萄糖醛酸结合解毒的动物敏感。

外源化学物毒性作用的影响因素

外源化学物毒性作用的影响因素

了解影响毒作用因素的意义
1.在评价化学物毒性时,可设法加以控制以 防止 其干扰,使实验结果更准确,重现性更好;
2.人类接触化学物时,这些因素并不能控 制,因 此,以动物实验结果外推人时,特别在制订预 防措施时,都应予以注意。
化学物因素
化学结构 理化特性 不纯物含量 化学物的稳定性
毒物的 生物学活性
❖基因多态性〔genetic polymorphism): 是指一个基因座位最常见的等位基因频率 不超过99%,这个基因即具有多态性。
❖在群体中有大于1%的个体存在不同的等 位基因形式,其基因产物的结构和活性可 能不同
基因多态性分类
1. 单核苷酸多态性 2. 小来自星 DNA重复序列 3. 微卫星 DNA重复序列
一、环境化学物的结构和性质
〔一〕化学结构与毒性:构效关系研究
★ 影响其毒作用的性质 ★ 影响毒作用的大小
1. 化学结构与毒作用性质
苯:麻醉作用、抑制造血机能; 甲基苯、二甲基苯:对造血机能抑制作用不明显; 苯胺、硝基苯:形成高铁血红蛋白、肝脏毒性。 多环芳香烃:
三环以下的无致癌活性; 五环的具有明显致癌活性; 七环以上的母体化合物无致癌活性
3. 气压
高气压与低气压环境条件不同,可以引起外源 化学物的毒性改变 如:在低气压(如高原)条件,士的宁的毒性降 低,但氨基丙苯毒性增强
(二)季节及生物节律
一般动物〔包括人〕24小时内的生理状况 不 完全相同,存在生物节律
外源化学物的毒性可因每日给药的时间或 给药 的季节不同而有差异
在卫生毒理实际工作中,尤其是进行慢性 和亚 慢性染毒时,每日的染毒时间应固定 一致,以 防止出现时间毒性的影响
➢影响溶解度:一般来说颗粒越大,越难溶 解

环境污染物的毒性

环境污染物的毒性

四、联合毒性作用
(一) 联合毒性作用定义 :两种或两种以上 的化学物同时或短期内先后作用于机体所 产生的综合毒性作用。 (二)联合毒性作用种类 1、独立作用:彼此互无影响,仅表现为各自 的毒作用。
M=M1+M2×(1-M1) 或M=1-(1-M1)×(1-M2)
2、相加作用:作用强度是各个化学物质 单独作用强度的总和。 M=M1+M2
1、直接刺激与腐蚀作用 2、抑制机体对氧的吸收、运输和利用 3、抑制机体酶系统的活性 4、对细胞组织结构的损伤作用 5、干扰机体的代谢功能 6、影响抗体免疫功能 7、与基因的相互作用
三、毒作用的方式及种类
• (一)可逆与不可逆作用 • 1、可逆性毒作用 :停止接触外源化合物后, 可逐渐消退的毒作用。 • 2、不可逆性毒作用 :停止接触化合物后, 继续存症 体细胞失去控制的生长现象称为癌症。
2 致癌物 在动物和人体中能引起癌症的化学 物质叫致癌物。 3致癌物的分类 :
(1)根据化学物质的化学结构分类
(2)常见的致癌物主要涉及以下11类
六、影响毒性的因素
• (一)个体差异 高危险人群对污染物作用敏感的原因: (1)发育 :一些特定时期对某些环境因素 的有害作用特别敏感。 (2)遗传因素 (3)营养状况 (4)健康状况 (5)生活习惯
1、致死剂量或浓度:以机体死亡为观察指标 而确定的外源化合物剂量 ① 绝对致死量或浓度 :能引起所观察个体全 部死亡的最低剂量或浓度 。 ② 半数致死剂量或浓度 :实验总体中引起动 物半数死亡的剂量或浓度。 ③ 最小致死量或浓度 :仅引起个别动物死亡 的最小剂量或浓度。 ④ 最大耐受量或浓度 :一群个体中不引起死 亡的最高剂量。
2、阈剂量或阈浓度(最小有作用剂量):能 使机体产生某种轻微有害作用的最小剂量 或浓度称为阈剂量或阈浓度 。

环境污染物(环境有毒有害物质)

环境污染物(环境有毒有害物质)

“剂量决定毒性”
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二、毒性反应或作用
生物接受外来环境变化 的刺激,皆能立即产生反应, 启动生理反馈机制,使其处 于 稳定状态 。 毒性物质进 入生物体内,若超出身体所 能 负 荷 , 产 生 不良反应 或
毒害。
生理状态变化与生命力关系 (不同物质对生物体所产生的作用与该物质接触生物体的量与方式、生物种类、 敏感度等因素有关)

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二、毒性反应或作用
(不同的毒性物质会产生不同种类的毒性)
毒性物质具有作用点的特定性,即其作用于特定的器官或组织, 此称为靶组织/器官。
毒性物质进入生物体内后,因为体内循环系统的输送,可能使产生 作用的部位与最初接触毒物的部位不同,称为系统性毒性。 例如 酒精由小肠吸收后,却可对脑神经造成影响。
反应值表示方法: 数值类和比值类
剂量(或浓度)与反应的关系
剂量为何与体重有关 ?
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二、毒性反应或作用_剂量与反应
例 将剂量为50 mg/kg的对硫磷,
喂食20只小白鼠 (因为不同小白鼠 对对硫磷的反应敏感度不同)。 结果 可能是20只当中有4只死亡,而 其死亡率为 20 %。若同样以 20 只小白鼠进行25 mg/kg剂量对硫 磷的毒性测试,则死亡率为 10 %。 以此类推,则可获得死亡 率为反应值(纵轴)与剂量 (横轴)的关系图。 曲线称为 剂量-反应关系曲线,且通常 呈S形状。
毒性物质如何产生毒性?
毒性物质通过生物体的屏障(皮肤、黏膜组织等上皮组织)进入体内(不
论是否经过输送),到达产生作用的组织或器官,进入特定的细胞或仅
在细胞之外。
进入细胞的化学物质到达作用点与特殊的生化分子结合或作用, 并产生反应,而未进入细胞的物质也许仍停留在组织中,影响细胞外一 些作用的正常运作。 细胞中的某些特殊的生化反应,因外来物质的影响而开始改变,此生化反应 可能受阻、抑制、停止或加速,并造成细胞活力的降低、

影响毒物毒性的因素

影响毒物毒性的因素
化学因素机体因素环境因素化学物的联合作用气象条件季节或昼夜节律环境温度的改变可引起不同程度的生理生化系统和内环境稳定系统的改变如改变通气循环体液中间代谢等并影响化学物的吸收代谢毒性
一般毒性作用(general toxicity)
定义:
指外来化学物在一定剂量、一定接触时间和接触方式 下对机体产生的综合毒效应。
春季 秋季
排出速度慢,体内停留 时间长
排出速度快,体内停留 时间短
睡眠时间最长
睡眠时间最短
原因
昼夜节律受体内某种调节因素所控制;
受外环境因素如进食、睡眠、光照、温 度等调节; 与肝谷胱甘肽浓度的节律有关,而谷胱 甘肽浓度的昼夜节律又与喂饲活动有关;
季节差异与动物冬眠反应或不同地理区 域的气候有关。
分类:
一般毒性作用根据接触时间的长短可分为急性毒性、 亚慢性毒性和慢性毒性。
相应的试验称急性毒性试验、亚慢性毒性试验和慢性 毒性试验。
了解影响毒物毒性作用的因素对设计毒理学
研究方案和评价化学毒物的安全性具有重要 意义。
1、在评价化学物毒性时,可设法加以控制 以避免其干扰,使实验结果 更准确,重复性 更好。
具体表现
1、 高温会引起动物皮肤毛细血管扩张、血循环和呼 吸加快,胃液分泌减少,出汗增多,尿量减少。使经皮和 经呼吸道吸收的化学物吸收增加;经胃肠道吸收减少,随 汗液排出增加,经尿液排出减少。
2、实验表明 58种化合物在不同环境温度(8℃、
26℃和36℃)下对于大鼠LD50的影响如下:
• 55种化合物在36℃高温环境下毒性最大,26℃环境下 毒性最小; • 引起代谢增高的毒物如五氯酚,2,4-二硝基酚在8℃毒 性最低; • 引起体温下降的毒物如氯丙嗪在8℃时毒性最高。

毒作用影响因素

毒作用影响因素

5. 接触持续时间
急性,亚急性,亚慢性和慢性染毒
许多外源化学物,急性大剂量染毒与较 长时间低剂量染毒的毒性表现不同。一般 前者可引起速发毒性也能引起迟发毒性。 重复染毒在每次给药之後除了低水平的或 慢性的效应之外也可能引起一些急性效应。
三、环境因素
⒈气温 环境温度的改变可引起机体生理、生化和内环
境稳定系统的改变,从而影响毒物的吸收、代 谢、毒性等。 绝大部分毒物在高温下毒性较大,但引起体温 下降的毒物如氯丙嗪在低温时毒性最高。
⒉季节或昼夜节律
如给予大鼠相等剂量的巴比妥钠,在春季大 鼠需经过56±11min诱导入睡,睡眠持续 470±36min;而在秋季诱导入睡时间延长 至120±19min,睡眠持续时间缩短至 190± 19min。
⒋电离度和荷电性:弱酸性与弱碱性有机化 合物只有在适宜的pH条件下,维持非离 子型时才能经胃或小肠吸收。
⒌分子量:分子量较小的化合物大部分随 同尿液排出进入胆汁者仅为小部分。较 小分子量(<200)的亲水性分子如乙 醇或尿素能经膜孔(直径为0.4 nm) 以滤过方式越过膜。
6.比重
㈢ 外源化学物的纯度和异构体
⒉ 分散度:
影响颗粒进入呼吸道的深度和溶解度, 从而影响毒性。
如只有直径 <5μm的微粒才可以进入 肺泡。大于10μm的气溶胶一般被阻于上 呼吸道后被咳出; <0.5μm的气溶胶可 达肺泡,但因布朗运动还可经呼吸道排 出;<0.1μm的气溶胶则因弥散作用易沉 积于肺泡壁。
⒊ 挥发性:半数致死浓度相同时,挥发性 大的危害性大。如,苯与苯乙烯的LC50 均为45mg/L左右,但苯的挥发性较苯 乙烯大11倍,故其经呼吸道吸入的危害 性远较苯乙烯为大。
㈠ 化学结构:决定毒物理化性质和化学活性 ⒈取代基:

第二章环境污染物的毒作用及其影响因素PPT课件

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CCl4:急性作用 慢性作用
中枢神经系统 肝脏、肾脏
2. 可逆和不可逆作用 可逆作用(P.53):停止接触化学物后,损害 可以逐渐消退、逐渐恢复的毒性作用。 不可逆作用(P.53) :停止接触化学物后,其 作用继续存在,甚至损伤可进一步发展的 毒性作用。 ➣ 毒作用是否可逆,还与组织再生能力有关 肝损伤多数可逆 中枢神经系统损伤多数不可逆
④ 分子饱和度 不饱和键↗,毒性↗ 麻醉作用:乙炔>乙烯>乙烷 对眼结膜的刺激作用:丙烯醛>丙醛 丁烯醛>丁醛
变态反应
➣ 不完全遵循毒理学的剂量-反应规律
➣ 症状:变态反应性炎症(皮肤过敏、哮
喘,过敏性休克,死亡)
(2)特异性反应
➣ 体内缺乏降解某种化合物的酶
缺乏血清胆碱酯酶
琥珀酰胆碱过敏
三. 毒性作用的机理 1. 靶位点学说 (1)靶位点的位置和结构 接触部位、生物转运和生物转化部位
SO2、NO2 呼吸道 百草枯 肺
第二章 环境污染物的毒作用及其影响因素
生物
污染物
污染物毒作用的性质和强度
环境条件
第一节 环境污染物的毒作用
一. 毒作用类型
1. 局部作用和全身作用
局部作用(P.53):化学物质引起的机体直接
接触部位的损伤。
全身作用(P.53) :环境化学物被吸收后, 随
血液循环分布全身而呈现的毒作用。
➢ 全身作用并不均匀一致(靶组织、靶器官)
一些重金属离子抑制SOD、CAT、GSH-
PX等的活性 有机污染物、大气污染物进入体内形成自
由基
消耗体内自由基清除物质
第二节 影响毒作用的因素 一. 毒物因素
1. 毒物的化学结构与毒性作用 (1)化学结构与毒作用性质
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绝对致死量(LD100) 半数致死量(LD50) 最小致死量(MLD) 最大耐受量(MTD)
②半数致死量和半数致死浓度
半数致死量(LD50)又称致死 中量,指引起一群个体50%死亡 所需剂量。
半数致死浓度(LC50),即引 起一群个体50%死亡所需的浓度。 一般以mg/m3空气和mg/L水来表 示。
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4.危险性(Risk)与危害性(hazard): 危险性(危险度):在特定接触条件下,对有害 物造成损害的可能性大小的定量估计。 危害性:化学物质对人群造成损害的可能性。
5. 剂量(Dose):机体接触的外源化学物的数量。多 种表示方法。
6. 效应(Effect)与反应(Response) 效应:一定剂量的外源化学物与机体接触后所引起 的生物学变化。
MEL确切应称为最低观察到作用剂量(LOEL)或 最低观察到有害作用剂量(LOAEL) • LOEL:观察到任何效应的最低剂量。 • LOAEL (Lowest-observed-adverse-effect level):可观察到有害效应的最低剂量。
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(4)最大无作用剂量
(1)致死剂量(Lethal dose,LD) (2)半数效应剂量(ED50) (3)最小有作用剂量(MEL) (4)最大无作用剂量
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反应(response):是指接触一定外源物后,表现某种效 应并达到一定强度的个体在群体中所占的比例。一 般以百分率或比值表示
• 反应vs效应
–效应仅涉及个体,即一个人或动物;可以用一定 计量单位来表示其强度
–反应则涉及群体,如一组动物或一群人;其强度 用百分率或比值表示,如反应率、 死亡率
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吸收途径: 白鼠口服 皮肤接触 呼吸吸入 白鼠口服 皮肤接触 呼吸吸入 白鼠口服 皮肤接触 呼吸吸入
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绝对致死量(LD100) 半数致死量(LD50) 最小致死量(MLD) 最大耐受量(MTD)
③最小致死量
最小致死量(MLD、LDmin或 LD01)指在一群个体中仅引 起个别死亡的最低剂量。 低于此剂量即不能使个体 死亡。
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绝对致死量(LD100) 半数致死量(LD50) 最小致死量(MLD)
④最大耐受量
最大耐受量(MTD或LD0) 指在一群个体中不引起死 亡的最高剂量。
最大耐受量(MTD)
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(2)半数效应
(1)致死剂量(Lethal dose, LD)
剂量(ED50):
(2)半数效应剂量(ED50)
外源物引起机
(3)最小有作用剂量(MEL) 体某项生物效应
(4)最大无作用剂量(MNEL) 发生50%改变所
(5)急性毒作用带(Zac)
需要的剂量。
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(3)最小有作用剂量
(1)致死剂量(Lethal
dose,LD)
(2)半数效应剂量(ED50)
最小有作用剂量(MEL)也 称中毒阈剂量或中毒阈值,
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量效应(quantitative effect)
–观察结果属于计量资料,有强度和性质的差别, 以数值表示
• 质效应(quanlitive effect)
–属于计数资料,没有强度的差别,不能以具体的 数值表示,只能以“有”或“无”、“异常”或 “正常”等资料来表示.
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绝对致死量(LD100) 半数致死量(LD50) 最小致死量(MLD) 最大耐受量(MTD)
8ห้องสมุดไป่ตู้
绝对致死量(LD100) 半数致死量(LD50) 最小致死量(MLD) 最大耐受量(MTD)
①绝对致死量(LD100) 指能引起所观察个体 全部死亡的最低剂量, 或在实验中可引起实 验动物全部死亡的最 低剂量。
(3)最小有作用剂量 (MEL)
(4)最大无作用剂量 (MNEL)
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
(5)急性毒作用带(Zac) 体开始出现损害作用所需的
最低剂量。
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或指引起受试对象中的少数个体出现某种最轻 微的异常改变所需要的最低剂量
第三章 环境化学物的毒 性作用及其影响因素
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一、基本概念
1. 毒物(Toxicant):在一定条件下,较小剂量进入机体 就能干扰正常的生化过程或生理功能,引起暂时或 永久的病理改变,甚至危及生命的化学物质.
2. 毒性(toxicity):毒物引起生物体损害的性质和能 力。
一个物质的“有毒”与“无毒”,毒性的大小是相 对的,关键是此种物质与机体接触的量。毒性较高 的物质,只要相对较小的剂量,即可对机体造成一 定的损害;而毒性较低的物质,需要较大的剂量, 才呈现毒性。
常用以表示急性毒性的大小。 LD50数值越 小,表示外源化学物 的毒性越强;反之,LD50数值越大, 则毒性越低
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毒性分级:
LD50:环境化学物毒性评价的重要参数。
欧共体有害物毒性分级指标
毒性等级 极毒
有毒
有害
LD50 mg/kg <25 <50 <0.5 mg/l/4h 25-200 50-400 0.5-2 200-2000 400-2000 2-20
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毒理学常用的几个剂量概念
(1)致死剂量(Lethal dose,LD) (2)半数效应剂量(ED50) (3)最小有作用剂量(MEL) (4)最大无作用剂量(MNEL) (5)急性毒作用带(Zac)
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(1) 致死剂量(Lethal dose,LD)
致死剂量指以机体死亡为观察指标而确定的 外源化学物剂量。按照可引起机体死亡率不同而 有以下几种致死剂量:
3.中毒(Toxication):有害物引起生物机体出现功能
或器质性改变而出现的疾病状态。
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毒物及其分类
• 按毒物用途和分布范围分为:
工业化学品:如生产原料、辅料、中间体等; 食品添加剂:如食用色素、香精、防腐剂等; 日常化学品:化妆品、洗涤用品等; 农用化学品:如化肥、杀虫剂等; 医用化学品:如药物、消杀剂等; 环境污染物:如废水、废气、废渣中的各种学物质等; 生物毒素:如动物毒素、植物毒素等; 军事毒物:如芥子气等战争毒素; 放射性物质:如放射性核素、天然放射性元素等。
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