环境毒理学课后习题答案

环境毒理学第一章绪论1、什么是环境毒理学？它是怎样产生的？环境毒理学（environmental toxicology）是利用毒理学方法研究环境，特别是空气、水和土壤中已存在或即将进入的有毒化学物质及其在环境中的转化产物，对人体健康的有害影响及其作用规律的一门学科。

是环境科学（environmental sciences）和生态毒理学（ecotoxicology）的重要组成部分。

环境毒理学的产生过程：早在远古时代，人们对一些动植物的有毒作用就已有认识，并已有文献记载。

18世纪西班牙化学家和生理学家Bonaventura Orfila:现代毒理学的奠基人。

毒理学在第二次世界大战后得到快速发展。

2、环境毒理学的研究对象、主要任务和内容是什么？环境毒理学的研究对象主要是对各种生物特别是对人体产生危害的各种环境污染物（environmental pollutant）。

环境污染物主要是人类的生产和生活活动所产生的化学性污染物。

环境毒理学的主要任务是研究环境污染物对人体的损害作用及其机理，探索环境污染物对人体健康的损害的早期检测指标和生物标志物，从而为制定环境卫生标准和有效防治环境污染对人体健康的危害提供理论依据；此外，根据环境污染物对其他生物（包括动物、植物、微生物等）个体、种群及生态系统的危害，甚至在特定环境中对整个生物社会的危害，研究其损害作用及其机理、早期损害指标及防治理论和措施。

环境毒理学的最终任务是保护包括人类在内的各种生物的生存和持续健康的发展。

环境毒理学的主要内容是研究环境污染物及其在环境中降解和转化产物对机体相互作用的一般规律，包括毒物在体内的吸收、分布和排泄等生物转运过程和代谢转化等生物转化过程，剂量与作用的关系，毒物化学结构和毒性以及影响毒作用的各种有关因素。

3、阐述环境毒理学的主要研究方法。

体外试验（in vitro test）：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）；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），可用于外来化合物的毒性和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）；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）；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：简单、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学效应。

整体内实验（in vivo test）：急性毒性实验（acute toxicity test指一次染毒或24h内重复染毒的毒性实验研究）；亚急性毒性实验（subacute toxicity test或称为亚慢性毒性实验subchronic toxicity test一般认为1~3个月为宜，但具体实验期限随实验要求而异）；慢性毒性实验（chronic toxicity test一般指6个月以上到终生染毒的毒性实验）。

流行病学调查4、阐述环境毒理学的实际应用及其发展趋势。

环境毒理学的实际应用：在环境监测中的应用．主要可分为以下两类：直接用于现场检测，以评价环境污染状况；环境样品的生物测试，收集空气、水和固体废弃物等环境样品进行生物测试，以了解环境是否受污染。

环境毒理学的发展趋势：①高剂量的动物模型将逐渐向人体细胞或组织培养的研究模型方向发展，使毒理学可以更科学地指示因果关系；②模拟自然环境中多个环境污染物同时存在时的联合作用机制；③深入研究环境污染物在环境中的降解和转化产物以及各种环境污染物在环境因素影响下，相互反应形成的各种转化产物所引起的生物学变化；④加强环境致癌、致畸、致突变的研究；⑤环境污染物的化学结构同它们的毒性作用的性质和强度有密切关系，应深入研究，找出规律，以便根据化学结构，作出毒性的评估，减少动物毒性试验，并为合成某些低毒化合物提供依据；⑥大量新技术和新方法的应用将使毒理学研究水平更加深入。

第二章污染物在环境中的迁移和转化1、环境毒理学为什么要研究污染物在环境中的迁移和转化规律？研究污染物在环境中迁移和转化的过程及其规律性，对于阐明人类在环境中接触的是什么污染物，以及接触的浓度、时间、途径、方式和条件等具有十分重要的环境毒理学意义。

对于阐明人类或其他生物在环境中接触的污染物的真实世界，有效防治环境污染和生态破坏，保护和促进人类健康与全球生态平衡都是十分重要的。

2、污染物在环境中的迁移和转化有何异同和联系？污染物的迁移（transport of pollution）是指污染物在环境中发生的空间位置的相对移动过程。

污染物的转化（transformation of pollution）是指污染物在环境中通过物理的、化学的或生物学的作用改变形态或者转变成另一物质的过程。

污染物在环境中的迁移和转化过程往往是相互依赖和伴随进行的一个复杂的连续过程。

迁移为转化提供了环境条件，而转化又为迁移提供了新的理化特征等物质基础，两者既相互区别，又相互联系。

3、污染物在大气、水体、土壤和生物体及其他物体之间是如何迁移和循环的？与人体健康有什么联系？气态污染物会吸附在空气颗粒物上或溶解在降水中再沉降到地面；水体中污染物会吸附在悬浮的颗粒物上沉降到水底或流入江海；土壤中污染物通过土壤颗粒吸附、渗漏等作用累积在土壤中或者流入地下水中。

在大气、水体和土壤中的污染物可通过某种途径进入生物体内，沿食物链迁移，甚至在生态系统中周而复始地循环，从而对人类健康和整个生物圈构成严重的危害。

4、污染物在大气和水体中扩散的影响因素主要有哪些？在哪些条件下容易引起人体的急、慢性中毒？污染物在大气中的扩散主要受气象条件、地形地貌、排放浓度和排放高度等因素的影响。

一般规律是污染物在大气中的浓度与污染源的排放量成正比，与平均风速和垂直混合高度成反比。

污染物在水体中的扩散主要受水文条件、气候条件、水中悬浮物、排放浓度和距排放口距离等因素的影响和制约。

一般规律是污染物在水体中的浓度与污染源的排放量成正比，与平均流速和距污染源的距离成反比。

逆温层阻碍污染物的垂直扩散运动，使上升的污染气流积聚在逆温层的下面，会造成严重的大气污染现象，从而使人体发生呼吸道疾病等急、慢性疾病或中毒。

5、何谓生物性迁移？如何定量描述污染物的生物性迁移过程？生物迁移（biotransport ）是指污染物通过生物体的吸附、吸收、代谢、死亡等过程而发生的迁移。

污染物的生物性迁移过程主要通过三个系数来定量描述，即生物浓缩系数（bioconcentration factor ）：环境中该污染物的浓度生物体内污染物的浓度=BCF生物累计系数（bioaccumulation factor ）：）物的浓度（较前阶段体内蓄积污染同一生物个体生长发育）物的浓度（较后阶段体内蓄积污染某一生物个体生长发育kg /mg kg /mg =BAF 生物放大系数（biomagnification ）：）染物的浓度（较低营养级生物体内污）染物的浓度（较高营养级生物体内污kg /mg kg /mg =BMF 6、污染物在环境中的转化有何基本特点？污染物在环境中的转化过程主要取决于其本身的理化性质和所处的环境条件。

第三章环境污染物在体内的生物转运和生物转化1、叙述毒物通过生物膜的主要方式及其机理。

被动扩散：膜两侧的毒物从高浓度向低浓度扩散，化学物并不与膜起反应，不消耗能量。

滤过：化学物通过细胞膜的亲水性孔道的过程。

特殊转运（被转运的毒物必须与生物膜组成成分发生可逆性结合，并形成复合物）包括主动转运：外来化合物通过生物膜由低浓度处转运并需要消耗能量的过程。

其特点是需要通过蛋白载体作用，载体可逆浓度梯度，使化学物通过细胞膜，因此需要消耗能量。

易化扩散：膜上蛋白质载体特异性地与某种化学毒物结合后，其分子内部发生构型变化而形成适合该物质透过的通道而进入细胞。

易化扩散只能按顺浓度梯度方向转运，因为不需要消耗能量。

膜动转运（颗粒物和大分子物质的转运常伴有膜的运动）包括吞噬作用：由于生物膜具有可塑性和流动性，因此，对颗粒状物质（如大气中的烟尘）和液粒，细胞可以通过细胞膜的变形移动和收缩，把它们包围起来最后摄入细胞内。

胞吐：某些大分子物质也可通过胞吐方式从细胞内转运到细胞外。

2、环境污染物吸收有哪几条途径？并阐述影响吸收的因素。

吸收途径影响吸收的因素经呼吸道吸收☆分压差和血/气分配系数：气体从高分压（浓度）处向低分压（浓度）处通透，肺泡气和血液中该气态物质的分压（浓度）差愈大，吸收愈快。

随着吸收量的增加，分压差逐渐减小，吸收速度逐渐减慢。

☆溶解度和相对分子质量：非脂溶性的物质的吸收速度主要受相对分子质量大小的影响，相对分子质量大的化学物吸收较慢；脂溶性的物质的吸收速度与相对分子质量大小关系不大，而主要取决于其脂/水分配系数，系数大者，吸收速率较高。

☆肺的通气量和血流量的比值：通气/血液比值愈大，气体相对较易吸收。

☆颗粒大小：颗粒物的吸收主要受颗粒大小的影响。

经消化道吸收☆消化道中的多种酶类和菌丛可是某些化学物转化成新的物质而改变其毒性。

☆胃肠道内容物的种类和数量、排空时间及蠕动状态都会影响消化道对环境化学物的吸收。

☆环境化学物的溶解度和分散度也是影响吸收的因素。

经皮肤吸收☆化学物透过角质层的速度与化学物相对分子质量的大小、脂/水分配系数及角质层的厚度有关。

☆不同种属的动物表皮通透性不同，可能与角质层的厚度不同有关。

☆高温促进皮肤血液和间质液流动，使化学物较易被皮肤吸收。

☆角质层损伤因子。

★毒物经皮吸收的两条途径：◇通过表皮脂质屏障是主要的吸收途径，即毒物→角质层→透明层→颗粒层→生发层和基膜（最薄的表皮只有角质层和生发层）→真皮。

◇通过汗腺、皮脂腺和毛囊等皮肤附属器，绕过表皮屏障直接进入真皮。

☆毒物经皮吸收的两个不同阶段：第一阶段——穿透相。

毒物透过表皮进入真皮。

第二阶段——吸收相。

毒物由真皮进入乳头层毛细血管。

3、肾脏排泄毒物的机理包括哪几种方式？肾脏排泄毒物的机理包括肾小球滤过、肾小管的主动分泌和肾小管的重吸收三种方式。

4、酶催化的代谢转化过程主要有哪些反应类型？Ⅰ相反应氧化反应◆微粒体氧化：脂肪族羟化，芳香族羟化，N—羟化，环氧化，N—氧化，P—氧化，S—氧化，氧化性脱烷基（N—脱烷基，O—脱烷基，S—脱烷基），氧化性脱氨，氧化性脱卤。

◆非微粒体氧化：单胺和二胺氧化，醇、醛氧化。

还原反应◆微粒体还原：硝基还原，偶氮还原，还原性脱卤。

◆非微粒体还原：包括醇、醛、酮、有机二硫化物、硫氧化物和氮氧化物等的还原反应。

水解反应酯酶，酰胺酶和糖苷酶水解酯、酰胺和硫酸酯化合物。

Ⅱ相反应毒物或其代谢产物与内源性代谢产物结合而形成结合物又称结合反应，分为两个过程：形成活化的中间体，需要消耗能量；活化的中间体为供体转移到另一方额化学物（受体）形成结合物。