二氧化氯气体消毒剂亚慢性吸入毒性研究

1、二氧化氯气体消毒剂亚慢性吸入毒性研究杨国光李 志 胡永成广东省疾病预防控制中心，广州510300摘要 目的 观察二氧化氯气体多次经呼吸道接触对实验动物的蓄积毒性作用及其靶器官，并确定其 最 大未观察到有害作用剂量和最小观察到有害作用剂量， 初步获得人体可直接暴露于二氧化氯气体的 安全浓度。方法 将80只SPF级Wistar种健康大白鼠随机分成低、中、高三个剂量组(剂量分别为10.0mg/ m3， 2h、 30.0mg/m3， 2h、 90.0mg/m3，2h)和阴性对照组四个组， 每组20只，雌雄各半，每天置于在动式染毒柜中染毒，试验为期 90d， 观察动物生理体征、体重、 脏体系数、 血液常

2、规、生化指标的变化和终 期动物肝脏、 肾脏、 气管、肺、胃及小肠显微镜下组织病理学检查。结果 大鼠一般生理体征、行为、 大 小便、皮毛等均无异常； 体重增长、脏器重量和脏体系数指标正常；血常规指标和血清生化指标未 发 现异常； 肝脏、肾脏、气管、 肺、 胃及小肠等器官的大体解剖和组织病理学检查未发现异常；在本 次 实验条件下， 二氧化氯气体的最小观察到有害作用剂量可能小于90.0mg/m3,2h，二氧化氯气体的最 大 未观察到有害作用剂量大于30.0mg/m3，2h;在本次实验条件下，未发现二氧化氯气体对大鼠亚慢性 吸入毒性的主要靶器官。 结论 依据二氧化氯气体的亚慢性吸入毒性试验结果，二氧化

3、氯气体的最大未 观 察到有害作用剂量大于30.0mg/m3，2h，以 100的安全系数外推到人，初步获得人体可直接暴露于二 氧化氯气体的安全浓度为0.30mg/m3，2h每天。关键词二氧化氯气体;亚慢性吸入毒性基于佛山市爱普克斯环保科技的空气消毒机产生的二氧化氯气体杀灭流感病毒的有效空 气消毒浓度为二氧化氯030mgm3，同时空气中的二氧化氯气体在120分钟内变为0故本实验设低、中、高三个剂量组，剂量分别为10Omgm3(2h)、30omgm3(2h)、90Omgm3(2h)，染毒期间90天。 实际染毒剂量相当于其杀灭流感病毒剂量的333、100、300倍，另设阴性对照组。113动物和实验室。

4、SPF级68周龄Wistar种健康大白鼠，雌雄各半，雌性体重141"-1729，雄性体重178-一2199，由南 方医科大学实验动物中心提供(动物生产许可证号：SCXK(粤)20060015，动物质量合格证编 号：0083181)。动物实验室为SPF级，实验动物使用许可证号：SYXK(粤)2003-0011。室温22±2， 湿度60"80。114仪器和试剂 智能动式染毒柜，动物天平，日立7600全自动生化仪和雅培3700全自动血球计数仪检测，蔡斯病理检测系统；检测试剂由仪器生产商提供。12试验方法121试验方法 大鼠在实验室条件下检疫一周后，随机分成受试物低、中、

5、高三个剂量组和阴性对照组，每组20只，雌雄各半，分笼饲养。由生产厂家把消毒机产生的二氧化氯浓度设定为10Omgm3、30Orgm3、 90Omgm3，试验开始前用氢氧化钠溶液吸收动式染毒柜内的气体，取吸收液用五步碘量法测定二氧化 氯浓度进而计算柜内的二氧化氯实际浓度，并根据检验结果再调整设定使之与设计剂量相符。然后把 大鼠(每次20只)在动式染毒柜中，把智能动式染毒柜设定，空气来源为正常的室内空气，通过空气 压缩机把二氧化氯气体和空气送进动式染毒柜，其设定的气体流速与检测浓度时一致，进行染毒，每 天2小时，阴性对照组每天置于染毒柜中，给予正常空气。染毒后将动物放回笼中，正常饲养，连续30天。每

6、鼠保证有充足饮水和饲料供应，自由饮食。每日观察动物生理体征，每周称量并记录动物体重。122观察指标1221大鼠一般生理体征、外观、行为、大小便、眼睛、皮毛等。1222体重、脏体系数。1223血液常规和生化指标：血红蛋白，红细胞计数，白细胞数及白细胞分类计数，谷丙转氨酶， 谷草转氨酶，血糖，总蛋白，白蛋白，总胆固醇，肌酐和尿素氮等。1224肝脏、肾脏、气管、肺、胃及小肠、性腺等器官的大体解剖和肝脏、肾脏、气管、肺、胃及小肠组织病理学检查。123数据处理和统计分析 数据用SPSSll0软件包进行方差分析。 2结果与分析21一般情况：大鼠生理体征、体重、外观、行为、大小便、眼睛、皮毛等均无异常。22

7、体重的变化：从表1可见，雄性高剂量组第8周体重及第13周体重与阴性对照组比较，差异365有显著性意义口<o05)，其余各剂量组体重与阴性对照组比较，差异无显著性意义(P>o05)，表明二氧化 氯气体在90OmWm3剂量下使大鼠生长减慢，而在30Omed m3剂量以下下对大鼠生长无明显影响。表1二氧化氯气体亚慢性吸入毒性试验大鼠体重变化情况(n=lO，i±S) 23血常规指标：从表2、表3可见，雌性剂量组白细胞分类指标与阴性对照组比较，差异有显著病理改变(例数)雄雌雄肝细胞水肿OOO肝细胞脂肪变性OOO肝细胞嗜酸性变OOO炎细胞浸润20 0其他00 0性意义(P<o0

8、5)，但波动在本实验室历史参考正常值范围内。其余各剂量组血常规指标与阴性对 照组之间差异无显著性意义(P>o05)。结果显示二氧化氯气体亚慢性吸入毒性试验血常规检验未见异常。表2二氧化氯气体亚慢性吸入毒性试验急性吸入毒性试验血常规指标(孑±s)表3二氧化氯气体亚慢性吸入毒性试验急性吸入毒性试验白细胞分类指标(n=lO,i±S)24血生化指标：从表4、表5可见，若干剂量组的血糖、总胆固醇、甘油三酯、白球比、谷丙转 氨酶、尿素氮、肌酐指标与阴性对照组比较差异有显著性意义(P<005)；但均波动在本实验室历史参-366考正常值范围内。其余指标各剂量组与阴性对照组之间差

9、异无显著性意义(P>O05)，结果显示二氧 化氯气体亚慢性吸入毒性试验生化指标无异常。表4二氧化氯气体亚慢性吸入毒性试验急性吸入毒性试验血清生化指标(n=lO，i±s) 注：与阴性对照组比较宰表示P<O05。表5二氧化氯气体亚慢性吸入毒性试验急性吸入毒性试验血清生化指标(n=lO，i±s) 注：与阴性对照组比较木表示P<O05。25脏器重与脏体系数：从表6可见，雄性高剂量组肝重及肾重与阴性对照组比较，差异有显著性意义(P<o05)，其余各指标剂量组与阴性对照组之间差异无显著性意义(P>005)这可能是由于高剂 量组动物体重增长减缓的原因。结果显

10、示二氧化氯气体亚慢性吸入毒性试验脏器重与脏体系数指标在30Omgm3剂量以下正常。表6二氧化氯气体亚慢性吸入毒性试验大鼠脏器重与脏体系数结果(n=10，孑±s) 注：与阴性对照组比较木表示P<O05。剂量肝重肝体系数肾重肾体系数脾重脾体系数一!型磐!墨!塑!曼!生!g!盟001150士094307 4-018272 4-023073士004 081士009022士0021001054士126298 4-023253 4-023072 d-O06079士014022 4-0033001086士066307 4-014264 4-014075士004079 4-0。23022士00

11、6。900986 d-O48木302 4-020245士013075 4-005o70 4-011021士003O 07 1 O 士 O 73 06 士 Ol 64 士 O l7O 7 1 士 0O 5 6OO 24O雌l O 07 3 l 士 0 03 2 3 士 Ol 5 6 士 O l 3O 6 9 士 0O 6 2OO 27O3O O6 5 3 士 O 72 O3 O6 士 Ol 5 5 士 O l8O 7 3 士 OQ 540O 2 5O性9 0 O6 5 O 士 1 0 22 9 5 士 O 船盯l 5 3 士 O 2 OO 6 9 士 O 似：弓O 5 6 士士士士 O 加M叮O

12、 25 ±±士士 0 M36726病理学检查：261大体检查：肝脏、肾脏、气管、肺、胃及小肠、性腺等器官的大体检查，未见异常情况。262组织病理学检查：在大体检查多个脏器无肉眼可见病变的前提下，对高剂量组和对照组动物 (每组动物数n=20，雌雄各半)的气管、肺、肝脏、肾脏、胃及小肠进行组织病理学检查。结果如下： 肝脏：雄性对照组1例动物肝脏散在点状坏死灶，另有l例动物肝脏见1个小坏死灶，以上坏死 灶均伴炎细胞浸润。其余动物肝脏被膜完整，未见增厚，肝小叶结构完整。未见肝细胞明显水样变性、脂肪变性或坏死等病理改变。肝细胞内及胆管内未见胆汁淤积。门管区无扩大，无渗出等异常表现。结

13、果见下表：表7二氧化氯气体亚慢性吸入毒性试验大鼠肝脏病理组织学检查结果病理改变对照组高剂(例数)雄雌雄 肝细胞坏死I散在点状坏死灶1 o o 讣坏死灶1个1O O肝细胞水肿O0 0肝细胞脂肪变性OO 0肝细胞嗜酸性变OO 0炎细胞浸润20 0其他OOO肾脏：皮髓质结构清晰，肾小球未见明显肿胀或萎缩、纤维化，也未见变性、坏死等病理改变。 肾小管上皮细胞未见变性、坏死，集合管未见各类管型。间质未见炎症细胞浸润。胃及小肠：镜下可见各层结构清晰，粘膜上皮完整，未见糜烂、出血、坏死或溃疡形成，腺体排 列整齐，未见萎缩或增生；肌层未见肥厚或萎缩。气管：镜下可见气管壁结构完整，管腔未见扩张或变窄，腔内未见炎

14、症、出血、渗出等改变，管 壁内未见炎症细胞浸润；粘膜上皮细胞未见变性、坏死及增生、化生等改变，软骨环结构完整，未见 变性、萎缩；管壁平滑肌束未见断裂、萎缩。肺：浆膜完整，未见增厚；肺内各级支气管及肺泡结构完整，各级支气管管腔与肺泡腔正常，未 见扩张，无渗出、水肿、出血及炎症细胞浸润等改变；各级支气管粘膜上皮细胞未见变性、坏死及增 生、化生等改变，未见肺泡扩张，肺组织未见纤维化、肿瘤等改变。对照组与高剂量组动物肺间质均 可见少量炎细胞浸润，但在动物例数与程度上组间未见显著性差异。综上，对照组与高剂量组大鼠的肝脏、肾脏、气管、肺、胃及小肠的病理学观察结果大致相同， 未见与受试物有关的特殊病理改变。

15、4小结：每天对大鼠以10Omgm3、30Omgm3、90omgm3的二氧化氯气体染毒2小时，共90 天，结果显示：大鼠一般生理体征、行为、大小便、皮毛等均无异常；在30Omgm3剂量以下体重增 长、脏器重量和脏体系数指标正常；血常规指标无异常；血清生化指标无异常；肝脏、肾脏、气管、 肺、胃及小肠等器官的大体解剖和组织病理学检查未发现异常；在本次实验条件下，二氧化氯气体的 最小观察到有害作用剂量可能小于90Omgm3，2h，二氧化氯气体的最大未观察到有害作用剂量大于30Omgm3，2h；在本次实验条件下，未发现二氧化氯气体对大鼠亚慢性吸入毒性的主要靶器官。3683讨论 研究资料表明(9)，二氧化

16、氯能很好地杀灭细菌、病毒，是由于二氧化氯具有强氧化性，但却不会对动、植物机体产生损伤，原因在于细菌、病毒细胞结构与动、植物机体截然不同。细菌、病毒属原 核细胞生物，其绝大多数酶系统分布于细胞膜近表面，易受攻击；而动、植物多属真核细胞生物，其 酶系统多深入到细胞里的细胞器中而得到保护，因此它不易与二氧化氯接触而受到氧化。此外，高等 动、植物(包括人体)机体在受到外来物侵害时会自动产生抵抗外来物质的保护系统(如抗氧化系统 等)，从而完全保护机体不受二氧化氯的伤害。生物界对二氧化氯的敏感顺序为：非细胞病毒>单细胞 原核生物(细菌)>单细胞真核生物>多细胞真核生物>高等动、植物

17、。本实验亦说明二氧化氯气体在有 效杀灭流感病毒浓度的100倍浓度下对大鼠并无明显的伤害作用。化学品危险度评估的步骤通常包括危害确定(hazard identification)、危害描述(hazard characterization)、暴露评估(exposure assessment)和风险描述(risk characterization)。暴露评估是化学品有 害物评估的最重要一环。暴露评估是在获得化学品使用剂量浓度的基础上，通过动物毒理学试验数据 如T25(动物在生活周期内导致癌肿、神经毒性、生殖毒性等增加25发生几率的每日接触剂量)、 NOAEL值(最大未观察到有害剂量)、LOAEL值(

18、最小观察到有害剂量)、BMDL(置信度下限)等 计算出暴露边界比(MOE)。MOE可衡量化学品的危害水平，也是建立人群暴露于化学品的安全标准 的重要依据。因此，要获得人体可直接暴露于二氧化氯气体的安全浓度，首先必须获得使用二氧化氯 气体取得效果的浓度，进而通过一系列的动物毒理学试验，通过安全系数(safety factor)换算，方可 获得人体可直接暴磊于二氧化氯气体的安全浓度。由于二氧化氯已广泛应用于社会生产和生活的各个 方面，制订人体可直接暴露于二氧化氯气体的安全浓度标准是十分必要的。美国职业安全卫生署 (OSHA)1972年正是根据Paulet和Desbrousesl970年的小白g-氧

19、化氯气体亚急性吸入试验结果(9)，制订了人体可直接暴露于二氧化氯气体的安全标准(03mgm3，8hd)，但当时二氧化氯应用未够广泛， 其标准是针对二氧化氯气体的泄漏而定。在现阶段有必要根据二氧化氯气体的应用情况重新制订标准。 依据本试验结果，以安全系数100换算，可初步认为人体直接暴露于二氧化氯气体(O3mgm3，2hd) 是安全的，并在可能的情况下进行流行病学调查确定人体直接暴露于二氧化氯气体的安全标准。参考文献 fl】黄志明，张东曙，刘波，等二氧化氯在空气消毒中的应用中国消毒学杂志200421(2)；157【2】孙玉卿，周密，张帆消毒用二氧化氯产品研究进展中国消毒学杂志200320(2)：151【3】张非凡二氧化氯对公用设施消毒效果的研究中国卫生检验杂志200313(2)：233【4盛玮，薛建平，张爱民，等二氧化氯在葡萄保鲜中的应用生物学杂志200522(2)：43-4【5Ellis M，Cookscy K Dawson E Han I，Vergano P Quality of fresh chicken breasts lls咄a combination of modified atmosphere packaging and chlorine dioxide sachets(JcIJ Food Prot2006Aug