环境毒理学-课件

第二章环境毒理学Chapter2EnvironmentalToxicology1ppt课件第二章环境毒理学Chapter2Brief第一节环境毒理学概述第二节中毒机理研究第三节环境毒理学实验第四节不同介质的环境毒理学第五节系统毒理学

本章主要介绍环境毒理学与环境风险评价相关的内容，包括毒物、毒性、毒效应、剂量的概念，毒物对生物体的损害与非损害作用，毒物的生物转运与转化、毒性评价和中毒机理研究等。2ppt课件Brief第一节环境毒理学概述2ppt课件第一节环境毒理学概述环境毒理学是环境科学的重要组成部分，也是目前毒理学中一个发展迅速的分支学科。环境毒理学是研究环境污染物、特别是化学污染物或有毒有害因素对人体和人群的生物学效应和健康损害及其规律。3ppt课件第一节环境毒理学概述环境毒理学是环境科学的重要组成部分，也第一节环境毒理学概述环境毒理学的研究范围不仅仅包括毒物直接对人类健康的损害，还包括毒物对人类健康的间接损害，也就是毒物对人类生存环境的影响。例如含氯氟烃对臭氧层的破坏等。4ppt课件第一节环境毒理学概述环境毒理学的研究范围不仅仅包括毒物直接第一节环境毒理学概述随着人类社会生产的发展和生活条件的改善，人们在从事生产和日常生活中接触化学物的品种和数量越来越多。从外界环境中摄入而非机体内源产生，在一定条件下具有生物活性，直接或间接损害人的健康的化学物质，被称为外来化学物。(王宝庆摄，2011)5ppt课件第一节环境毒理学概述随着人类社会生产的发展和生活条件的改善第一节环境毒理学概述毒理学的研究对象主要为各种来源的外来化学物6ppt课件第一节环境毒理学概述毒理学的研究对象主要为各种来源的外来化第一节环境毒理学概述毒物毒物是指在一定条件下，以较小剂量暴露就能引起生物机体功能性或器质性损伤的化学物质。反之则为非毒物。自然界存在的所有物质都具有潜在的毒性。物质的毒性作用和无毒性作用是相对的，并不存在绝对的界限。7ppt课件第一节环境毒理学概述毒物7ppt课件第一节环境毒理学概述毒性不同化学物对机体引起毒效应所需的剂量差别很大。有些化学物，只要接触几微克即可导致死亡，常被称为极毒化学物；另一些化学物，即使给予几克或更多，也不会引起有毒效应。毒效应化学物的有害效应或毒效应是指进入体内的化学物其代谢物达到一定剂量，并与靶（器官、组织、细胞、分子）相互作用所引起的不良生物学改变。8ppt课件第一节环境毒理学概述毒性8ppt课件第一节环境毒理学概述剂量剂量是决定外来化学物对生物机体损害作用的重要因素。剂量的概念较为广泛。剂量概念的不同表述9ppt课件第一节环境毒理学概述剂量剂量概念的不同表述9ppt课件第一节环境毒理学概述常见剂量绝对致死量（LD100）半数致死量（LD50）最小致死量（LDmin）最大耐受量（LDmax）半数效应剂量（ED50）最小有作用剂量（MEL）最大无作用剂量（MNEL）**毒物与机体接触的时间、方式或途径和观察指标发生改变时，MEL和MNEL也将随之改变。

10ppt课件第一节环境毒理学概述常见剂量10ppt课件第一节环境毒理学概述损害作用与非损害作用损害作用。机体的正常形态、生长发育过程受到严重影响，寿命亦将缩短；机体功能容量或额外应激状态代偿能力降低；机体维持稳定能力下降；机体对其他某些因素不利影响的易感性增高。

11ppt课件第一节环境毒理学概述损害作用与非损害作用11ppt课件第一节环境毒理学概述损害作用与非损害作用非损害作用。不引起机体机能形态、生长发育和寿命的改变；不引起机体某种功能容量的降低，也不引起机体对额外应激状态代偿能力的损伤。机体发生的一切生物学变化应在机体代偿能力范围之内，当机体停止接触该种外毒化合物后，机体维持体内稳态的能力不应有所降低。12ppt课件第一节环境毒理学概述损害作用与非损害作用12ppt课件第一节环境毒理学概述确定损害作用与非损害作用对正常值范围进行测定。观测指标与对照组相比，具有统计学显著性差异（P＜0.05），并且符合以下条件，则认为是损害作用。13ppt课件第一节环境毒理学概述确定损害作用与非损害作用13ppt课件第一节环境毒理学概述毒物的生物转运和转化毒物与机体接触、吸收、分布、代谢和排泄的过程称为毒物的生物转运。被动转运、特殊转运和膜动转运。

被动转运被动转运的特点是转运过程中生物膜不具有主动性，不消耗能量，被转运的物质只能从高浓度流入低浓度。简单扩散和滤过。14ppt课件第一节环境毒理学概述毒物的生物转运和转化14ppt课件第一节环境毒理学概述特殊转运

特殊转运指有一定的载体，具有较强的专一性，有一定的选择性和主动性，生物膜主动选择某种机体需要或由机体排出的物质进行的转运。特殊转运分主动转运和促进扩散。

膜动转运

是细胞与外界环境交换一些大分子物质的过程，其主要特点是在转运过程中生物膜结构发生变化，转运过程具有特异性，生物膜呈现主动选择性并消耗一定的能量。胞吞作用和胞吐作用。15ppt课件第一节环境毒理学概述特殊转运15ppt课件第一节环境毒理学概述毒物的吸收一般情况下，毒物的吸收途径主要是胃肠道、呼吸道和皮肤。

16ppt课件第一节环境毒理学概述毒物的吸收16ppt课件第一节环境毒理学概述胃肠道吸收毒物进入机体的重要途径，小肠是主要吸收部位。影响胃肠道吸收的因素主要有：毒物的性质（分散度、解离状态等）；机体方面的影响（pH等）；同时存在的食物和毒物。（引自好好学习网，2005)17ppt课件第一节环境毒理学概述胃肠道吸收（引自好好学习网，2005第一节环境毒理学概述经呼吸道吸收经呼吸道吸收的毒物主要有各种气体、可挥发性固体或液体的蒸气、各种气溶胶以及较为细微的颗粒物质。影响呼吸道吸收的因素主要有：气体的吸收动态平衡过程；颗粒物、气溶胶的吸收和沉积。（引自好好学习网，2005)18ppt课件第一节环境毒理学概述经呼吸道吸收（引自好好学习网，20第一节环境毒理学概述经皮肤吸收经皮肤吸收是毒物由外界进入皮肤并经血管和淋巴管进入血液和淋巴液的过程。经皮肤吸收主要分为两个阶段：第一阶段为穿透角质层的屏障作用；第二阶段为吸收阶段，须经过颗粒层、棘细胞层、生发层和真皮。影响因素主要有：毒物的理化性质、皮肤的完整性、人体健康状况等。（引自好好学习网，2005)19ppt课件第一节环境毒理学概述经皮肤吸收（引自好好学习网，200第一节环境毒理学概述毒物的生物转化毒物通过不同途径被吸收进入体内后，将发生一系列化学变化并形成一些分解产物或衍生物。主要在肝部进行。包括降解反应和结合反应。

生物转化的意义对于判定毒物对机体的影响有重要作用。通过对生物转化作用的研究，可以探求毒物活性基因、活性分子的重要规律，为防治其对机体损伤有重要意义。20ppt课件第一节环境毒理学概述毒物的生物转化20ppt课件第一节环境毒理学概述剂量-效应化学物作用于生物机体时的剂量与引起生物作用的发生率或计量强度之间的相互关系。

最小有作用剂量或称阈剂量或阈浓度：是指在一定时间内，一种毒物按一定方式或途径与机体接触，能使某项灵敏的观察指标开始出现异常变化或使机体开始出现损害作用所需的最低剂量，也称中毒阈剂量。最大无作用剂量是指在一定时间内，一种外源化学物按一定方式或途径与机体接触，根据目前认识水平，用最灵敏的实验方法和观察指标，未能观察到任何对机体的损害作用的最高剂量，也称为未观察到损害作用的剂量。

21ppt课件第一节环境毒理学概述剂量-效应21ppt课件第一节环境毒理学概述剂量-效应类型直线型。效应或反应强度与剂量呈直线关系抛物线型。剂量与效应或反应呈非线性关系S曲线型。特点是在低剂量范围内，随着剂量增加，反应或效应强度增高较为缓慢，然后剂量较高时，反应或效应强度也随之急速增加，但当剂量继续增加时，反应或效应强度增高又趋向缓慢。曲线开始平缓，继之陡嵴，然后又趋平缓，成不甚规则的S形曲线。22ppt课件第一节环境毒理学概述剂量-效应类型22ppt课件第二节中毒机理研究在环境毒理学史中，对砷、氟乙酸、四氯化碳与农药有机磷等中毒机理的研究具有重要的历史意义。研究中毒机理主要有两方面：确定靶点；分离活性代谢产物。

23ppt课件第二节中毒机理研究在环境毒理学史中，对砷、氟乙酸、四氯化碳第二节中毒机理研究确定靶点确定生物大分子靶点或内源靶分子（如受体、酶、DNA、微丝蛋白、脂质），即要回答何种生物大分子是该毒物的靶点。化学毒物吸收、分布、代谢、排泄与靶分子相互作用细胞功能失调、损伤细胞修复功能失调毒性24ppt课件第二节中毒机理研究确定靶点化学毒物吸收、分布、代谢、排泄与第二节中毒机理研究分离活性代谢产物绝大多数毒物的毒性，主要是由于其代谢产物引起的。最为多见的情况是增毒使外源化学物如氧和氧化氮转变为：亲电子、自由基、亲核物、氧化还原性反应物。25ppt课件第二节中毒机理研究分离活性代谢产物25ppt课件第二节中毒机理研究亲电子反应物含有一个缺电子原子（带部分或全部正电荷）的分子。毒物在代谢活化时形成非离子亲电子剂。亲电子反应物经常是在毒物被细胞色素P-450或其他酶氧化成酮类、环氧化物及芳烃氧化物、α，β-不饱和酮及醛类、醌类或醌亚胺类以及酰基卤等过程中形成的。26ppt课件第二节中毒机理研究亲电子反应物26ppt课件第二节中毒机理研究自由基自由基在机体内主要来源有两个：一是细胞正常生理过程产生；二是化学毒物在体内代谢过程产生。许多毒物可通过各种不同途径产生自由基，但其中最主要的途径是通过氧化-还原反应。27ppt课件第二节中毒机理研究自由基27ppt课件第二节中毒机理研究亲核物亲核物的形成是毒物活化作用较少见的一种机制。例如：苦杏仁经肠道β-糖苷酶催化形成氰化物，丙烯氰环氧化和随后谷胱甘肽结合形成的氰化物，以及硝普钠经巯基诱导降解后形成氰化物等。28ppt课件第二节中毒机理研究亲核物28ppt课件第二节中毒机理研究活性氧体内的自由基以含氧自由基为主，活性氧包括：超氧阴离子自由基、羟自由基、单线态氧、过氧化氢以及由此衍生的氢过氧基、烷氧自由基、烷基过氧化物自由基、氢过氧化物。它们一般都是高度活化的，具有很强的氧化反应能力，总是试图夺取其它原子或基团的电子。活性氧所引起的损害也称氧化性应激作用。29ppt课件第二节中毒机理研究活性氧29ppt课件急性毒性性作用实验探明毒物与机体发生短时间接触后所引起的损害作用，找出毒物的作用途径、剂量与效应的关系，并为进行各种动物实验提供设计依据。亚急性毒性作用实验研究环境毒物反复作用于机体引起的损害。通过实验可以初步估计环境毒物的最大无作用剂量和中毒阈剂量，了解有无蓄积作用，确定作用的靶器官。慢性毒性作用实验

探查低剂量环境毒物长期作用于机体所引起的损害，确定一种环境毒物对机体的最大无作用剂量和中毒阈剂量，为制定环境卫生标准提供依据。第三节环境毒理学实验30ppt课件急性毒性性作用实验第三节环境毒理学实验30ppt课件第三节环境毒理学实验急性毒性作用实验急性毒性是指机体（人或实验动物）一次（或24小时内多次）接触毒物之后所引起的中毒效应，甚至引起死亡。目的主要是求出受试化合物对一种或几种实验动物的致死剂量（通常以LD50为参数）。31ppt课件第三节环境毒理学实验急性毒性作用实验31ppt课件第三节环境毒理学实验急性毒性作用实验选择实验动物时，要求在其接触毒物之后的毒性反应，应当与人接触该毒物的毒性反应基本一致。对一个未知毒性的毒物求其LD50（LC50），应先做预实验。计算实验动物接触化合物之后两周内的总死亡数。

32ppt课件第三节环境毒理学实验急性毒性作用实验32ppt课件第三节环境毒理学实验急性毒性作用实验在观察期间应保障实验动物有完全的膳食、充足的饮水及适宜的温湿度环境，以防止动物出现非中毒性死亡。观察实验动物接触毒物的中毒症状。病理组织学检查。33ppt课件第三节环境毒理学实验急性毒性作用实验33ppt课件第三节环境毒理学实验亚急性毒性作用实验亚急性毒性是指实验动物连续多日接触较大剂量的毒物所出现的中毒效应。较大剂量，是指小于急性LD50的剂量。34ppt课件第三节环境毒理学实验亚急性毒性作用实验34ppt课件第三节环境毒理学实验亚急性毒性作用实验接触时间，食品一般为3～6个月，工业毒物一般1～3个月。观察并记录动物的饮食情况。在接触毒物过程中所出现的中毒症状及出现各症状的先后次序、时间均应记录和分析。应重视病理学检查。35ppt课件第三节环境毒理学实验亚急性毒性作用实验35ppt课件第三节环境毒理学实验慢性毒性作用实验以低剂量毒物长期给予实验动物接触，观察其对实验动物所产生的毒性效应。一般认为工业毒理慢性实验动物染毒6个月或更长时间；而食品毒理学则要求实验动物染毒1年以上或2年。指标包括体重、食物摄取、临床症状、行为、血象和血液化学、尿的性状及生化成分以及重点观察在亚急性毒性实验中已经显现的阳性指标。36ppt课件第三节环境毒理学实验慢性毒性作用实验36ppt课件第四节不同介质的环境毒理学大气环境毒理学大气环境毒理学是研究大气污染物对生物体，特别是人体的损害效应及其规律的一门学科。大气污染物主要是指进入大气中的有害污染物的量超过了大气自净能力，对人类健康构成直接、间接和潜在危害的化学物质。与一般大气科学不同，室内空气污染通常由于其健康损害效应，也归为大气环境毒理学研究的范畴。（王宝庆摄，2011）37ppt课件第四节不同介质的环境毒理学大气环境毒理学大气污染物主要是指第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用大气污染物主要通过呼吸道进入体内可通过消化道和皮肤进入体内可不经过吸收而直接刺激呼吸道黏膜、眼睛和体表皮肤，甚至直接接触产生化学腐蚀作用。大气污染物一般浓度较低，接触时间长，反复多次乃至终生接触，所以其往往造成长期慢性毒性作用。38ppt课件第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用38ppt课第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用急性中毒大气污染物浓度在较短时间内急剧增加超过一定浓度作用于人体时，可引起感官和生理机能的不良反应，导致居民急性中毒和死亡。39ppt课件第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用39ppt课第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用慢性中毒一般情况下大气污染物的浓度较低，但由于呼吸道长期持续地暴露于污染空气中，所以给人体带来了长期反复的中毒效应。

1952年的伦敦烟雾事件

1984年的印度博帕尔农药厂毒气泄露事件40ppt课件第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用40ppt课第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用损害免疫功能大气污染可以使儿童呼吸道患病率增加，还可以使儿童唾液溶菌酶活性降低，从而使其非特异性免疫功能下降。41ppt课件第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用41ppt课第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用致癌作用研究表明，大气污染与肺癌的发生有密切关系。国内外大量流行病学调查表明，随着大气污染的加剧，肺癌死亡率也在升高。另外，工业发展、能源消耗也会带来肺癌发病率和死亡率的上升。42ppt课件第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用42ppt课第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物

二氧化硫SO2易溶于水，在呼吸系统中主要被鼻腔和上呼吸道黏膜吸收，而不易进入肺部。但是SO2可以通过颗粒物载带进入呼吸道深部。短期接触SO2会对动物呼吸道和眼睛有强烈刺激作用。长期接触SO2可引起疾病，如增生性肺炎、支气管炎和气管炎，并引起呼吸系统功能紊乱，甚至导致死亡。此外，SO2还会对植物造成不同程度的损伤。43ppt课件第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物43ppt课第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物

氮氧化物NOx主要来自于石油、煤、天然气等燃料的燃烧。NO和NO2均难溶，所以不易在上呼吸道吸收，容易进入下呼吸道直至肺部深处。短时间内吸入高浓度NO2，会表现为轻度刺激症状，长期吸入则会导致化学性肺炎和肺水肿，直至昏迷、死亡。NO2会降低肺部吞噬细胞和白细胞的吞噬能力、抑制抗体形成，从而影响机体免疫功能。动物实验表明，NO2还具有促癌和致癌作用。44ppt课件第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物44ppt课第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物

一氧化碳一氧化碳（CO）主要是由于含碳物质不充分燃烧所产生的。CO主要经过呼吸道吸入，再通过肺泡进入血液，与血红蛋白结合。CO与血红蛋白的结合削弱了红细胞携带和运输氧气的能力，导致低氧血症。由于神经系统对缺氧非常敏感，所以空气中CO浓度可引起人类行为改变和工作能力下降。45ppt课件第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物45ppt课第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物

臭氧臭氧（O3）是光化学烟雾的主要成分之一。近年来，世界各地均发生过不同程度的大气光化学烟雾污染。O3的主要毒性是由于其氧化性所致。长期低浓度的O3暴露还可以损伤淋巴细胞的功能，从而降低免疫功能，增加呼吸道的易感性。O3对眼睛也具有强烈的刺激作用，是眼结膜炎的主要成因之一。46ppt课件第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物46ppt课第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物颗粒物PM是我国大气中的主要污染物。其中可吸入颗粒物和细颗粒物对人体危害较大。颗粒物进入呼吸道后，能刺激和腐蚀呼吸道黏膜和肺细胞，降低呼吸道防御机能。颗粒物成分复杂，往往含有多种致癌物和促癌物。47ppt课件第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物47ppt课第四节不同介质的环境毒理学水环境毒理学日益严重的环境污染对水域生态系统产生了严重的危害。生态后果表现为生物多样性锐减、近海赤潮频繁、湖泊富营养化严重、河流酸化和水质恶化，直接损害了水体中藻类、浮游动物、鱼类和底栖生物的生长繁殖，改变了正常水生生物群落结构与功能，影响了水生生态系统的服务价值。（王宝庆摄，2011）48ppt课件第四节不同介质的环境毒理学水环境毒理学（王宝庆摄，201第四节不同介质的环境毒理学水体污染物按照环境毒理学的分类方法，可以把水体污染物分为三类，即物理性、化学性和生物性污染物。物理性污染物包括非溶解性污染物，热污染及放射性污染。化学性污染物包括有机污染物和无机污染物。生物性污染物包括致病病菌、致病病毒和寄生虫等。49ppt课件第四节不同介质的环境毒理学水体污染物49ppt课件第四节不同介质的环境毒理学污染物进入水体的途径一般说来，污染物进入水体有三种途径：空气中的污染物质通过大气沉降进入地表水环境；地表污染通过下渗进入地下水环境；通过地表径流进入水体，如淋溶、渗透等。50ppt课件第四节不同介质的环境毒理学污染物进入水体的途径一般说来，污第四节不同介质的环境毒理学水体污染物的分布和转移在等温条件下，风的作用通过水体使沉淀物重新悬浮，使污染物混合。浮游植物在浅水层的大量繁殖也改变了河、湖水的污染物结构。较大颗粒与污染物结合沉降到深水层，一些污染物被水体的沉淀物吸附结合，不均匀地分布在河流或湖水的沉淀中。污染物进入水体后发生各种反应，根据污染物的不同性质可产生不同的污染过程。51ppt课件第四节不同介质的环境毒理学水体污染物的分布和转移51ppt第四节不同介质的环境毒理学污染物的吸收人与动物水体污染物的吸收途径主要有经消化道、经呼吸道、经皮肤的吸收。陆生植物可以通过根和叶的表面吸收污染物，质体流是其主要吸收途径。水生植物中，挺水植物主要通过根吸收污染物，浮水植物和沉水植物则通过根茎叶的表面吸收污染物。52ppt课件第四节不同介质的环境毒理学污染物的吸收52ppt课件第四节不同介质的环境毒理学水体污染物的毒性分子水平细胞与亚细胞水平个体水平种群和群落水平生态系统水平污染物毒性的影响因素水体温度水体pH光照水流速和流量53ppt课件第四节不同介质的环境毒理学水体污染物的毒性污染物毒性的影响第四节不同介质的环境毒理学水体污染对人类健康的影响水是自然环境中物质迁移和循环的重要媒介，与人类的衣食住行关系密切。人类活动产生的污染物很大一部分以水溶液的形式排放。经饮用水传播的疾病，包括霍乱、伤寒、痢疾、肠胃炎及肝炎等。饮用水经氯化物消毒后的副产物具有生殖毒性甚至致癌变作用。54ppt课件第四节不同介质的环境毒理学水体污染对人类健康的影响54pp第四节不同介质的环境毒理学水体污染对人类健康的影响赤潮和水华也具有一定的毒性作用。赤潮是指海洋中浮游藻类、原生动物和细菌，在一定条件下暴发性繁殖和突然聚集的现象。水华是一种较为普遍的淡水污染现象，由水中的藻类引起。55ppt课件第四节不同介质的环境毒理学水体污染对人类健康的影响55pp第四节不同介质的环境毒理学土壤环境毒理学人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，超过土壤自净能力的限度，引起土壤环境质量恶化的现象，称为土壤污染。土壤是一个处于半稳定状态的物质体系，对外界环境条件的变化和外来物质有很大的缓冲能力，即土壤自净能力。但是土壤净化往往是缓慢和有限的，因此必须合理利用和充分保护土壤的自净能力。56ppt课件第四节不同介质的环境毒理学土壤环境毒理学56ppt课件第四节不同介质的环境毒理学土壤污染物人类在生产生活活动中产生的污染物，通过大气、水、生物等途经直接或间接进入土壤，使土壤中增加了某些本不存在的有害物质，或是土壤中固有成分增加，改变土壤的组成，使土壤劣化。这些污染物即称为土壤污染物。57ppt课件第四节不同介质的环境毒理学土壤污染物57ppt课件第四节不同介质的环境毒理学土壤污染物根据性质不同，土壤污染物可分为无机物、有机农药、化学肥料、废弃物、放射性物质和病原微生物等。根据污染物来源，又可以将土壤污染分为五种类型：水体污染型、大气污染型、农业污染型、生物污染型、固体废弃物污染型。土壤污染具有隐蔽性、蓄积性和恢复难的特点。58ppt课件第四节不同介质的环境毒理学土壤污染物58ppt课件第四节不同介质的环境毒理学土壤污染的生物效应对于依赖土壤生存的动物、植物和微生物，土壤环境受到污染后，生长发育甚至生命活动会受到严重破坏。大风也可以将土壤微粒扬入空气并进入人和动物的口腔和鼻腔，通过消化道和呼吸道进入体内。土壤污染物还可以通过植物、动物和微生物的富集作用，经食物链进入人、畜和禽体内，间接对人体造成伤害。由于土壤污染的复杂性和诸多不确定性因素的存在，关于土壤污染与人体间的直接危害和简介毒害的研究很少。目前主要土壤污染的生物效应还是针对植物和微生物。59ppt课件第四节不同介质的环境毒理学土壤污染的生物效应第五节系统毒理学传统的毒理学已经为人类提供了重要的以剂量-效应关系为中心的数据资料，为环境风险评价提供了基本依据。但传统毒理学研究依然存在许多不足，如对外源性物质的损害机制了解有限、研究进展较慢等，在危险度的定量评价方面也存在许多缺点。随着分子生物学技术的发展和越来越多的外源性物质的出现，传统毒理学的研究方法有待革新，系统毒理学也应运而生。60ppt课件第五节系统毒理学60ppt课件第五节系统毒理学随着人类基因组计划的完成和高通量技术的迅猛发展，产生了一门在系统水平研究生命的结构、功能和调节网络的学科—系统生物学。系统毒理学是通过机体暴露后在不同剂量、不同时点的基因表达谱、蛋白质谱和代谢物谱的改变，结合传统毒理学的研究参数，借助生物信息学和计算毒理学技术，系统地研究外源性化学物和环境应激等与机体的相互作用。系统毒理学有望在阐明毒物对机体损伤分子机制、分子生物标志物和危险度评价等方面取得突破。61ppt课件第五节系统毒理学随着人类基因组计划的完成和高通量技术的迅猛第五节系统毒理学动物染毒病理学检查体重、生理检查吸收、分布、代谢、排泄过程基因、蛋白质代谢物—表达谱组学技术数据库基因组数据库分子表达的序列计算机分析文献利用多区域多基因组资料库传统毒理学数据库分子表达的表型映射明确基因蛋白质功能群、通路和网络整合后的系统毒理学生物模型的多次论证系统毒理学的技术路线62ppt课件第五节系统毒理学动物染毒病理学检查体重、生理检查吸收、分布第五节系统毒理学系统毒理学的技术

表达谱分析技术表达谱基因芯片是指将几千个基因特异的探针或互补DNA（cDNA）片段固定在一块芯片上，用于对不同状态下的组织、器官或细胞的基因表达差异进行检测，是一种快速研究基因表达差异的高通量工具。检测原理就是核酸杂交，通过计算机分析得出这些基因在不同组织中表达的差异。优点是用微量样品同时平行研究上万条基因的表达,缺点在于易出现假阳性，但可以通过将RNA的反转录（RT）和cDNA的聚合酶链式扩增（PCR）相结合的技术等进行验证。63ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的技术优点是用微量样品同时第五节系统毒理学系统毒理学的技术蛋白质组学分析技术蛋白质组学研究是以二维凝胶电泳蛋白质分离识别技术和质谱分析鉴定技术两大技术为核心。常用的蛋白质分离方法是二维电泳，它具有一次分离、用计算机分析处理并且能与质谱等分析鉴定方法相匹配的优点。蛋白质分析技术有质谱、蛋白序列分析、氨基酸组成分析等。将蛋白固定在一些固相物质上可制成蛋白质芯片。64ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的技术64ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的技术代谢组学分析技术代谢组学关注的是各种代谢路径底物和产物的小分子代谢物，反映细胞或组织在外界刺激或是遗传修饰下代谢应答的变化。代谢产物的检测、分析与鉴定是代谢组学研究的主要内容，最常用的分析技术是核磁共振技术（NMR）和质谱。65ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的技术65ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的技术统计分析方法系统毒理学研究最常用的统计分析方法有聚类分析和主成分分析（PCA）两种。聚类分析主要分为样本聚类和指标聚类，较难环节在于特征抽取和模式表示。PCA的特点是将分散在一组变量上的信息集中到几个综合指标即主成分上。66ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的技术66ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的应用研究毒物作用机制毒理学的首要任务之一是研究毒物作用的方式和机制，由于传统毒理学将暴露与各种损伤终点直接联系起来进行研究，所以对于毒物损伤机制的信息了解比较有限。系统毒理学的检测涵盖整个损伤发生的主要环节，结合传统毒理学终点，可对毒物作用的分子机制进行深入的研究。67ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的应用67ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的应用发现新的生物标志物系统毒理学可以通过高通量技术在短时间内筛选出众多的毒物相关特征性表达基因、蛋白质和代谢物群。68ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的应用68ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的应用剂量-效应关系推断毒物低剂量作用于人体时的效应是安全性评估的核心，传统毒理学为了减少漏筛毒物毒性的机会，总是采用过大的剂量，并用各种方法外推至低剂量时的效应。系统毒理学可利用高通量检测技术在很宽的剂量范围内对上万个基因表达、蛋白质或代谢过程的改变进行检测。69ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的应用69ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的应用对毒物毒性进行预测和归类通过对不同物种高通量的谱系分析，可同时检测上万个基因、蛋白质和代谢物，一旦确定了某种毒性作用的基因表达模式或分子指纹，这些相关差异表达基因群就可以作为暴露的生物标志物群来鉴别和预测相应的毒性作用。70ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的应用70ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的应用

研究混合暴露效应人类在通常情况下都是同时受到多种外源物质的作用，目前只研究一段时间内一个化合物的毒性，与实际情况并不相符，从一系列单独的化合物的试验结果不能外推至这些物质混合后的效应，传统整体动物实验难以进行混合物的拆分研究，需要消耗大量人力物力。高通量的组学技术可检测基因表达、蛋白质的变化，为研究混合物暴露后评价化合物之间的协同作用或颉颃作用提供了一种全新的方法。71ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的应用71ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的应用简化动物实验由于受到人力、物力、时间和动物保护等方面的限制，传统毒理学动物实验难以满足实际需求，对动物实验进行简化，并寻找替代的研究模型是大势所趋。系统毒理学的各种技术具有较高的灵敏度和检测通量，可以在动物实验的低剂量、早期阶段对损伤效应进行深入全面的了解。72ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学的应用72ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学是后基因组时代出现的毒理学新学科分支，但一些理论问题和技术问题尚待解决。毒物应答基因表达量的变化在多大程度上是真实可靠的。基因表达的变化与蛋白功能变化及与疾病后果的时空关联如何。技术还没有形成一个统一的标准，从而限制了实验结果的可重复性。系统毒理学仍然代表了未来毒理学的发展方向。73ppt课件第五节系统毒理学系统毒理学是后基因组时代出现的毒理学新学科思考题1.环境毒理学的概念是什么？它的主要研究对象分为几类？2.环境毒理学的主要任务和研究内容有哪些？3.简要说明环境毒理学的研究方法和发展趋势。4.环境化学物指的是什么？5.环境化学物的生物转运包括哪些方式？6.环境化学物的生物转化有哪些方式，具有什么毒理学意义？7.什么是毒物、毒性和毒效应？有哪些因素能影响毒物的毒性？8.如何区分损害与非损害作用？第二章环境毒理学74ppt课件思考题第二章环境毒理学74ppt课件思考题9.环境化学物的一般毒性和特殊毒性分别包括哪些内容？10.环境化学物的安全性评价的概念和内容是什么？11.大气污染物对人体健康有哪些影响？12.水体污染物进入环境的主要途径有哪些？13.土壤污染物具有哪些生物效应？14.什么是系统毒理学？系统毒理学的研究运用了哪些技术？15.简述系统毒理学的应用。第二章环境毒理学75ppt课件思考题第二章环境毒理学75ppt课件第二章环境毒理学Chapter2EnvironmentalToxicology76ppt课件第二章环境毒理学Chapter2Brief第一节环境毒理学概述第二节中毒机理研究第三节环境毒理学实验第四节不同介质的环境毒理学第五节系统毒理学

本章主要介绍环境毒理学与环境风险评价相关的内容，包括毒物、毒性、毒效应、剂量的概念，毒物对生物体的损害与非损害作用，毒物的生物转运与转化、毒性评价和中毒机理研究等。77ppt课件Brief第一节环境毒理学概述2ppt课件第一节环境毒理学概述环境毒理学是环境科学的重要组成部分，也是目前毒理学中一个发展迅速的分支学科。环境毒理学是研究环境污染物、特别是化学污染物或有毒有害因素对人体和人群的生物学效应和健康损害及其规律。78ppt课件第一节环境毒理学概述环境毒理学是环境科学的重要组成部分，也第一节环境毒理学概述环境毒理学的研究范围不仅仅包括毒物直接对人类健康的损害，还包括毒物对人类健康的间接损害，也就是毒物对人类生存环境的影响。例如含氯氟烃对臭氧层的破坏等。79ppt课件第一节环境毒理学概述环境毒理学的研究范围不仅仅包括毒物直接第一节环境毒理学概述随着人类社会生产的发展和生活条件的改善，人们在从事生产和日常生活中接触化学物的品种和数量越来越多。从外界环境中摄入而非机体内源产生，在一定条件下具有生物活性，直接或间接损害人的健康的化学物质，被称为外来化学物。(王宝庆摄，2011)80ppt课件第一节环境毒理学概述随着人类社会生产的发展和生活条件的改善第一节环境毒理学概述毒理学的研究对象主要为各种来源的外来化学物81ppt课件第一节环境毒理学概述毒理学的研究对象主要为各种来源的外来化第一节环境毒理学概述毒物毒物是指在一定条件下，以较小剂量暴露就能引起生物机体功能性或器质性损伤的化学物质。反之则为非毒物。自然界存在的所有物质都具有潜在的毒性。物质的毒性作用和无毒性作用是相对的，并不存在绝对的界限。82ppt课件第一节环境毒理学概述毒物7ppt课件第一节环境毒理学概述毒性不同化学物对机体引起毒效应所需的剂量差别很大。有些化学物，只要接触几微克即可导致死亡，常被称为极毒化学物；另一些化学物，即使给予几克或更多，也不会引起有毒效应。毒效应化学物的有害效应或毒效应是指进入体内的化学物其代谢物达到一定剂量，并与靶（器官、组织、细胞、分子）相互作用所引起的不良生物学改变。83ppt课件第一节环境毒理学概述毒性8ppt课件第一节环境毒理学概述剂量剂量是决定外来化学物对生物机体损害作用的重要因素。剂量的概念较为广泛。剂量概念的不同表述84ppt课件第一节环境毒理学概述剂量剂量概念的不同表述9ppt课件第一节环境毒理学概述常见剂量绝对致死量（LD100）半数致死量（LD50）最小致死量（LDmin）最大耐受量（LDmax）半数效应剂量（ED50）最小有作用剂量（MEL）最大无作用剂量（MNEL）**毒物与机体接触的时间、方式或途径和观察指标发生改变时，MEL和MNEL也将随之改变。

85ppt课件第一节环境毒理学概述常见剂量10ppt课件第一节环境毒理学概述损害作用与非损害作用损害作用。机体的正常形态、生长发育过程受到严重影响，寿命亦将缩短；机体功能容量或额外应激状态代偿能力降低；机体维持稳定能力下降；机体对其他某些因素不利影响的易感性增高。

86ppt课件第一节环境毒理学概述损害作用与非损害作用11ppt课件第一节环境毒理学概述损害作用与非损害作用非损害作用。不引起机体机能形态、生长发育和寿命的改变；不引起机体某种功能容量的降低，也不引起机体对额外应激状态代偿能力的损伤。机体发生的一切生物学变化应在机体代偿能力范围之内，当机体停止接触该种外毒化合物后，机体维持体内稳态的能力不应有所降低。87ppt课件第一节环境毒理学概述损害作用与非损害作用12ppt课件第一节环境毒理学概述确定损害作用与非损害作用对正常值范围进行测定。观测指标与对照组相比，具有统计学显著性差异（P＜0.05），并且符合以下条件，则认为是损害作用。88ppt课件第一节环境毒理学概述确定损害作用与非损害作用13ppt课件第一节环境毒理学概述毒物的生物转运和转化毒物与机体接触、吸收、分布、代谢和排泄的过程称为毒物的生物转运。被动转运、特殊转运和膜动转运。

被动转运被动转运的特点是转运过程中生物膜不具有主动性，不消耗能量，被转运的物质只能从高浓度流入低浓度。简单扩散和滤过。89ppt课件第一节环境毒理学概述毒物的生物转运和转化14ppt课件第一节环境毒理学概述特殊转运

特殊转运指有一定的载体，具有较强的专一性，有一定的选择性和主动性，生物膜主动选择某种机体需要或由机体排出的物质进行的转运。特殊转运分主动转运和促进扩散。

膜动转运

是细胞与外界环境交换一些大分子物质的过程，其主要特点是在转运过程中生物膜结构发生变化，转运过程具有特异性，生物膜呈现主动选择性并消耗一定的能量。胞吞作用和胞吐作用。90ppt课件第一节环境毒理学概述特殊转运15ppt课件第一节环境毒理学概述毒物的吸收一般情况下，毒物的吸收途径主要是胃肠道、呼吸道和皮肤。

91ppt课件第一节环境毒理学概述毒物的吸收16ppt课件第一节环境毒理学概述胃肠道吸收毒物进入机体的重要途径，小肠是主要吸收部位。影响胃肠道吸收的因素主要有：毒物的性质（分散度、解离状态等）；机体方面的影响（pH等）；同时存在的食物和毒物。（引自好好学习网，2005)92ppt课件第一节环境毒理学概述胃肠道吸收（引自好好学习网，2005第一节环境毒理学概述经呼吸道吸收经呼吸道吸收的毒物主要有各种气体、可挥发性固体或液体的蒸气、各种气溶胶以及较为细微的颗粒物质。影响呼吸道吸收的因素主要有：气体的吸收动态平衡过程；颗粒物、气溶胶的吸收和沉积。（引自好好学习网，2005)93ppt课件第一节环境毒理学概述经呼吸道吸收（引自好好学习网，20第一节环境毒理学概述经皮肤吸收经皮肤吸收是毒物由外界进入皮肤并经血管和淋巴管进入血液和淋巴液的过程。经皮肤吸收主要分为两个阶段：第一阶段为穿透角质层的屏障作用；第二阶段为吸收阶段，须经过颗粒层、棘细胞层、生发层和真皮。影响因素主要有：毒物的理化性质、皮肤的完整性、人体健康状况等。（引自好好学习网，2005)94ppt课件第一节环境毒理学概述经皮肤吸收（引自好好学习网，200第一节环境毒理学概述毒物的生物转化毒物通过不同途径被吸收进入体内后，将发生一系列化学变化并形成一些分解产物或衍生物。主要在肝部进行。包括降解反应和结合反应。

生物转化的意义对于判定毒物对机体的影响有重要作用。通过对生物转化作用的研究，可以探求毒物活性基因、活性分子的重要规律，为防治其对机体损伤有重要意义。95ppt课件第一节环境毒理学概述毒物的生物转化20ppt课件第一节环境毒理学概述剂量-效应化学物作用于生物机体时的剂量与引起生物作用的发生率或计量强度之间的相互关系。

最小有作用剂量或称阈剂量或阈浓度：是指在一定时间内，一种毒物按一定方式或途径与机体接触，能使某项灵敏的观察指标开始出现异常变化或使机体开始出现损害作用所需的最低剂量，也称中毒阈剂量。最大无作用剂量是指在一定时间内，一种外源化学物按一定方式或途径与机体接触，根据目前认识水平，用最灵敏的实验方法和观察指标，未能观察到任何对机体的损害作用的最高剂量，也称为未观察到损害作用的剂量。

96ppt课件第一节环境毒理学概述剂量-效应21ppt课件第一节环境毒理学概述剂量-效应类型直线型。效应或反应强度与剂量呈直线关系抛物线型。剂量与效应或反应呈非线性关系S曲线型。特点是在低剂量范围内，随着剂量增加，反应或效应强度增高较为缓慢，然后剂量较高时，反应或效应强度也随之急速增加，但当剂量继续增加时，反应或效应强度增高又趋向缓慢。曲线开始平缓，继之陡嵴，然后又趋平缓，成不甚规则的S形曲线。97ppt课件第一节环境毒理学概述剂量-效应类型22ppt课件第二节中毒机理研究在环境毒理学史中，对砷、氟乙酸、四氯化碳与农药有机磷等中毒机理的研究具有重要的历史意义。研究中毒机理主要有两方面：确定靶点；分离活性代谢产物。

98ppt课件第二节中毒机理研究在环境毒理学史中，对砷、氟乙酸、四氯化碳第二节中毒机理研究确定靶点确定生物大分子靶点或内源靶分子（如受体、酶、DNA、微丝蛋白、脂质），即要回答何种生物大分子是该毒物的靶点。化学毒物吸收、分布、代谢、排泄与靶分子相互作用细胞功能失调、损伤细胞修复功能失调毒性99ppt课件第二节中毒机理研究确定靶点化学毒物吸收、分布、代谢、排泄与第二节中毒机理研究分离活性代谢产物绝大多数毒物的毒性，主要是由于其代谢产物引起的。最为多见的情况是增毒使外源化学物如氧和氧化氮转变为：亲电子、自由基、亲核物、氧化还原性反应物。100ppt课件第二节中毒机理研究分离活性代谢产物25ppt课件第二节中毒机理研究亲电子反应物含有一个缺电子原子（带部分或全部正电荷）的分子。毒物在代谢活化时形成非离子亲电子剂。亲电子反应物经常是在毒物被细胞色素P-450或其他酶氧化成酮类、环氧化物及芳烃氧化物、α，β-不饱和酮及醛类、醌类或醌亚胺类以及酰基卤等过程中形成的。101ppt课件第二节中毒机理研究亲电子反应物26ppt课件第二节中毒机理研究自由基自由基在机体内主要来源有两个：一是细胞正常生理过程产生；二是化学毒物在体内代谢过程产生。许多毒物可通过各种不同途径产生自由基，但其中最主要的途径是通过氧化-还原反应。102ppt课件第二节中毒机理研究自由基27ppt课件第二节中毒机理研究亲核物亲核物的形成是毒物活化作用较少见的一种机制。例如：苦杏仁经肠道β-糖苷酶催化形成氰化物，丙烯氰环氧化和随后谷胱甘肽结合形成的氰化物，以及硝普钠经巯基诱导降解后形成氰化物等。103ppt课件第二节中毒机理研究亲核物28ppt课件第二节中毒机理研究活性氧体内的自由基以含氧自由基为主，活性氧包括：超氧阴离子自由基、羟自由基、单线态氧、过氧化氢以及由此衍生的氢过氧基、烷氧自由基、烷基过氧化物自由基、氢过氧化物。它们一般都是高度活化的，具有很强的氧化反应能力，总是试图夺取其它原子或基团的电子。活性氧所引起的损害也称氧化性应激作用。104ppt课件第二节中毒机理研究活性氧29ppt课件急性毒性性作用实验探明毒物与机体发生短时间接触后所引起的损害作用，找出毒物的作用途径、剂量与效应的关系，并为进行各种动物实验提供设计依据。亚急性毒性作用实验研究环境毒物反复作用于机体引起的损害。通过实验可以初步估计环境毒物的最大无作用剂量和中毒阈剂量，了解有无蓄积作用，确定作用的靶器官。慢性毒性作用实验

探查低剂量环境毒物长期作用于机体所引起的损害，确定一种环境毒物对机体的最大无作用剂量和中毒阈剂量，为制定环境卫生标准提供依据。第三节环境毒理学实验105ppt课件急性毒性性作用实验第三节环境毒理学实验30ppt课件第三节环境毒理学实验急性毒性作用实验急性毒性是指机体（人或实验动物）一次（或24小时内多次）接触毒物之后所引起的中毒效应，甚至引起死亡。目的主要是求出受试化合物对一种或几种实验动物的致死剂量（通常以LD50为参数）。106ppt课件第三节环境毒理学实验急性毒性作用实验31ppt课件第三节环境毒理学实验急性毒性作用实验选择实验动物时，要求在其接触毒物之后的毒性反应，应当与人接触该毒物的毒性反应基本一致。对一个未知毒性的毒物求其LD50（LC50），应先做预实验。计算实验动物接触化合物之后两周内的总死亡数。

107ppt课件第三节环境毒理学实验急性毒性作用实验32ppt课件第三节环境毒理学实验急性毒性作用实验在观察期间应保障实验动物有完全的膳食、充足的饮水及适宜的温湿度环境，以防止动物出现非中毒性死亡。观察实验动物接触毒物的中毒症状。病理组织学检查。108ppt课件第三节环境毒理学实验急性毒性作用实验33ppt课件第三节环境毒理学实验亚急性毒性作用实验亚急性毒性是指实验动物连续多日接触较大剂量的毒物所出现的中毒效应。较大剂量，是指小于急性LD50的剂量。109ppt课件第三节环境毒理学实验亚急性毒性作用实验34ppt课件第三节环境毒理学实验亚急性毒性作用实验接触时间，食品一般为3～6个月，工业毒物一般1～3个月。观察并记录动物的饮食情况。在接触毒物过程中所出现的中毒症状及出现各症状的先后次序、时间均应记录和分析。应重视病理学检查。110ppt课件第三节环境毒理学实验亚急性毒性作用实验35ppt课件第三节环境毒理学实验慢性毒性作用实验以低剂量毒物长期给予实验动物接触，观察其对实验动物所产生的毒性效应。一般认为工业毒理慢性实验动物染毒6个月或更长时间；而食品毒理学则要求实验动物染毒1年以上或2年。指标包括体重、食物摄取、临床症状、行为、血象和血液化学、尿的性状及生化成分以及重点观察在亚急性毒性实验中已经显现的阳性指标。111ppt课件第三节环境毒理学实验慢性毒性作用实验36ppt课件第四节不同介质的环境毒理学大气环境毒理学大气环境毒理学是研究大气污染物对生物体，特别是人体的损害效应及其规律的一门学科。大气污染物主要是指进入大气中的有害污染物的量超过了大气自净能力，对人类健康构成直接、间接和潜在危害的化学物质。与一般大气科学不同，室内空气污染通常由于其健康损害效应，也归为大气环境毒理学研究的范畴。（王宝庆摄，2011）112ppt课件第四节不同介质的环境毒理学大气环境毒理学大气污染物主要是指第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用大气污染物主要通过呼吸道进入体内可通过消化道和皮肤进入体内可不经过吸收而直接刺激呼吸道黏膜、眼睛和体表皮肤，甚至直接接触产生化学腐蚀作用。大气污染物一般浓度较低，接触时间长，反复多次乃至终生接触，所以其往往造成长期慢性毒性作用。113ppt课件第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用38ppt课第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用急性中毒大气污染物浓度在较短时间内急剧增加超过一定浓度作用于人体时，可引起感官和生理机能的不良反应，导致居民急性中毒和死亡。114ppt课件第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用39ppt课第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用慢性中毒一般情况下大气污染物的浓度较低，但由于呼吸道长期持续地暴露于污染空气中，所以给人体带来了长期反复的中毒效应。

1952年的伦敦烟雾事件

1984年的印度博帕尔农药厂毒气泄露事件115ppt课件第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用40ppt课第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用损害免疫功能大气污染可以使儿童呼吸道患病率增加，还可以使儿童唾液溶菌酶活性降低，从而使其非特异性免疫功能下降。116ppt课件第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用41ppt课第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用致癌作用研究表明，大气污染与肺癌的发生有密切关系。国内外大量流行病学调查表明，随着大气污染的加剧，肺癌死亡率也在升高。另外，工业发展、能源消耗也会带来肺癌发病率和死亡率的上升。117ppt课件第四节不同介质的环境毒理学大气污染物的毒性作用42ppt课第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物

二氧化硫SO2易溶于水，在呼吸系统中主要被鼻腔和上呼吸道黏膜吸收，而不易进入肺部。但是SO2可以通过颗粒物载带进入呼吸道深部。短期接触SO2会对动物呼吸道和眼睛有强烈刺激作用。长期接触SO2可引起疾病，如增生性肺炎、支气管炎和气管炎，并引起呼吸系统功能紊乱，甚至导致死亡。此外，SO2还会对植物造成不同程度的损伤。118ppt课件第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物43ppt课第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物

氮氧化物NOx主要来自于石油、煤、天然气等燃料的燃烧。NO和NO2均难溶，所以不易在上呼吸道吸收，容易进入下呼吸道直至肺部深处。短时间内吸入高浓度NO2，会表现为轻度刺激症状，长期吸入则会导致化学性肺炎和肺水肿，直至昏迷、死亡。NO2会降低肺部吞噬细胞和白细胞的吞噬能力、抑制抗体形成，从而影响机体免疫功能。动物实验表明，NO2还具有促癌和致癌作用。119ppt课件第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物44ppt课第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物

一氧化碳一氧化碳（CO）主要是由于含碳物质不充分燃烧所产生的。CO主要经过呼吸道吸入，再通过肺泡进入血液，与血红蛋白结合。CO与血红蛋白的结合削弱了红细胞携带和运输氧气的能力，导致低氧血症。由于神经系统对缺氧非常敏感，所以空气中CO浓度可引起人类行为改变和工作能力下降。120ppt课件第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物45ppt课第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物

臭氧臭氧（O3）是光化学烟雾的主要成分之一。近年来，世界各地均发生过不同程度的大气光化学烟雾污染。O3的主要毒性是由于其氧化性所致。长期低浓度的O3暴露还可以损伤淋巴细胞的功能，从而降低免疫功能，增加呼吸道的易感性。O3对眼睛也具有强烈的刺激作用，是眼结膜炎的主要成因之一。121ppt课件第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物46ppt课第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物颗粒物PM是我国大气中的主要污染物。其中可吸入颗粒物和细颗粒物对人体危害较大。颗粒物进入呼吸道后，能刺激和腐蚀呼吸道黏膜和肺细胞，降低呼吸道防御机能。颗粒物成分复杂，往往含有多种致癌物和促癌物。122ppt课件第四节不同介质的环境毒理学常见的有毒大气污染物47ppt课第四节不同介质的环境毒理学水环境毒理学日益严重的环境污染对水域生态系统产生了严重的危害。生态后果表现为生物多样性锐减、近海赤潮频繁、湖泊富营养化严重、河流酸化和水质恶化，直接损害了水体中藻类、浮游动物、鱼类和底栖生物的生长繁殖，改变了正常水生生物群落结构与功能，影响了水生生态系统的服务价值。（王宝庆摄，2011）123ppt课件第四节不同介质的环境毒理学水环境毒理学（王宝庆摄，201第四节不同介质的环境毒理学水体污染物按照环境毒理学的分类方法，可以把水体污染物分为三类，即物理性、化学性和生物性污染物。物理性污染物包括非溶解性污染物，热污染及放射性污染。化学性污染物包括有机污染物和无机污染物。生物性污染物包括致病病菌、致病病毒和寄生虫等。124ppt课件第四节不同介质的环境毒理学水体污染物49ppt课件第四节不同介质的环境毒理学污染物进入水体的途径一般说来，污染物进入水体有三种途径：空气中的污染物质通过大气沉降进入地表水环境；地表污染通过下渗进入地下水环境；通过地表径流进入水体，如淋溶、渗透等。125ppt课件第四节不同介质的环境毒理学污染物进入水体的途径一般说来，污第四节不同介质的环境毒理学水体污染物的分布和转移在等温条件下，风的作用通过水体使沉淀物重新悬浮，使污染物混合。浮游植物在浅水层的大量繁殖也改变了河、湖水的污染物结构。较大颗粒与污染物结合沉降到深水层，一些污染物被水体的沉淀物吸附结合，不均匀地分布在河流或湖水的沉淀中。污染物进入水体后发生各种反应，根据污染物的不同性质可产生不同的污染过程。126ppt课件第四节不同介质的环境毒理学水体污染物的分布和转移51ppt第四节不同介质的环境毒理学污染物的吸收人与动物水体污染物的吸收途径主要有经消化道、经呼吸道、经皮肤的吸收。陆生植物可以通过根和叶的表面吸收污染物，质体流是其主要吸收途径。水生植物中，挺水植物主要通过根吸收污染物，浮水植物和沉水植物则通过根茎叶的表面吸收污染物。127ppt课件第四节不同介质的环境毒理学污染物的吸收52ppt课件第四节不同介质的环境毒理学水体污染物的毒性分子水平细胞与亚细胞水平个体水平种群和群落水平生态系统水平污染物毒性的影响因素水体温度水体pH光照水流速和流量128ppt课件第四节不同介质的环境毒理学水体污染物的毒性污染物毒性的影响第四节不同介质的环境毒理学水体污染对人类健康的影响水是自然环境中物质迁移和循环的重要媒介，与人类的衣食住行关系密切。人类活动产生的污染物很大一部分以水溶液的形式排放。经饮用水传播的疾病，包括霍乱、伤寒、痢疾、肠胃炎及肝炎等。饮用水经氯化物消毒后的副产物具有生殖毒性甚至致癌变作用。129ppt课件第四节不同介质的环境毒理学水体污染对人类健康的影响54pp第四节不同介质的环境毒理学水体污染对人类健康的影响赤潮和水华也具有一定的毒性作用。赤潮是指海洋中浮游藻类、原生动物和细菌，在一定条件下暴发性繁殖和突然聚集的现象。水华是一种较为普遍的淡水污染现象，由水中的藻类引起。130ppt课件第四节不同介质的环境毒理学水体污染对人类健康的影响55pp第四节不同介质的环境毒理学土壤环境毒理学人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，超过土壤自净能力的限度，引起土壤环境质量恶化的现象，称为土壤污染。土壤是一个处于半稳定状态的物质体系，对外界环境条件的变化和外来物质有很大的缓冲能力，即土壤自净能力。但是土壤净化往往是缓慢和有限的，因此必须合理利用和充分保护土壤的自净能力。131ppt课件第四节不同介质的环境毒理学土壤环境毒理学56ppt课件第四节不同介质的环境毒理学土壤污染物人类在生产生活活动中产生的污染物，通过大气、水、生物等途经直接或间接进入土壤，使土壤中增加了某些本不存在的有害物质，或是土壤中固有成分增加，改变土壤的组成，使土壤劣化。这些污染物即称为土壤污染物。132ppt课件第四节不同介质的环境毒理学土壤污染物57ppt课件第四节不同介质的环境毒理学土壤污染物根据性质不同，土壤污染物可分为无机物、有机农药、化学肥料、废弃物、放射性物质和病原微生物等。根据污染物来源，又可以将土壤污染分为五种类型：水体污染型、大气污染型、农业污染型、生物污染型、固体废弃物污染型。土壤污染具有隐蔽性、蓄积性和恢复难的特点。133ppt课件第四节不同介质的环境毒理学土壤污染物58ppt课件第四节不同介质的环境毒理学土壤污染的生物效应对于依赖土壤生存的动物、植物和微生物，土壤环境受到污染后，生长发育甚至生命活动会受到严重破坏。大风也可以将土壤微粒扬入空气并进入人和动物的口腔和鼻腔，通过消化道和呼吸道进入体内。土壤污染物还可以通过植物、动物和微生物的富集作用，经食物链进入人、畜和禽体内，间接对人体造成伤害。由于土壤污染的复杂性和诸多不确定性因素的存在，关于土壤污染与人体间的直接危害和简介毒害的研究很少。目前主要土壤污染的生物效应还是针对植物和微生物。134ppt课件第四节不同介质的环境毒理学土壤污染的生物效应第五节系统毒理学传统的毒理学已经为人类提供了重要的以剂量-效应关系为中心的数据资料，为环境风险评价提供了基本依据。但传统毒理学研究依然存在许多不足，如对外源性物质的损害机制了解有限、研究进展较慢等，在危险度的定量评价方面也存在许多缺点。随着分子生物学技术的发展和越来越多的外源性物质的出现，传统毒理学的研究方法有待革新，系统毒理学也应运而生。135ppt课件第五节系统毒理学60ppt课件第五节系统毒理学随着人类基因组计划的完成和高通量技术的迅猛发展，产生了一门在系统水平研究生命的结构、功能和调节网络的学科—系统生物学。系统毒理学是通过机体暴露后在不同剂量、不同时点的基因表达谱、蛋白质谱和代谢物谱的改变，结合传统毒理学的研究参数，借助生物信息学和计算毒理学技术，系统地研究外源性化学物和环境应激等与机体的相互作用。系统毒理学有望在阐明毒物对机体损伤分子机制、分子生物标志物和危险度评价等方面取得突破。136ppt课件第五节系统毒理学随着人类基因组计划的完成和高通量技术的迅猛第五节系统毒理学动物染毒病理学检查体重、生理检查吸收、分布、代谢、排泄过程基因、蛋白质代谢物—表达谱组学技术数据库基因组数据库分子表达的序列计算机分析文献利用多区域多基因组资料库