第三章 污染物的生物效应检测

第三章污染物的生物效应检测第一节生物测试及方式第二节一般毒性试验第三节生物的分子和细胞水平检测第四节生物致突变、致畸和致癌效应检测第五节微宇宙法要求:掌握污染物的生物测试和测试方法的基本概念，污染物毒性的基本参数。了解三致效应检测（自学），分子和细胞水平检测，微宇宙法。一、生物测试（Bioassay）指系统地利用生物的反应测定一种或多种污染物或环境因素单独或联合存在时，所导致影响或危害。

生物反应：分子、细胞、组织、器官、个体、种群、群落一生态系统。水污染：毒性试验（ToxicityTest）大气污染：植物人工熏气（ArtificialFumigationforPlant）。第一节生物测试及方式如，与理化检测相比，水污染生物测试可获？①环境状况对水中生命的适合度。②各种环境因素如DO、pH、T、盐度、混浊度等对水中生命的有利及不利浓度或强度。③环境因素对于废物毒性影响。④废物对某一被测试生物种毒性。⑤水生生物对污染物相对敏感性。

⑥废水所应处理的程度，及废水处理方法的有效程度。

⑦允许废水排放量和污染物排放浓度。

⑧水质标准、对废水的要求和排放许可之间的一致性。生物测试意义：监测环境质量变化确定单一污染物安全浓度研究多种污染物的联合作用的生物效应制定污染物或工业废水排放标准、环境质量标准污染物的生态风险评价（EcologicalRiskAssessment）。

二、生物测试的方式（一）生物测试的分类根据经历时间：短期、中期和长期测试方式。

根据所测试生物效应性质：毒性试验、积累试验、行为试验、“三致”（致癌、致畸、致突变）试验、DNA损伤试验等。

1．短期生物测试短期的生物测试（ShortTermBioassay）被测试生物在短时间内暴露于高浓度污染物下，测定污染物对生物机体影响。测定：半数致死浓度

（LC50）或半数抑制浓度（IC50）或半数效应浓度（EC50）。意义：指示中期或长期试验时所应使用毒物浓度；快速估计污染物毒性、评定不同毒物或废物对某种生物的相对毒性或评定不同生物对不同的条件如温度、pH的相对敏感性等实用。藻类＜72h，水蚤类＜48h、鱼类＜96h，其最长不超过8d。2．中期生物测试中期生物测试（IntermediateTermBioassay）是介于短期和长期之间的一类生物测试。8d-90d中期。分静止式和流动式，多数采用流动式。

3．长期生物测试长期生物测试（LongTermBioassays）低浓度污染物下，暴露时间要尽可能长达受试生物整个生活史，又称全部生活史生物测试。目的：持续情况下不造成有害效应的毒物最大浓度或最大允许毒物浓度（MATC）。其间包括毒物对生长、生殖、有性生殖产物的发育、成熟、产卵、孵卵的成功性、幼体的成活（Survival）、不同生命阶段的生长与存活、以及对畸形、行为和生物积累等的影响。只采用流动式。

（二）受试生物的选择①敏感性。②广泛地理分布和足够数量。③生态系统的重要组成，有生态学价值。④实验室内易于培养和繁殖。⑤具丰富生物学背景资料。

⑥对试验毒物或因子的反应能够被测定，并具有一套标准的测定方法或技术。

⑦具重要经济、旅游价值，应考虑与人类食物链的联系。

三、生物测试的标准化

美国试验和材料学会（ASTM），经济合作发展组织（OECD），美国国家环保局（USEPA）。1991.9.14颁布、1992.8.1实施《水质物质对蚤类（大型蚤）急性毒性测定方法（GB／T13266一91）》《水质物质对淡水鱼（斑马鱼）急性毒性测定方法（GB/Tl3267—91）》。

第二节一般毒性试验

一、毒性试验常用参数1、致死剂量或致死浓度（LethalDese，LD或LethalConcentration，LC）；表示一次染毒后引起受试动物死亡的剂量或浓度。①绝对致死剂量或浓度（LD100、LC100）：表示一群动物全部死亡的最低剂量或浓度。②半数致死剂量或浓度（LD50、LC50。）：能引起一群动物的50％死亡的最低剂量或浓度。③最小致死剂量或浓度（MLD，MLC），能使一群动物中仅有个别死亡的最高剂量或浓度。④最大耐受剂量或浓度（LDO，LCD）：能使一群动物虽然发生严重中毒，但全部存活无一死亡的最高剂量或浓度。2、最大无作用剂量（MaximumNo－EffectLeveD：化学物在一定时间内，按一定方式与机体接触，按一定的检测方法或观察指标，不能观察到任何损害作用的最高剂量。评定外来化合物毒性作用，制订：人体每日容许摄入量（AccePtableDailyIntake，ADI）：人类终生每日摄入该外来化学物对人体不致引起任何损害作用的剂量最高容许浓度（MaximumAllowableConcentration，MA）：某一环境污染物可以在环境中存在而不致对人体造成任何损害作用的浓度3、最小有作用剂量（MinirnalEffectlevel）：能使机体发生某种异常变化所需的最小剂量。一般略高于最大无作用剂量，亦称中毒阈剂量（ThreshodDevel）。4、毒作用带(ToxicEffectZone)：综合评价外来化合物危险性指标。急性毒性作用带和慢性毒性作用带。

①急性毒性作用带=半数致死量/急性毒性最小有作用剂量此比值愈大，此种外来化合物引起死亡的危险性就愈小。②慢性毒作用带=急性毒性最小有作用剂量/慢性毒性最小有作用剂量这一比值愈大，表明引起慢性毒性中毒的可能性愈大；

5、半数效应浓度（EC50）：是指能引起50％受试生物的某种效应变化的浓度。通常指非死亡效应。6、半数抑制浓度（IC50）：引起受试生物的某种效应50％抑制的浓度。

毒性分级:P102，表二、急性毒性实验急性毒性实验（AcuteToxicityTest）：研究物质大剂量一次染毒或24小时多次染毒动物所