环境毒理学的研究内容目标与方法课件.ppt

1、资料仅供参考,不当之处，请联系改正。一、概一、概 述述1、什么是环境毒理学？、什么是环境毒理学？环境毒理学是研究环境污染物，特别是化学污染物对生物有机体，尤其是对人体的损害作用及其机理的科学。不仅要研究环境污染物对生物个体的损害作用，而且要研究对生物群体、生态系统、甚至特定环境下的整个生物社会的损害作用及其防治对策。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2、环境毒理学的研究对象、环境毒理学的研究对象物理性污染生物性污染化学性污染资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n物理性污染物理性污染电离辐射电磁辐射噪声污染振动污染温度 等等资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n游离辐射游离辐射种类n背景辐射来

2、源背景辐射来源：宇宙射线、土壤岩石、人体内的放射性同位素n医用辐射来源医用辐射来源：诊断用X光机，核子医学、肿瘤照射n职业上的暴露职业上的暴露：非破坏性仪器检测、行李监测、核电厂操作、核武试爆、研究用仪器游离辐射产生的问题n急性暴露可引起皮肤、肠胃、造血系统异常，甚至死亡n长期低剂量辐射会破坏染色体或引起基因突变。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n非游离辐射非游离辐射紫外线紫外线n来源：阳光、焊接、杀菌n可引起皮肤红肿、灼伤及皮肤癌n焊接工可患角结膜炎及白内障红外线红外线n来源：具温度的物体n可引起皮肤及眼角膜等的热伤害微波微波n可引起白内障及生殖系统危害低频率电磁波资料仅供参考,不当之处

3、，请联系改正。n温度温度温度过低温度过低n会造成体温降低、冻疮甚至死亡温度过高温度过高n热痉挛n热衰竭n热中风资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n噪音噪音n突发性噪音n持续性噪音n振动振动n局部性振动n全身性振动n异常气压异常气压n气压的变动可引起健康危害资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n生物性污染生物性污染细菌病毒生物毒素资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n化学性污染化学性污染农药食品中的有毒成分药物化妆品及洗涤剂金属刺激性和窒息性气体天然毒素其他毒物资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n外源性化学物外源性化学物n在所研究的生物体内，正常情况下不会产生的化合物。即使在生物体内天然存在

4、，也是以非生理途径或非生理量进入生物体内的化合物。n内源性化合物内源性化合物资料仅供参考,不当之处，请联系改正。在一定条件下，对于生物体及人类都显示有害作用。在一定条件下，对于生物体及人类都显示有害作用。n污染物污染物：由于人类活动进入环境，使环境正常组成和性质发生改变，直接或间接有害于人类的物质，侧重于环境、生态系统。n外源性化学物外源性化学物：侧重于生物个体，外界物质对生物个体产生的危害。n毒物毒物：是一个相对的术语，在某种给予途径及剂量条件下，任何一种化合物都可显示有害作用。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n农药农药有机磷酸酯类农药：磷酸酯类（敌敌畏、敌百虫）、硫代和二硫代磷酸酯（乐

5、果、对硫磷）、磷酰胺和硫代磷酰胺（甲胺磷、焦磷酸酯）。甲脒类农药：杀螨剂、杀虫剂、杀真菌剂、除草剂、杀线虫剂等。拟除虫菊酯类农药氨基甲酸酯类农药：西维因、呋喃丹、异丙威、禾大壮。其它农药：鞣化过程抑制剂、GABA受体抑制剂、细胞分裂抑制剂。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。nEPA优先污染物表中有20种农药。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n各种食品添加剂各种食品添加剂防腐剂：硼酸、甲酸、水杨酸、二碳酸酯、丙酸酯、苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、对羟基苯甲酸酯。杀菌剂抗氧化剂食用色素发色剂和漂白剂：亚硝酸钠、硝酸钠。香精香料调味剂：谷氨酸钠、糖精资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n药物药物药

6、物与毒物的差别主要在于剂量的差异。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n化妆品与洗涤剂化妆品与洗涤剂化妆品：造成经皮吸收的一般性危害；对皮肤产生原发刺激；产生过敏性接触性皮炎；导致光敏性皮肤损害；一些有害物质具有诱变性和致癌性。合成洗涤剂资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n金属金属列在EPA优先污染物表中的金属有12种：砷、铍、镉、铬、铜、铅、汞、镊、硒、银、铊及锌。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n有机溶剂有机溶剂资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n食品中的有毒成份食品中的有毒成份 毒物的概念是相对的，任何化学物超过一定的剂量即成为毒物。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n维生素A

7、缺乏：夜盲症n维生素A过量：n维生素D的中毒剂量低于维生素A，给婴幼儿服用更应注意资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n各种生物毒素资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。颜色鲜艳颜色鲜艳有疣有疣有环有环有托有托不被虫咬不被虫咬资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。Death capDeath cap资料仅供参考,不

8、当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n军事毒物n化学武器化学武器（chemical weapon）是化学战剂、化学弹药及其施放器材的合称。n化学战剂化学战剂（chemical warfare agents，CWA）或简称

9、毒剂：军事对抗中用以杀伤对方有生力量、牵制和扰乱对方军事行动的有毒物质的统称。n化学弹药化学弹药（chemical munitions）：装填有CWA的弹药，合称为化学弹药。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n化学武器大规模使用始于第一次世界大战（WW）。使用的毒剂有氯气、光气、氯气、光气、双光气、二苯氯胂、氢氰酸、芥子气双光气、二苯氯胂、氢氰酸、芥子气等多达40余种，毒剂用量达12万吨，伤亡人数约130万，占战争伤亡总人数的4.6。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n第二次世界大战全面爆发前，意大利侵略阿比西尼亚时首次使用芥子气和光气，仅在1936年的14月间，中毒伤亡即达到1.5万人

10、，占作战伤亡人数的1/3。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n第二次世界大战（WW）期间在欧洲战场，交战双方都加强了化学战的准备，化学武器贮备达到了很高水平。各大国除加速生产和贮备原有毒剂及其弹药外，并加强了新毒剂的研制。其中，取得实质性进展的则是神经性毒剂；在亚洲战场，日本对我国多次使用了化学武器，造成大量人员伤亡。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n2005年5月1日，越南胡志明市，4岁的Nguyen Xuan Minh。n美国在越战中将包括橙剂(Agent Orange)在内的脱叶剂广泛用于军事目的，导致越南出现很多残疾儿童。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。嗜好品嗜好品资料仅

11、供参考,不当之处，请联系改正。3. 环境病环境病n由于人为活动，使地球上的化学元素，由于人为活动，使地球上的化学元素，特别是有毒元素暴露、转移、富集到人身特别是有毒元素暴露、转移、富集到人身上，致使人得病。上，致使人得病。n今天，地球上每天平均灭绝今天，地球上每天平均灭绝27种生物，有种生物，有400万万人患上环境病。人患上环境病。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n癌症n心血管疾病n慢性呼吸系统疾病n地方病n职业病资料仅供参考,不当之处，请联系改正。环境因子诱发癌症的证据环境因子诱发癌症的证据n移民的癌症发生率：移居夏威夷的日本人居住在本土的日本人夏威夷的当地白人食道癌（例/百万人）461

12、1275结肠癌（例/百万人）37187368资料仅供参考,不当之处，请联系改正。移民至美国的阿尔及利亚人（黑人）癌症发生率与当地的美国白人比较接近，与阿尔及利亚有很大差距。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n居住在同一地区的人，不同时期所患癌症的情形发生了变化。澳洲人在1950-1975年间，胃癌死亡率减少了53%，肺癌死亡率增加了146%。美国、日本、爱尔兰、新西兰等地具有相同的趋势。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n职业病1972年，美国费城，二氯甲醚，肺癌氯乙烯，聚氯乙烯（PVC），橡胶工厂，聚氯乙烯收成槽，肝血管瘤资料仅供参考,不当之处，请联系改正。19世纪末，德国和瑞士的染料工

13、业，芳香胺，膀胱癌，发病率达三、四成。英国、美国人在1929-1932年间，制造染料的ICI公司的工人八成以上患膀胱癌，1952年才停止苯胺的制造，1967年才停止联苯胺的制造。ICI公司于1942年将1.8%的芳香胺加在某种药品中，以Nonox-S的商品名卖给各橡胶公司做抗氧化剂用，结果使得部分橡胶工人患膀胱癌。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。危险物质的转移危险生产方式的转移污染产业的转移 等等资料仅供参考,不当之处，请联系改正。一些病例一些病例n呼吸系统环境病急性支气管炎、肺炎、肺水肿职业性气喘尘肺（矽肺、石棉肺、煤工尘肺、石墨尘肺、炭黑尘肺、滑石尘肺、水泥尘肺、云母尘肺、陶工尘肺、铝

14、尘肺、电焊工尘肺及铸工尘肺）外因性过敏性肺泡炎 等等资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n矽肺病，是因吸入大量粉尘在肺部板结，促使肺功能逐步衰竭，最后致人死亡。n根据肺部的板结程度，这种病分为三期。n随着病情加重，患者会并发肺气肿、心力衰竭等症状。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n国家卫生部报告表明，自上世纪五十年代以来，中国有14万多人死于职业尘肺病，目前全国已累计报告尘肺病人58万多例，每年新增约1万例，以上各数据均居世界首位。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n2001年12月，湖南省湘永煤矿职工64岁的刘外珠在病房里用迷茫的眼神观望自己肺部的X光片，他现已是矽肺三期。n隶属湖南

15、省白沙煤电集团的湘永实业公司，十几年中，有18人死于矽肺病，这里是矽肺病的 重灾区之一。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n 陕西陕西陈耳金矿陈耳金矿32名尘肺民工状告矿方索赔名尘肺民工状告矿方索赔1274万万2002-2资料仅供参考,不当之处，请联系改正。广西横县近百名矽肺病人广西横县近百名矽肺病人“等死等死”2005-7资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n2003年，贵州省遵义市湄年，贵州省遵义市湄潭、风冈、务川等县赴福潭、风冈、务川等县赴福建省仙游县建省仙游县东湖村石英厂东湖村石英厂打工的上百位农民感染矽打工的上百位农民感染矽肺病，肺病，19人相继死亡；人相继死亡； 河南省商城县朱裴

16、店河南省商城县朱裴店村村60多岁的刘心祥老人已多岁的刘心祥老人已在几年时间里失去了在几年时间里失去了3个个儿子，他们去世时没有一儿子，他们去世时没有一个超过个超过40岁。岁。2004年，紫云县百名到广年，紫云县百名到广西打工回乡的农民中，西打工回乡的农民中，40多人染上矽肺病，数人死多人染上矽肺病，数人死亡。亡。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n江西省吉安市永丰县的吴小华、厥红莲、吴小富、吴光泉等4人，2003年8月曾结伴去浙江温岭市横峰镇上洋林村顺风特鞋厂从事制鞋刷胶和扎帮工作，1个多月后，4人均出现不同程度的中毒症状，半年之后病情加重，丧失劳动能力的他们只能带着病魔回家。2004年1月

17、，吴小富、吴光泉因深度中毒抢救无效相继身亡。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n癌症肺癌、皮肤癌、膀胱癌、肝癌等资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n对后代的影响米糠油事件，女性育龄患者的孩子，头胎多为流产、畸形（黑体婴、鬼齿）、行为异常、智力不足。废电缆燃烧产生的污染气体导致无脑儿、畸形儿的出生。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n黑脚病n上个世纪中叶，泰国西南部的广大地区爆发 “黑脚病”，发病者先是脚部皮肤发黑，后发烂，最后坏死，得病者100死亡。到 80年代中期，泰国西南部一些地区的成年人100都患有“黑脚病”

18、，严重影响了劳动力。n大规模开矿造成地质中砷大量暴露，经水冲刷携带，沉积在水田中，长期浸泡农民的双脚所致。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n日本的骨痛病资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n日本的水俣病n 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n古罗马的铅中毒：平均年龄只有25岁；很多贵族妇女不能生育，流产的也很多；婴儿的夭折率很高;而且出生的孩子普遍智力低下。这三个原因导致了帝国的突然消亡。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。4. 毒理学的历史沿革毒理学的历史沿革n古代：古代：利用动物毒汁或植物提取物用于狩猎、战争或行刺。n中世纪：中世纪：古罗马、古希腊、古埃及的文献中关于有毒植物和金属毒

19、物等的记载；我国的“神农尝百草”。n萌发：萌发：15世纪瑞士医学家Paracelsus提出“药物与毒物的区别在于剂量”。n近代：近代：18世纪下半叶，西班牙人Orfiia对当时认为有毒的物质用狗做实验加以验证，成为实验毒理学的先例。之后的100多年，应用各种基础学科，提出了各种假说并进行测试，初步形成了毒理学的理论，经典毒理学开始发展。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n环境污染出现的直接或间接的中毒事故，促进了现代现代毒理学的快速发展。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。二、环境毒理学的内容与目标n环境毒理学研究的三个层次n环境毒理学的研究内容n环境毒理学的研究目标资料仅供参考,不当之处，

20、请联系改正。1、环境毒理学研究的三个层次对个体的损害作用及其机理对种群的损害作用及防治措施对生态系统的影响与防护环境生态毒理学环境生态毒理学资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n环境生态毒理学环境生态毒理学不是生物个体的变化，而是生物群体的改变；不仅研究环境化学物对某一种群的损害，而且研究环境化学物对生态系统的影响。n环境毒理学的一部分，也是环境生态学的环境毒理学的一部分，也是环境生态学的分支学科分支学科。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2、环境毒理学的内容l环境毒理学的概念、理论和方法；l环境化学物在生物体内的吸收、分布、转化和排除规律，及对生物体的一般毒性作用与机理；l环境化学物及其转

21、化产物对生物体的致突变、致癌变、致畸变等特殊毒性作用与机理；资料仅供参考,不当之处，请联系改正。l环境污染物的毒性评定方法，包括急性、亚急性和慢性毒性试验，代谢试验，蓄积试验，繁殖试验、迟发神经毒试验，以及各项致突变试验、致癌试验及致畸变试验等；l各种环境污染物对生物体损害作用的早发现、早防治的理论、方法和措施。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3、环境毒理学的研究目标、环境毒理学的研究目标l研究环境污染物对人体健康的可能危害及其剂量研究环境污染物对人体健康的可能危害及其剂量反反应关系，进行毒性和安全性评价。应关系，进行毒性和安全性评价。毒性试验采用在现实中不可能有的高浓度、大剂量、强制性给

22、予剂量，不存在绝对安全的物质。任何物质、不加限制就可能是毒物。发现毒性并不是研究目的，而弄清不能出现毒性的条件，例如推算最大无作用量，才具有真正的价值。从这一点上讲，环境毒理学的研究和安全学的研究有着密切联系。仅就毒理学本身而言，不能进行利益危险的评价，但提供关于生物体健康危险度的资料是毒理学的任务。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n 阐明环境污染物毒作用机理及影响其阐明环境污染物毒作用机理及影响其毒作用的各种因素，探索环境污染物毒作用的各种因素，探索环境污染物对生物体健康损害的早期检测指标。对生物体健康损害的早期检测指标。早预防、早发现、早治疗。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。l为制

23、定环境标准、环境卫生标准，为预防、治疗为制定环境标准、环境卫生标准，为预防、治疗环境污染物中毒提供科学依据。环境污染物中毒提供科学依据。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。三、环境毒理学的研究方法1、动物模型的选择n根据研究目的可选用植物、微生物、非哺乳类动物及哺乳类动物。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n环境生态毒理学研究上主要对植物和非哺乳类动物群体进行研究，在环境生态毒理学上常常选用水溞做毒性试验，也常常将收集到的毒理学资料通过数学和计算机科学的方法编制生态毒理模型，以预测未来的生态毒理学现象。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。动物模型选择的依据：（1）动物模型对于一定环境因子

24、的反应尽可能与目标生物的反应相近。（2）具有经济可行性。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n一般的实验动物有: 狗资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 n小鼠 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 n大鼠 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 n家兔 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 n豚鼠 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 n仓鼠 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2、毒理学实验类型n（1）在体实验n即体内实验法，也称整体生物实验。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 n按目标生物可能接触的剂量和途径使实验生物在一定时间内接触环境污染物，然后观察生物出现的形态和功能的变化。 n

25、整体生物实验不仅可以反映环境污染物的综合生物学效应，而且可以反映在生物整体状态下环境污染物的各种生物学效应。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 n按照染毒时间的长短可分为：急性、亚急性（亚慢性）和慢性毒性实验； n按照实验目的的不同可分为繁殖实验、蓄积实验、代谢实验及“三致实验”（即致癌变、致畸变和致突变实验）。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 n（2）离体实验n即体外实验法。n可利用器官灌流技术，将受试化学物经过血管流经特定的脏器，观察环境污染物在脏器内的代谢转化和毒性作用。n也可以将某种脏器从体内取出再制成原代游离细胞，进行环境污染物对细胞毒性作用的研究。 资料仅供参考,不当之处，

26、请联系改正。n还可以利用经过在体外多次传代的细胞株，例如HeLa细胞、CHO细胞、V79细胞等对外来化学物进行一般毒性和特殊毒性研究。n 采用离心技术，可将细胞器或组分，例如内质网、线粒体等分离纯化，研究环境污染物对这些亚细胞组分的毒性作用。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n（3）流行病学调查与生物调查采用医学流行病学的调查方法，根据动物试验的结果及对环境污染物毒理作用的预测或假设，选用适当的观察指标，对接触该环境污染物的人群进行调查，分析环境污染与人群健康损害的关系。 环境污染物对动物、植物及微生物群体的损害，也可通过生物调查的方法进行研究。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3、实验技

27、术 化学的 生物的 生物化学的 分子生物学的 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n膜片钳技术在化学物对细胞膜离子通道的作用方面取得了很大进展 。n荧光分光光度法已用于细胞膜结构和功能的研究 。n自旋共振技术已成为直接测定自由基的工具。n通过核磁共振技术可研究生物大分子构象的变化和直接探索环境污染物在动物体内的代谢转化。 n在社会和经济发展的推动下，随着生命科学、物理学、化学、数学及其它基础科学的发展和渗透，环境毒理学的理论和方法也将不断向前发展。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。四、环境毒理学的发展趋势四、环境毒理学的发展趋势1 1、目的延伸、目的延伸由单纯研究环境因素的有害作用机理到利用

28、其毒性防治疾病和除草灭害。已往毒理学研究的目的主要对有害因素包括机理作出评价。而今，则利用毒理学知识，对化学品、生物因子通过修饰，可以作为抗肿瘤等疾病的治疗作用，而副作用相对减轻；再者，有些除草剂、灭害剂则正是利用某些物品具有选择性毒性的特点，研制成功的。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2 2、内容广泛、内容广泛由单纯研究环境因素的有害作用机理和安全性评价扩展到研究防护措施。已往的研究侧重于描述毒理研究，通过实验室研究结果对某一化学品作出安全性评价，现在则更偏重于对救治方法、防护措施及装备研究。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3、对象扩大对象扩大由单纯研究化学因素对生物体的影响扩展

29、到物理因素和生物因素的作用。已往毒理学主要研究外源化学物对机体的影响机理，现在逐渐扩大到研究物理因素，如辐射、微波以及冷、热等有害因素和生物毒素如动物毒素、细菌毒素、有害基因工程产品等的影响。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。4、层面深入层面深入由单纯研究环境因素对整体、器官等水平的影响扩展到分子水平的作用。随着分子生物学引入毒理学，进一步揭示了外源化学物的分子结构与生物大分子的关系；并可应用分子探针研究化学物的毒性，使我们有可能观察到低剂量下的毒性反应。应用酶学、核酸、染色体分析与基因合成技术等研究毒物作用机制。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。5、范围拓展范围拓展由单纯研究环境因素对神经系统等作用扩展到对精神心理行为的的影响。神经科学的发展，也促使了神经毒理与行为毒理的结合。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。6、技术提高技术提高由单纯研究经典毒理学方法延伸到遗传、免疫、生态多学科方法技术的引入。随着与生命科学有关学科的发展，如自由基生物学、生物化学、生物物理学和分子生物学、免疫学、发育生态学、遗传学等学科的新方法进一步引入到毒理学中，使研究方法和手段大大提高。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 总之，毒理学的发展与其它学科一样，总是循着由宏观宏观至微观微观，整体整体至局部局部，分析分析至综合综合，理理论论至应用应用的规律，循环往复地深入发展。