生态毒理学-课件11.ppt

1、致癌性多环芳烃致癌性多环芳烃PAHs种类种类HHHHCH2CH2HHCH2CH2CH215H环戊并菲环戊并菲a15H11,17二甲基环戊并菲二甲基环戊并菲a15H11,12,17三甲基环戊并菲三甲基环戊并菲aCH3苯并菲苯并菲c3甲基胆蒽甲基胆蒽苯并芘苯并芘a苯并戊芬苯并戊芬rst16种典型种典型PAHs(I)中文中文 英文英文简写简写 分子式分子式 结构式结构式 环数环数 致癌性致癌性 萘萘NaphthaleneNapC10H82 苊烯苊烯AcenaphthyleneAnyC12H83 苊苊AcenaphtheneAneC12H103 芴芴FluoreneFleC13H103 菲菲Phena

2、nthrenePheC14H103 蒽蒽AnthraceneAntC14H103 荧蒽荧蒽FluorantheneFlaC16H104助癌助癌芘芘PyrenePyrC16H104 苯并苯并a蒽蒽BenzoaanthraceneBaaC18H104强致癌强致癌16种典型种典型PAHs(II)屈屈ChryseneChrC18H104弱致癌弱致癌苯并苯并b荧蒽荧蒽 Benzobfluo rantheneBbfC20H125强致癌强致癌苯并苯并k荧蒽荧蒽 Benzokfluo rantheneBkfC20H125强致癌强致癌苯并苯并a芘芘BenzoapyreneBapC20H125特强致癌特强致癌16

3、种典型种典型PAHs(III)茚并茚并123-cd芘芘Indeno123-cd pyreneI1pC22H126特强致癌特强致癌二苯并二苯并a,h蒽蒽Dibenzah anthraceneDaaC22H145特强致癌特强致癌苯并苯并ghi二二萘嵌苯萘嵌苯Benzoghi peryleneBpeC22H126助癌助癌16种典型种典型PAHs(IV)多环芳烃的致癌作用和机理多环芳烃的致癌作用和机理部分具有高致癌活性的非取代部分具有高致癌活性的非取代PAHs苯并芘a；二苯并屈b,def；二苯并屈def,p；苯并戊芬rst；萘并屈1,2,3,4def。部分具有高致癌活性的取代部分具有高致癌活性的取代P

4、AHs如：单取代苯并蒽a；二甲基苯并蒽a。K区理论区理论 两个反应中心，即K区(电子密度大，双键性质)和L区；湾区理论湾区理论 形成类似海湾形状的结构区域。双区理论双区理论 我国学者戴乾圜提出，PAHs分子显示致癌活性的必要和充分条件是分子中存在两个亲电活性区域。影响多环芳烃致癌性的因素影响多环芳烃致癌性的因素(1)激素(2)维生素：维生素A和维生素E；(3)微量元素。苯并芘苯并芘aK区区湾区湾区L区区712致癌物的代谢活化致癌物的代谢活化P450OOOHOHP450C+OHOHOHOHOHOHNNNNNOHOH2C鸟嘌呤鸟嘌呤正碳离子正碳离子7,8羟基羟基9,10环氧苯并芘环氧苯并芘a最终致

5、癌物最终致癌物7,8环氧苯并芘环氧苯并芘a7,8环氧苯并芘环氧苯并芘aNOHCOCH3NRCOCH硫化乙酰化硫化乙酰化葡萄糖醛酸化葡萄糖醛酸化N羟基羟基2乙酰氨基芴乙酰氨基芴N羟基羟基2乙酰氨基芴二相结合物乙酰氨基芴二相结合物最终致癌物最终致癌物细胞色素细胞色素细胞色素细胞色素(I)(II)(III)代表性卤代芳香族化合物的异构体数目代表性卤代芳香族化合物的异构体数目卤素数卤素数苯系苯系氧杂环系氧杂环系呋喃系呋喃系二苯系二苯系112432310161234142824432238425114284661101642724248111293101总数总数1375135200(1)有机卤化物随有机

6、卤化物随卤化程度卤化程度增加，水溶性降低；增加，水溶性降低；(2)持久性和亲脂性是持久性和亲脂性是生物浓缩性能生物浓缩性能的主要决定因素，而水溶性和挥发性是有机的主要决定因素，而水溶性和挥发性是有机 污染物在生态环境中污染物在生态环境中迁移迁移的主要决定因素；的主要决定因素；(3)非常相似的卤代芳香族化合物，即使位置异构之间的细微差别，也会对其生非常相似的卤代芳香族化合物，即使位置异构之间的细微差别，也会对其生 态布局、生物浓缩和生物活性等产生深刻的影响。态布局、生物浓缩和生物活性等产生深刻的影响。多氯联苯多氯联苯PCBs(氯代芳烃化合物氯代芳烃化合物)通常以合成方式生成通常以合成方式生成还可

7、以由下述方式生成还可以由下述方式生成(1)芳基过氧化物，重氮盐，苯肼和其它芳基化合物的芳香化；(2)芳香化缩合反应；(3)氯和联苯系列化合物加成；(4)脱羧作用；(5)脱氯反应。多氯联苯的生成方式多氯联苯的生成方式相关二环芳香族化合物的结构相关二环芳香族化合物的结构ClClClClCl ClClClClClClCl2,2,3,4四氯联苯四氯联苯2,2,5,5四氯联苯四氯联苯2,3,4,5四氯联苯四氯联苯举例：四氯联苯同系物举例：四氯联苯同系物112345623456联苯分子上氯联苯分子上氯的的取代位置生成取代位置生成PCBs联苯联苯二苯并呋喃二苯并呋喃二苯并二氧六环二苯并二氧六环1234678

8、9OO12346789PCBs生物地球化学循环的基本过程生物地球化学循环的基本过程大气分室大气分室PCB使用工厂使用工厂(变压器热交换液变压器热交换液)河流河流(水，泥，鱼类水，泥，鱼类)人人耕地土壤耕地土壤鸟类鸟类农作物农作物家畜家畜海洋分室海洋分室海水海水浮游生物浮游生物鱼类，贝类鱼类，贝类沉积物沉积物多氯联苯多氯联苯PCBs对各种动物的效应对各种动物的效应肝效应肝效应肝肿大，胆管发育不全，大范围或局部坏死，脂肝肿大，胆管发育不全，大范围或局部坏死，脂类积聚过多导致退化，单加氧酶和其它酶被诱导，类积聚过多导致退化，单加氧酶和其它酶被诱导，三磷酸腺苷酶活性降低，脂溶性纤维素耗尽，紫三磷酸腺苷

9、酶活性降低，脂溶性纤维素耗尽，紫质症质症肠胃效应肠胃效应胃粘膜发育不全或营养过剩，溃疡或坏死，肠粘胃粘膜发育不全或营养过剩，溃疡或坏死，肠粘膜增生和被入侵，发育不全，出血，坏死膜增生和被入侵，发育不全，出血，坏死呼吸系统呼吸系统慢性支气管炎，慢性咳嗽慢性支气管炎，慢性咳嗽神经系统神经系统儿茶酚胺数量改变，损坏行为性反应，后天发展儿茶酚胺数量改变，损坏行为性反应，后天发展不足，受压抑的爆发行为，危急情况下的呆木不足，受压抑的爆发行为，危急情况下的呆木皮肤皮肤绿痤疮，水肿，脱发绿痤疮，水肿，脱发抗毒性抗毒性脾，淋巴、胸腺组织退化，循环淋巴细胞退化，脾，淋巴、胸腺组织退化，循环淋巴细胞退化，受压制的

10、抗体反应，对病毒的高度敏感性，体内受压制的抗体反应，对病毒的高度敏感性，体内杀伤细胞被遏制杀伤细胞被遏制内分泌系统内分泌系统循环类固醇数量改变，雌性激素、抗雌性激素、循环类固醇数量改变，雌性激素、抗雌性激素、抗雄性激素的效应，乳浆孕酮的数量减少，肾上抗雄性激素的效应，乳浆孕酮的数量减少，肾上腺皮层增长，甲状腺病变，循环甲状腺变化腺皮层增长，甲状腺病变，循环甲状腺变化繁殖繁殖发情期增长，里比多发情期增长，里比多(libido)减少，毒性在子宫内减少，毒性在子宫内对胚胎和胎儿的效应对胚胎和胎儿的效应致癌作用致癌作用有有促癌作用，对一些致癌剂有协同或拮抗作用促癌作用，对一些致癌剂有协同或拮抗作用卤代

11、芳香族混合物相应的受体是Ah受体(芳基烃受体)，其作用之一是与外来异物结合后，强烈诱导芳香族碳氢化合物氧化酶的活性。这些化合物毒性的重要特征是：这些化合物毒性的重要特征是：(1)是母体化合物本身的毒性，而不是其代谢产物；(2)毒性是通过与细胞液(Ah)受体的结合而被调节；(3)一种同系物具有单独产生有毒反应的能力，说明其也具备产生整体症状的潜力。2,3,7,8四氯代二苯并二氧六环的强毒性和组织病理学变化四氯代二苯并二氧六环的强毒性和组织病理学变化猴猴荷兰猪荷兰猪牛牛鼠鼠仓鼠仓鼠口服口服LD50(ug/kg)50%，非浮游生物不受抑，非浮游生物不受抑制制 浮游植物浮游植物 PCBs 细胞分裂速率

12、降低细胞分裂速率降低 鞭毛原生动物鞭毛原生动物 Aroclor,10.5 ppm;DDT,425 细胞种群生长细胞种群生长50%受迫受迫;细胞种群生长细胞种群生长50%受迫受迫 大型水蚤大型水蚤 PCBs,19.0 ppb 幼体数目降低幼体数目降低50%Gammarus Oceanicus Aroclor 1254;10和和100ppm 在海水中在海水中10小时小时;Aroclor 1254 21ppb 胚胎存活和发育受阻碍胚胎存活和发育受阻碍;交配降低交配降低 Coho鲑鱼卵鲑鱼卵 Aroclor 1254,4.4ppb,孵化孵化后持续后持续4周周;15ppb直至孵化直至孵化前两天前两天 卵

13、孵化率降低卵孵化率降低,未成熟孵化未成熟孵化,幼鱼存活和生长降低幼鱼存活和生长降低 南加州海狮南加州海狮 自然暴露自然暴露 高水平高水平PCBs导致很高的未成熟出生率导致很高的未成熟出生率 嵌环海豹嵌环海豹 自然暴露自然暴露 怀孕海豹具有低怀孕海豹具有低PCBs含量和含量和DDT残余水平。大约半残余水平。大约半数不怀孕海豹种群显示有灌输迹象数不怀孕海豹种群显示有灌输迹象,随之有再吸收或随之有再吸收或流产流产 波的尼亚湾海豹波的尼亚湾海豹 自然暴露自然暴露 不怀孕海豹具有高不怀孕海豹具有高PCBs和和DDT残余残余,表现为子宫变表现为子宫变化化 多氯联苯多氯联苯PCBs对陆生哺乳动物的生殖效应对

14、陆生哺乳动物的生殖效应物种物种 化合物，剂量化合物，剂量 效应效应 NMRI鼠鼠 PCBs,20mg/kg(注射一次注射一次)每三个周期出现发情期延长一天每三个周期出现发情期延长一天 NMRI鼠鼠 Clophen A60,25ug/天天x62天天 给养育的母鼠给养育的母鼠 发情期长度增加。卵细胞或后代发情期长度增加。卵细胞或后代培植频率降低培植频率降低 NMRI鼠鼠 Clophen A60,25ug/天天 发情期延长。卵细胞培植频率降发情期延长。卵细胞培植频率降低低 NMRI鼠鼠 慢性暴露慢性暴露 幼体培植频率从控制组幼体培植频率从控制组(94%)降至降至75%老鼠老鼠 Aroclor 124

15、2和和1254,每餐每餐100ppm；Aroclor 1260,每餐每餐100ppm 低交配指数，幼体低交配指数，幼体存活降低存活降低 老鼠老鼠 Aroclor 1254,每餐每餐20和和100ppm；Aroclor 1260,每餐每餐20和和100ppm 单位体积内后代数较少；单位体积内后代数较少；无效应无效应 兔子兔子(怀孕怀孕)Aroclor 1254,前前28天按天按12.5mg/(kg天天)流产，流产，fetotoxicity 水貂水貂 Coho鲑鱼和其它大湖鱼类鲑鱼和其它大湖鱼类 胚胎死亡，新生幼体死亡胚胎死亡，新生幼体死亡 水貂水貂 Aroclor 1254,510ppm 完全无

16、法产生后代完全无法产生后代 水貂水貂 密执根湖密执根湖Coho鲑鱼鲑鱼 58%幼体幼体55%年青个体是死胎。年青个体是死胎。毒性与氯含量成反比变化毒性与氯含量成反比变化 狗狗 PCBs 22,剂量剂量11mg/天；天；PCBs 3.3ppm+DDT 3.3ppm；PCBs 11mg/天天x66天天(交配前交配前1个月个月开始开始)每只母犬产崽数目降低；每只母犬产崽数目降低；分娩母犬数目、每只母犬产崽分娩母犬数目、每只母犬产崽率、小狗率、小狗5天后存活率、小狗重量天后存活率、小狗重量降低。死胎率增加；降低。死胎率增加；无小狗出生无小狗出生 猴子猴子 Aroclor 1248,每餐每餐2.5ppm

17、 生殖力低下；出生时幼体重量下生殖力低下；出生时幼体重量下降降 人人 Yusho 病人病人 死胎死胎 黄曲霉素及其致癌作用黄曲霉素及其致癌作用(I)黄曲霉毒素的分子结构黄曲霉毒素的分子结构B1B2G1G2M1M2OOOOCH3OOOOOOCH3OOOOOOOCH3OOOOOOOCH3OOOOOOCH3OOOHOOOOCH3OOOH黄曲霉素及其致癌作用黄曲霉素及其致癌作用(II)黄曲霉毒素黄曲霉毒素B12,3环氧黄曲霉毒素环氧黄曲霉毒素黄曲霉毒素是间接致癌物，在体内经混和功能氧化酶作用，形成黄曲霉毒素是间接致癌物，在体内经混和功能氧化酶作用，形成2,3环氧黄曲霉毒素；然后其环氧环状结构开环，在环

18、氧黄曲霉毒素；然后其环氧环状结构开环，在2位上形成正碳位上形成正碳离子，并与细胞核酸鸟嘌呤的离子，并与细胞核酸鸟嘌呤的N7结合，引起结合，引起DNA突变。突变。OOOOCH3OO23OOOOCH3OOO23OOOOCH3OOOH23+其它化学致癌物其它化学致癌物(I)芳香族氨基和硝基化合物芳香族氨基和硝基化合物(1)芳香族氨基化合物芳香族氨基化合物主要污染源为染料、塑料、药品、农药、橡胶、离子交换树脂、食用色素、食品抗氧化剂等。致毒作用形式致毒作用形式(1)氧化血红蛋白，形成高铁血红蛋白，损害中枢神经系统和心血管系统；(2)溶血作用，引发溶血性贫血；(3)损害肾脏和膀胱；(4)致癌作用，如联苯

19、胺，4氨基苯胺，萘胺和4氨基联苯引发职业性膀胱癌。(2)芳香族硝基化合物芳香族硝基化合物主要污染源为染料、炸药、农药、医药、塑料、涂料等。一般硝基越多，毒性越强。致毒作用形式致毒作用形式(1)形成高铁血红蛋白和溶血作用；(2)损害肝脏；(3)致突变和致癌变，如2硝基萘，乙硝基联苯的致癌性，2,4二硝基萘和2,4,5三硝基甲苯致突变性。亚硝胺类化合物亚硝胺类化合物最强的致癌化合物为：二甲基亚硝胺和二乙基亚硝胺二甲基亚硝胺和二乙基亚硝胺CH2CH2NNORR混合功能氧化酶混合功能氧化酶RCHOCH2NHNORCH2NNOHRCH2N+NROHCH4R+N2+O2+H+(接下页接下页)其它化学致癌物

20、其它化学致癌物(II)O6甲基鸟嘌呤甲基鸟嘌呤N7甲基鸟嘌呤甲基鸟嘌呤鸟鸟嘌呤嘌呤自由甲基自由甲基脱烷基脱烷基CH4RCH3NNNOCH3NH2NNNNHONH2CH3内分泌干扰素内分泌干扰素拟拟雌激素毒物雌激素毒物(A)外源性拟雌激素类药物外源性拟雌激素类药物如己烯雌酚。还包括：还包括：(1)植物性拟雌激素，如黄酮类物质；(2)具雌激素活性的合成化合物，如PCBs。(B)抗雄激素类毒物抗雄激素类毒物如：除草剂vinclozolin，对位,对位二氯二苯二氯乙烯(p,pDDE)；(C)其它具内分泌活性的毒物其它具内分泌活性的毒物二恶英类物质如TCDD，酞酸盐或酯类(邻苯二甲酸盐或酯)。OHOHO

21、-CH2-COOHClClClOHC9H19C9H17O2C9H17O2OHCH3CH3OHCCl3HClCl(1)17 雌二醇雌二醇(2)双酚双酚 A(3)2,4,5T(4)p壬基酚壬基酚(5)二二(2乙基己基乙基己基)邻苯二甲酸酯邻苯二甲酸酯(6)o,pDDT(7)3甲基胆蒽甲基胆蒽环境雌激素举例结构式环境雌激素举例结构式环境雌激素举例环境雌激素举例内分泌干扰素影响野生生物生殖和存活的机制内分泌干扰素影响野生生物生殖和存活的机制(1)暴露于潜在的环境试剂暴露于潜在的环境试剂外因的性激素破坏者外因的性激素破坏者(如外雌激素如外雌激素)天然内分泌干扰素天然内分泌干扰素(如环境胁迫如环境胁迫)非

22、非内分泌因素内分泌因素(如营养缺乏如营养缺乏)(2)主要的分子和生化响应主要的分子和生化响应VTG合成和血液合成和血液荷尔蒙水平改变荷尔蒙水平改变神经内分泌系统效应神经内分泌系统效应(如皮质类固醇产物如皮质类固醇产物)无法合成基本酶无法合成基本酶或荷尔蒙或荷尔蒙(3)次级行为和形态的效应次级行为和形态的效应结合体质量降低，影响配偶结合体质量降低，影响配偶行为的二级性特征改变行为的二级性特征改变免疫抑制，结合体质量降低等免疫抑制，结合体质量降低等削弱发育和存活，削弱发育和存活，变形或性成熟延迟变形或性成熟延迟(4)个体生殖效应个体生殖效应削弱个体动物的生殖成功率削弱个体动物的生殖成功率(降低生殖

23、力，胚胎幼体生存能力等下降降低生殖力，胚胎幼体生存能力等下降)(5)种群效应种群效应生殖输出低于保持种群存活的临界水平生殖输出低于保持种群存活的临界水平(6)生态系统效应生态系统效应生态系统变化生态系统变化施加影响的途径：施加影响的途径：1.模仿内生荷尔蒙效应；模仿内生荷尔蒙效应；2.拮抗内生荷尔蒙效应；拮抗内生荷尔蒙效应；3.改变正常荷尔蒙合成改变正常荷尔蒙合成和代谢模式；和代谢模式；4.改变荷尔蒙受体水平。改变荷尔蒙受体水平。二恶英二恶英dioxin族化合物成员的结构族化合物成员的结构2,7二氯二氯(DCDD)2,3,7,8四氯四氯(TCDD)1,2,3,6,7,8六氯六氯(Hexa CD

24、D)1,2,3,4,6,7,8七氯七氯(Hepta CDD)八氯八氯(OCDD)2,4,7,9四溴四溴(TBDD)1,6二甲基二甲基(DMDD)ClOOClClOOClClClClOOClClClClClClOOClClClClClClClOOClClClClClClClOOBrBrBrBrOOCH3CH3二恶英某些毒理性质二恶英某些毒理性质化合物化合物 LD50(mg/kg鼠)畸形效应畸形效应 酶诱导酶诱导 ALAS(鸡胚胎)AHH(鸡胚胎)Zoxazolamine 羟化酶 TCDD 0.04+1+DD 1000 0 0 2,7DCDD 2000 0 0 2,3DCDD 1000 0 0 0

25、 0 2,3,7TCDD 1000 +0.02 2,3,7TBrDD 1000 +0.6 1,2,3,4TCDD 1000 0 0 0 1,3,6,8TCDD 100 0+0.2 TBrDD 1 1.0+HCDD 100+0.8 OCDD 2000 0 0 多氯代二恶英多氯代二恶英PCDD同系物和异构体特性同系物和异构体特性具有相对稳定的芳香环；具有相对稳定的芳香环；许多异构体具有类似的毒性；许多异构体具有类似的毒性；两环以上的卤素含量增加，可增加其在环境中的稳定两环以上的卤素含量增加，可增加其在环境中的稳定性、亲脂性、热稳定性以及对酸、碱、氧化剂和还原性、亲脂性、热稳定性以及对酸、碱、氧化剂

26、和还原剂的抵抗力；剂的抵抗力；因上述性质，环境中多氯代二恶英因上述性质，环境中多氯代二恶英(PCDD)广泛存在；广泛存在；目前，正在研究多溴代、多氟代类二恶英类污染物。目前，正在研究多溴代、多氟代类二恶英类污染物。环境中制药环境中制药/药用过程药用过程水环境水环境径径 流流直接在田间排放或通过施肥直接在田间排放或通过施肥家畜寄生虫控制处理家畜寄生虫控制处理抗细菌治疗，促进生长抗细菌治疗，促进生长兽医使用兽医使用水生养殖水生养殖(如抗生素如抗生素)人体摄入人体摄入/排出排出地下水？地下水？活性污泥散布活性污泥散布活性污泥处理厂活性污泥处理厂活性污泥和活性污泥和土地填埋中土地填埋中过量药物的散布过

27、量药物的散布人类药物使用人类药物使用释放进入大气中的放射性物质及人体循环释放进入大气中的放射性物质及人体循环大气分室大气分室放射性物质放射性物质作物与植物作物与植物土壤分室土壤分室动物分室动物分室奶奶肉肉人人直接辐射直接辐射吸收吸收吸入吸入沉积沉积沉降沉降摄取摄取直接辐射直接辐射摄取摄取摄取摄取释放进入陆地及水分室中的放射性物质及人体循环释放进入陆地及水分室中的放射性物质及人体循环放射性放射性污染物污染物土壤分室土壤分室地表或地表或地下水地下水放射性放射性污染物污染物砂和砂和沉沉积物积物水生植物水生植物水生动物水生动物灌溉水灌溉水土壤土壤陆地植物陆地植物陆地动物陆地动物奶奶肉肉人人钓鱼和钓鱼和

28、运动用具运动用具直接辐射直接辐射吸入吸入摄取摄取摄取摄取摄取摄取生物圈某些天然放射性核素的浓度及半衰期生物圈某些天然放射性核素的浓度及半衰期分室分室核素核素射线类型射线类型平均浓度平均浓度(1012居里居里/g或或m3)半衰期半衰期(年年)土壤土壤87Rb 7.254.8 1010238U，1.654.5 109230Th，3.888.0 104海洋海洋238U，1.04.5 10987Pb 2.84.8 1010大气大气3H 0.512.26222Rn 1003.825天天某些食物中的某些食物中的 放射活性放射活性食物食物最大最大 放射放射活性活性(pCi/100g)巴西坚果巴西坚果1400

29、谷类谷类60茶茶40肝和肾肝和肾15面粉面粉14花生和花生黄油花生和花生黄油12巧克力巧克力8饼干饼干2牛奶牛奶(炼乳炼乳)12鱼鱼12奶酪和蛋奶酪和蛋0.9蔬菜蔬菜0.7肉肉0.5水果水果0.1人为活动释放进入大气和水分室中的放射性核素人为活动释放进入大气和水分室中的放射性核素分室分室核素核素射线类型射线类型半衰期半衰期(年年)累积库存量累积库存量(Ci)大气大气(来自核武器实验，至来自核武器实验，至1973)85Kr，111.3 10690Sr，282.1 107135Cs，2.0 1064.7 102大气大气(来自核电站与加工厂，来自核电站与加工厂，19752000)129I，1.6 1

30、071.2 104水水(来自核电站与加工厂，来自核电站与加工厂，19752000)134Cs，2.12.1 102137Cs，301.9 103放射生物学中常用的辐射量和单位放射生物学中常用的辐射量和单位单位或剂量单位或剂量符号符号应用应用贝可贝可BqSI放射性活度，放射性活度，1Bq=蜕变蜕变/秒，秒，1 Bq=2.7 1011Ci居里居里Ci放射性活度，放射性活度，1Ci=3.7 1010dps，1Ci=3.7 1010Bq戈瑞戈瑞Gy吸收剂量的吸收剂量的SI单位，单位，1Gy=100Rad=1 J(焦耳焦耳)/kg拉德拉德Rad吸收剂量单位，吸收剂量单位，1Rad=0.01 Gy雷姆雷姆

31、Rem剂量当量单位剂量当量单位 Rad Q 其它修饰因子其它修饰因子(1Rem=0.01 Sv)希沃特希沃特Sv剂量当量剂量当量SI单位，单位，1Sv=100 Rem传能线密度传能线密度LET通过每单位的能量沉积通过每单位的能量沉积 eV/m，一般地，一般地，LET数值愈数值愈大，生物效应愈大大，生物效应愈大相对生物效应相对生物效应RBE用于放射生物学中，来自同样剂量参照照射的同等效应用于放射生物学中，来自同样剂量参照照射的同等效应品质因子品质因子Q辐射生物学上的效应辐射生物学上的效应电子伏特电子伏特eV能量单位，能量单位，1eV=1.6 109J某些放射性核素的生物学半衰期某些放射性核素的生

32、物学半衰期生物学半衰期生物学半衰期(天天)放射性核素放射性核素 平均平均 范围范围 备注备注 3H 19 418 整个机体整个机体 14C 40 整个机体整个机体 40K 30 整个机体整个机体 55Fe和和59Fe 2000 整个机体整个机体 65Zn 20400 骨中可达骨中可达400天天 129I和和131I 12200 整个机体有机碘，整个机体有机碘，12天；甲天；甲状腺，状腺，120天天 134Ce和和137Ce 50150 成人整个机体成人整个机体 210Po 50 整个机体整个机体 232Th 7008000 肝及其它组织为肝及其它组织为700天，骨中天，骨中为为8000天天 2

33、35U 65000 肾肾，6天；骨，天；骨，20天天 237Np和和238Pu 40100年年 骨中可达骨中可达100年年 人体中放射性物质的库存和日摄入通量人体中放射性物质的库存和日摄入通量放射性核素放射性核素 体内库存体内库存(g)摄入通量摄入通量(g/天天)3H 7.0 103 40K 140 3.3 55Fe 4.2 0.016 60Co 5.0 103 3.0 104 65Zn 2.3 0.013 89Sr 0.32 1.9 103 131I 1.1 103，甲状腺含，甲状腺含1.0 103 2.0 104 137Cs 1.5 103 1.0 105 210Pb 约相当于约相当于16

34、0860pCi(骨骨)4.0 104(相当于相当于12pCi)226Ra 3.1 1011(约约31pCi)2.3 1012(2.3pCi/天天)232Th 12 ug或或1.3pCi 5.0 107 生物对放射性辐射急性致死的顺序生物对放射性辐射急性致死的顺序哺乳动物 鸟类 高等植物 鱼类 两栖动物 爬行动物 甲壳动物 昆虫 苔藓、地衣、藻类 细菌 原生动物 软体动物 病毒生物体受到电离辐射后，使很多生物活性物质，尤其是生物大分子受到损伤生物大分子受到损伤，其中最重要的是细胞核中的DNA电离辐射对生物活性物质的作用主要有两条途径：电离辐射对生物活性物质的作用主要有两条途径：(1)释放的反射性

35、粒子直接作用，通过电离和激发使其 受到损伤；(2)与细胞中其它原子或分子，特别是水分子作用产生 自由基，作用于生物大分子，使其受到损伤。损伤作用取决于：损伤作用取决于：(1)吸收剂量吸收剂量(辐射照射后生物器官的能量沉积)；电离辐射的生物效应电离辐射的生物效应(2)辐射种类辐射种类不同种类和不同能量的带电粒子在其穿行径迹上的电离程度不同，常用传能线密度LET(Line Energy Transfer)表示。此外，电离辐射的生物效应还因照射剂量率、受照生物类型和观察效应终点不同而不同。生物系统的许多基本特性能明显影响该系统对辐射的生物系统的许多基本特性能明显影响该系统对辐射的反应反应，许多重要特

36、性可以在分子水平和细胞水平上进行分类，如染色体数目、大小、有丝分裂周期长短等。通常DNA是辐射作用的靶标，大多数生物系统的辐射损伤均来源于DNA链断裂。辐射对植物的损伤辐射对植物的损伤表现在形状异常或生长缓慢、产量降低、再生能力丧失、枯萎，高剂量照射时死亡。各种类型植被对离子化辐射的敏感性各种类型植被对离子化辐射的敏感性植被类型植被类型 剂量剂量(103Rad*)低度损害低度损害 中度损害中度损害 高度损害高度损害 针叶林针叶林 0.11 12 2 混交林混交林 15 510 1060 热带雨林热带雨林 410 1040 40 灌木群落灌木群落 15 520 20 草地群落草地群落 810 1

37、0100 100 苔藓与地衣群落苔藓与地衣群落 1050 50500 500 地衣群落地衣群落 60100 100200 200 *X射线吸收剂量，即可根据吸收的能量测定其离子化辐射的剂量。射线吸收剂量，即可根据吸收的能量测定其离子化辐射的剂量。电离辐射对动物的效应电离辐射对动物的效应(1)致死性致死性哺乳动物的辐射损伤或致死性源于造血系统和胃肠道粘膜紊乱；(2)生殖效应生殖效应对生殖效应的研究表明，出生率比死亡率更为敏感，抑制出生率所需的最小剂量比引发直接死亡的最小剂量低10%左右；(3)遗传效应遗传效应诱发基因突变和染色体突变。变化可能在子一代(F1)中表达为各种遗传性异常和先天性畸形，并

38、且在以后的许多世代中出现。根据辐射诱发突变的性质和突变波及范围，可将突变分为点突变点突变、染色体突变染色体突变和基因组基因组突变突变三种类型；(4)致癌效应致癌效应基因突变和染色体损伤在癌症发生中发挥重要作用，辐射致癌可能更多地来自于DNA重排/缺失，较少来自点突变，而化学致癌通常多是点突变。哺乳动物及家禽核辐射暴露的致死剂量哺乳动物及家禽核辐射暴露的致死剂量物物种种 LD50/30*速速率率(R/h)猪 618 50 羊 524 20 牛 540 25 家禽 雌 600 50 雄 1000 50 鸡 900 极短 *30天产生天产生50%死亡率的剂量死亡率的剂量几种常见溶剂重要毒性作用的靶器官几种常见溶剂重要毒性作用的靶器官溶剂溶剂靶器官靶器官甲醇甲醇眼神经或视网膜眼神经或视网膜氯化氢氯化氢肝脏肝脏乙醇乙醇肝脏、大脑肝脏、大脑己醇己醇神经神经乙二醇醚乙二醇醚生殖生殖苯苯骨髓骨髓二硫化碳二硫化碳神经神经