1、环境毒理学环境毒理学(1)2022-11-22环境毒理学(1)戎秋涛等在环境地球化学一书中所采用的分类是将元素分为四类：生命元素包括两组元素：生命元素包括两组元素：生命组成元素：它们在人体及生物体中的含量最高，可占人体的99%以上，主要是元素周期表中原子序数小的元素，包括：H、C、N、O、Ca、P、K、S、Cl、Na、Mg、Si；生命必需元素：它们是人体维持正常机能所必需的元素Fe、Cu、Zn、Mn、Co、I、Mo、Se、F、Cr、V、Ni、Br，约占人体重量的0.025%，它们在人体中的不足或过剩都会影响健康，甚至危及生命。环境毒理学(1)毒性元素毒性元素 指对生物有毒性而无生物功能的元素。
2、自然界中，这些元素多数形成硫化物矿物,除Be以外，其原子序数均比较大。不同的元素对不同的生物其致毒量是不同的。该类元素又可分为两类：环境毒理学(1)毒性元素：毒性元素：CdCd、CrCr、GeGe、SbSb、TeTe、HgHg、PbPb、GaGa、InIn、AsAs、SnSn、LiLi。严格说来，。严格说来，几乎每一种元素当人们对它的摄取几乎每一种元素当人们对它的摄取(或或误服误服)过量都会产生毒性。上面所列的过量都会产生毒性。上面所列的毒性元素是指它们对生物体无有益作用，毒性元素是指它们对生物体无有益作用，而只有毒性。而只有毒性。潜在毒性和放射性元素潜在毒性和放射性元素：BeBe、TlTl、
3、ThTh、U U、PoPo、RaRa、SrSr、BaBa。环境毒理学(1)无毒性稳定性元素无毒性稳定性元素 该类元素的地球化学性质稳定，多呈氧化矿物或自然元素状态产出，并多数呈副矿物。由于它们在地壳中含量极低，故在生物体内的含量极微，至今未见到它们对生物体有毒性的报道。它们包括：Ti、Zr、Hf、Sc、Y、Nb、Ta、Ru、Os、Rb、Ir、Pd、Pt、Ag、Au。环境毒理学(1)两性元素两性元素 两性元素指的是B。其氧化物具弱酸性，对人体无明显中毒现象。环境毒理学(1)化学元素从环节到有机体作用路线示意图 环境毒理学(1)第一节 汞 金属中毒性较高的元素之一。一、类型：一、类型：Hg：无机汞
4、化合物无机汞化合物：硫化汞（HgS）、升汞（HgCl2）、甘汞（Hg2Cl2 ）、溴化汞（HgBr）、硝酸汞（Hg(NO3)2、砷酸汞（HgHAsO4）、雷汞（Hg(CNO)2 有机汞化合物：有机汞化合物：甲基汞(CH3)2Hg、乙基汞(C2H5)2Hg、氯化甲基汞（CH3HgCl）、醋酸苯汞（CH3COOHgC6H5）等环境毒理学(1)二、二、HgHg的来源的来源Hg矿和风化来源；煤和石油的燃烧；含Hg金属矿的冶炼；工业排放含Hg废水；施用含Hg农药；环境毒理学(1)含汞废水排入天然水体后，常以一价离子(Hg+)、二价离子(Hg2+)、原子汞(Hg)和氧化汞(HgO)形式存在。水溶性汞易被水
5、中微粒吸附，并因此而沉淀。只有少量汞存在于水中。三、Hg的环境转归的环境转归环境毒理学(1)吸附作用吸附作用 水中胶体对汞有强烈的吸附作用。吸附能力的强弱顺序：硫醇 伊利石 蒙脱石 胺类化合物 高岭石 含羟基的化合物 细砂 胶体：絮状物、悬浮状、底泥 氯离子使胶体吸附汞作用明显减弱，但是腐殖质吸附汞不受影响。环境毒理学(1)络合反应络合反应 Hg2+nX-HgXn2-n RHg+X-RHgX X Cl-、Br-、OH-、NH3-、CN-、S2-等阴离子，R 甲基、苯基等。络合作用较强的负离子有S2-、HS-及含SH-的有机物。存在H2S时，甲基汞以(CH3Hg)2S和CH3HgS-形态存在，络
6、合能力很强。环境毒理学(1)v 甲基化反应甲基化反应 无机汞 微生物的作用 甲基汞 水体和淡水淤泥中的厌氧细菌能够产生甲烷，使无机汞甲基化。其反应式如下：HgCl2+CH4 微生物 CH3HgCl+HCl 低汞污染，pH7时 产生甲基汞(CH3HgCl)；高汞污染，pH7时 产生二甲基汞(CH3)2Hg 生态系统中，甲基汞通过食物链在生物体内富集，富集水平较高，进入人体造成更大危害。天然水溶液在非生物作用下，只要存在甲基给予体，汞也可以甲基化。在一些动物体内也存在甲基化过程。环境毒理学(1)日本的水俣病由甲基汞引起的。20世纪50年代初期，日本熊本县的水俣地区，由于建立了生产化肥和有机原料的工
7、厂，在生产氯乙烯和醋酸乙烯时需分别用氯化汞和硫酸汞作催化剂，大量的含汞废水排入附近水体，在细菌的作用下，水体中的无机汞转化为甲基汞。甲基汞又通过食物链的富集作用，使当地的鱼类含汞量过高，最后进入人体，发生了因有机汞中毒而引起的水俣病。环境毒理学(1)影响汞甲基化的环境化学因素有影响汞甲基化的环境化学因素有：1、厌氧性微生物的活动。厌氧性微生物活动需要厌氧环境，但汞的甲基化过程，主要是依靠微生物的代谢产物(甲基维生素B12)在微生物细胞外进行，不需要厌氧环境。2、pH值 水体中总甲基化取决于水的pH值 pH大，微生物以制造二甲基汞为主，此化合物在水中不稳定，不溶于水，却易挥发，逸入大气，pH低，
8、微生物以制造甲基汞为主，此化合物溶于水中，能在水中保持，被鱼、贝类吸收。3、硫化物：硫化物阻碍汞的甲基化，但如果在氧充足的水体中，硫化汞可形成甲基汞。但硫化汞的甲基化比汞离子的甲基化要缓慢得多，二者的比率为10-3:1。4、微生物数量、营养物质、温度环境毒理学(1)去甲基化作用去甲基化作用 甲基汞的降解有化学和生物两种途径。1、化学降解 CH3HgS-h CH3+HgS CH3HgS R h CH3+RS+Hg (CH3)2Hg h 2CH3+Hg CH3和一个H原子生成甲烷，或成对为乙烷。环境毒理学(1)微生物对汞的反甲基化作用 微生物分解甲基汞为甲烷和元素汞 分解二甲基汞为甲烷、乙烷和元素
9、汞 汞的生物降解(反甲基化作用)是靠生物吸收，并在生物体内依靠酶系统的作用使其分解为甲烷和金属汞。由于汞和硫的亲和力，甲基汞常与半胱氨酸结合为复合物。其过程如下：2、生物降解环境毒理学(1)甲基汞是强脂溶性化合物，几乎可被生物体完全吸收，难分解排泄，在动物体内蓄积，通过食物链而逐级富集，如：其在鱼体内的半衰期是70天。在鱼体内的甲基汞不易清除，因而它具有很大的潜在毒性。环境中的甲基汞的存在形态以氯化物、碘化物、溴化物为主，即CH3HgCl、CH3HgI、CH3HgBr，但是具有4个该原子以上的烷基汞没有直接毒性。据研究，在烷基汞系列中只有甲基汞、乙基汞和丙基汞三种最低级的烷基汞是日本水俣病的致
10、病性物质。环境毒理学(1)汞在环境中的迁移循环汞在环境中的迁移循环 汞进入水体后，经过物理化学、化学、生物等作用，或沉于底泥，或溶于水中，或富集于生物体，或挥发到大气中，从而构成汞在环境中的循环。砷化物亦可在微生物作用下发生甲基化，形成二甲砷(CH3)2AsH,它们通过食物链，转入生物体内，可能引起食物污染。环境毒理学(1)四、四、HgHg在体内的代谢在体内的代谢 吸收吸收 消化道 Hg及化合物及化合物 呼吸道 进入人体 皮肤 不同形态的不同形态的Hg，进入体内的主要途径不同，其，进入体内的主要途径不同，其吸收率主要取决于溶解度吸收率主要取决于溶解度.Hg金属金属：高度弥散性和脂溶性高度弥散性
11、和脂溶性 脂脂/水分配系数水分配系数 75：1 Hg（蒸气）（蒸气）呼吸道 70-80%肺泡膜 透过 血中的红细胞和其他细胞 血流 全身 Hg金属金属 无机无机Hg化合物化合物 有机有机Hg 消化道吸收比率 0.01%5-15%90%环境毒理学(1)分布分布 红细胞携带 肾、肝、心等脏器和组织 Hg（蒸气）（蒸气）血脑屏障 中枢神经系统 血液 身体其他部位 无机无机 Hg 与血浆蛋白结合 70-80%与硫蛋白结合 肾近曲小管 与硫蛋白结合 肝、脾等 有机有机Hg 血脑屏障 中枢神经系统 红细胞携带 肾、肝、心等脏器和组织环境毒理学(1)代谢代谢体内体内 Hg金属金属 进入 红细胞及肝细胞红细胞
12、及肝细胞 氧化 Hg2+低分子化合物（巯基蛋白等）或阴离子等结合 苯基和甲氧烷基苯基和甲氧烷基Hg 降解 无机无机Hg2+甲基甲基Hg 降解 无机无机Hg2+但反应要慢的多但反应要慢的多 各种无机或有机各种无机或有机Hg 甲基甲基Hg 而：而：二甲基二甲基Hg 肠道微生物 甲基甲基Hg体外体外Hg2+置换肝脏细胞金属硫蛋白上Zn,Cd Hg的纯蛋白的纯蛋白 +含巯基非组蛋白 Hg2+纯蛋白纯蛋白 但在体内很难进行这两种反应但在体内很难进行这两种反应 环境毒理学(1)排泄排泄Hg金属（蒸汽）金属（蒸汽）主要主要 肾脏肾脏 尿尿 排出排出 生物半减期生物半减期58天天无机无机Hg +体内汞基蛋白体
13、内汞基蛋白 胆汁胆汁 肠道肠道 排出排出 +体内低分子物质 肾脏（主要）肾脏（主要）低分子蛋白结合物低分子蛋白结合物 尿尿 排出排出 +肠道肠道 再吸收，重新进入 血液和组血液和组织织 生物半减期生物半减期40天天甲基甲基Hg 胆汁胆汁 肠道肠道主要肠道垂吸收，进入 肠肝循环肠肝循环 10%肾脏肾脏 排出排出 微生物降解 无机汞无机汞 粪便排出粪便排出 生物半减期生物半减期70天天环境毒理学(1)Hg由肾脏、胆汁排出速度较快由肾脏、胆汁排出速度较快 进入脑、睾丸、甲状腺、垂体等处的进入脑、睾丸、甲状腺、垂体等处的Hg释放很慢。释放很慢。经由呼吸道、汗腺、乳腺、唾液腺、皮经由呼吸道、汗腺、乳腺、
14、唾液腺、皮脂腺、毛囊和胎盘等处排出少量脂腺、毛囊和胎盘等处排出少量Hg环境毒理学(1)Hg毒作用毒作用 Hg金属 血液 血脑屏障 脑组织 氧化 Hg2+蛋白质 脑损害 可溶性无机Hg +金属硫蛋白 蓄积在肾、肝（靶器官）甲基Hg 血液 脑 抑制脑中蛋白质的活性和ATP产生 中枢神经系统中毒五、五、Hg毒作用及其机理毒作用及其机理环境毒理学(1)Hg毒作用的分子基础及机理毒作用的分子基础及机理 Hg2+蛋白质的蛋白质的-SH或二巯基（或二巯基（-S-S-）蛋白质结构与活性改变蛋白质结构与活性改变 Hg+生物大分子的氨基、羧基、羰基、咪唑基、嘌呤基、嘧啶基、磷酸基等重要基团 细胞结构和功能改变、损
15、伤细胞结构和功能改变、损伤 环境毒理学(1)Hg2+蛋白质的蛋白质的-SH或二巯基（或二巯基（-S-S-）蛋白质结构与活性改变蛋白质结构与活性改变v甲基甲基Hg 吸收入血吸收入血 红细胞膜的脂类吸收红细胞膜的脂类吸收 进入红细胞进入红细胞 +血红蛋白血红蛋白 的巯基的巯基 随血 血脑屏障血脑屏障 脑组织脑组织+-氨基-酮戊酸脱水酶 影响乙酰碱胆合成影响乙酰碱胆合成+硫辛酸、泛酰硫氢乙胺和辅酶A的巯基 干扰大脑丙酮酸的代谢干扰大脑丙酮酸的代谢+磷酸甘油变位酶、烯醇化酶、丙酮酸激酶、丙酮酸脱氢酶的巯基 抑制脑中的抑制脑中的ATP合成合成+细胞线粒体内的谷胱甘肽的巯基 硫醇盐硫醇盐 氧化还原功能完全
16、丧失氧化还原功能完全丧失+白蛋白和球蛋白疏水部分的巯基 蛋白质分子结构扭曲变形蛋白质分子结构扭曲变形作用于线粒体内膜 氧化磷酸化解偶联氧化磷酸化解偶联 ATP减少减少环境毒理学(1)Hg+生物大分子的氨基、羧基、羰基、咪唑基、嘌呤基、嘧啶基、磷酸基等重要基团 形成形成C-Hg 共价键共价键 细胞结构和功能改变、损伤细胞结构和功能改变、损伤 甲基甲基Hg +脑中的缩醛脂 溶血磷脂溶血磷脂 溶解细胞膜溶解细胞膜v 当Hg2+对蛋白质的数量超过巯基 Hg2+蛋氨酸的N、O键合 络合作用 +组氨酸的咪唑基的N 配位作用 +甘氨酸的氨基 配位作用环境毒理学(1)金属对金属对HgHg毒性的抑制毒性的抑制
17、SeSe SeSe与与HgHg拮抗作用拮抗作用 SeSe与与HgHg的键合方式：的键合方式：-S-Se-Hg-S-Se-Hg-阴离子阴离子 -S-Se-Hg-Hg-Se-S-S-Se-Hg-Hg-Se-S-在体内形成无活性的化合物在体内形成无活性的化合物 ZnZn Hg +Zn2+诱导的金属硫蛋白中半氨酸的巯基 保护高分子组分中的重要基团 环境毒理学(1)六、六、HgHg的环境标准的环境标准世界卫生组织（WHO）鱼体 0.5ug/kg 淡水 0.05 ug/L日本 水体总Hg 0.5 ug/L 排放Hg 5 ug/L 烷基 不得检出中国 地面水无机Hg化合物 1 ug/L 环境毒理学(1)第二
18、节第二节 镉镉 一、类型一、类型 以化合态存在 氧化镉 硫化镉（CdS）硝酸镉Cd(NO3)2 硫酸镉(CdSO4)等 主要存在于固体颗粒中环境毒理学(1)人为活动产生的废水、废气、废渣排放铅锌矿开采工业生产：有色金属冶炼、电镀、电器、合金、焊接、玻璃陶器、油漆颜料、光电池、化肥、农药等二、二、Cd的来源的来源环境毒理学(1)镉的迁移转化：镉的迁移转化：地壳中含量约地壳中含量约0.2ppm0.2ppm，土壤，土壤中一般含量中一般含量0.4ppm,0.4ppm,镉污染土壤可高达数十镉污染土壤可高达数十ppm.ppm.重金属元素镉一旦进入土壤便会长时间滞留重金属元素镉一旦进入土壤便会长时间滞留在耕
19、作层中。由于它移动缓慢，故一般不会在耕作层中。由于它移动缓慢，故一般不会对地下水产生污染。对地下水产生污染。土壤中镉的存在形态分为水溶性和非水溶性土壤中镉的存在形态分为水溶性和非水溶性镉。离子态镉。离子态CdClCdCl2 2、CdCd（NONO2 2）2 2、CdCOCdCO3 3和络合和络合态的如态的如CdCd（OHOH）2 2呈水溶性的，易迁移，可被呈水溶性的，易迁移，可被植物吸收，而难溶性镉的化合物如镉沉淀物、植物吸收，而难溶性镉的化合物如镉沉淀物、胶体吸附态镉等为难溶性镉，不易迁移和为胶体吸附态镉等为难溶性镉，不易迁移和为植物吸收。但两种形态在一定条件下可相互植物吸收。但两种形态在一
20、定条件下可相互转化。转化。三、三、Cd Cd的环境转归的环境转归环境毒理学(1)在旱地土壤中多以在旱地土壤中多以CdCOCdCO2 2、CdCd3 3（POPO4 4）2 2和和CdCd（OHOH）2 2形态存在，其中以形态存在，其中以CdCOCdCO3 3为主，尤为主，尤其是在其是在pHpH大于大于7 7的石灰性土壤中明显。的石灰性土壤中明显。淹水土壤则是另一情况，淹水土壤则是另一情况，如水稻土。当如水稻土。当土壤内积水时，在水下形成还原环境，有土壤内积水时，在水下形成还原环境，有机物不能完全分解而产生硫化氢，当施用机物不能完全分解而产生硫化氢，当施用硫酸铵肥料时，由于硫还原细菌的作用，硫酸
21、铵肥料时，由于硫还原细菌的作用，也大量生成硫化氢。在含硫化氢的还原环也大量生成硫化氢。在含硫化氢的还原环境中，镉多以境中，镉多以CdS的形式存在于土壤中，的形式存在于土壤中，而溶解度下降形成难溶性而溶解度下降形成难溶性CdS形态。所以，形态。所以，在单一种植水稻的土壤中在单一种植水稻的土壤中CdS积累将占优积累将占优势。势。环境毒理学(1)作物对镉的吸收，随土壤作物对镉的吸收，随土壤pH值的增高而值的增高而降低降低;土壤中的有机质能与镉螯合成螯合土壤中的有机质能与镉螯合成螯合物，从而降低镉的有效性；其次氧化物，从而降低镉的有效性；其次氧化-还还原电位也影响作物对镉的吸收，原电位也影响作物对镉的
22、吸收，Eh低或低或Eh降为零，则有利于形成难溶性的硫化降为零，则有利于形成难溶性的硫化镉。镉。试验表明水稻各组织对镉的浓集量按根试验表明水稻各组织对镉的浓集量按根杆叶鞘叶身稻壳糙米杆叶鞘叶身稻壳糙米环境毒理学(1)吸收吸收 Cd Cd 经肠胃道经肠胃道 吸入率吸入率1-7%1-7%经呼吸道经呼吸道 30%30%吸烟是重要来源吸烟是重要来源 经皮下和肌肉注射经皮下和肌肉注射 吸收缓慢吸收缓慢分布分布 Cd Cd 吸收 血液血液 2/3 Cd+2/3 Cd+血红蛋白血红蛋白 Cd+Cd+细胞中的金属硫蛋白细胞中的金属硫蛋白 贮存 肾、肝、脾、肺、肾、肝、脾、肺、胰腺、甲状腺、肾上腺、睾丸及卵巢等胰
23、腺、甲状腺、肾上腺、睾丸及卵巢等 Cd Cd 胎盘屏障等胎盘屏障等 生物半减期：生物半减期：20-3020-30年年排泻排泻 Cd Cd 经口 体内体内 90%粪便排出粪便排出 Cd Cd 吸收 肾脏肾脏 尿尿 四、四、CdCd在体内的代谢在体内的代谢 环境毒理学(1)五、五、CdCd毒作用及其机理毒作用及其机理CdCd毒作用的分子基础及机理毒作用的分子基础及机理 CdCd +巯基蛋白 酶活性抑制或失活酶活性抑制或失活 CdCd +巯基蛋白在生物体内长期蓄积在生物体内长期蓄积 Cd Cd 的抗癌作用的抗癌作用 金属对金属对CdCd毒性的抑制毒性的抑制 环境毒理学(1)CdCd +巯基蛋白巯基蛋
24、白 酶活性抑制或失活酶活性抑制或失活v CdCd +蛋白质分子（含巯基、氨基、羧基）CdCd结合蛋白结合蛋白 抑制酶活性抑制酶活性 Cd Cd +氨酰基氦酞酶蛋白质分子 CdCd置换置换ZnZn（Co,CuCo,Cu）氨酰基氦酞酶失失 活减少蛋白质的分解和再吸收活减少蛋白质的分解和再吸收 Cd Cd +蛋白质分子（含巯基、氨基、羧基）CdCd结合蛋白结合蛋白 损失肾小管损失肾小管 糖尿、蛋白尿、氨基酸尿症状糖尿、蛋白尿、氨基酸尿症状 尿中尿中Ca,P,Ca,P,粘蛋白增加粘蛋白增加 粘度增加粘度增加 晶体晶体-胶胶体关系改变体关系改变 肾结石肾结石 Cd Cd +蛋白质分子（含巯基、氨基、羧基
25、）CdCd结合蛋白结合蛋白 肠道 阻碍阻碍FeFe吸收吸收 尿中尿中FeFe排出排出 贫血贫血 Cd Cd +蛋白质分子（含巯基、氨基、羧基）CdCd结合蛋白结合蛋白 骨髓 抑制血红蛋白的合成 环境毒理学(1)CdCd +巯基蛋白巯基蛋白 在生物体内长期蓄积在生物体内长期蓄积 长期接触长期接触CdCd 吸烟者吸烟者 Cd蓄积 肾、肝、肺（肾、肝、肺（30mg)Cd30mg)Cd硫蛋白硫蛋白Cd-MTCd-MT 在肾脏长期在肾脏长期MTMT贮存贮存 在肾小球过滤 肾小管吸收肾小管吸收 异化，重新合成 Cd-MT Cd-MT 在肾近曲小管细胞 MTMT耗尽耗尽 作用于线粒体 膨胀、变性膨胀、变性
26、诱导肝脏中诱导肝脏中MTMT合成，置换合成，置换MTMT的的ZnZn CdCd2+2+进入核细胞 达到最大浓度 DNA DNA结构和功能的改变结构和功能的改变 硫镉蛋白硫镉蛋白 干扰干扰RNARNA多聚酶活性多聚酶活性 环境毒理学(1)CdCd 的抗癌作用的抗癌作用 N-亚硝基二乙胺（亚硝基二乙胺（NDEA）诱发）诱发 肝脏肿瘤和肺部肿肝脏肿瘤和肺部肿瘤，其中瘤，其中MT极少，而正常细胞中很高。极少，而正常细胞中很高。Cd Cd 诱导 MTMT增加增加 抑制抑制NDEA NDEA 抗癌抗癌 金属对金属对CdCd毒性的抑制毒性的抑制 Se Se SeSe与与CdCd拮抗作用拮抗作用 Se+CdS
27、e+Cd2+Cd-Se Cd-Se络合物络合物 抑制抑制CdCd毒作用毒作用 ZnZn Cd+MTCd+MT中的中的ZnZn2+MTMT中的中的Cd+ZnCd+Zn2+毒性降低毒性降低 促进促进MTMT形成形成 Fe CuFe Cu 环境毒理学(1)六、六、CdCd的环境标准的环境标准食品中最高容许浓度：食品中最高容许浓度：0.2mg/kg 地面水和生活饮水：地面水和生活饮水：CrCr3+3+有机有机CrCr吸收率吸收率 无机无机Cr Cr 呼吸道吸收呼吸道吸收CrCr与其化合物的溶解度密切相关与其化合物的溶解度密切相关 三、三、Cr在体内的代谢在体内的代谢 环境毒理学(1)分布分布 Cr 经
28、口 肝、肾、脾、骨骼 经呼吸道 肺、脾 Cr 血液 +血浆中的含Fe球蛋白、白蛋白 血液中Cr占体内总Cr的1-10%正常人体总Cr 6ug Cr Cr6+6+穿过 红细胞膜红细胞膜 +血红蛋白血红蛋白 Cr Cr3+3+红细胞膜红细胞膜 环境毒理学(1)排泄排泄 呼吸道 Cr 低分子量结合物 尿液排出 经口 Cr 肠道排出 汗液、乳汁、毛发、指甲排出 Cr生物整体半衰期：27d 肺：12.8d 肝:1.2d 尿尿:正常人正常人 Cr 5.9-10ug/d 有害下限有害下限 50ug/L 人发人发 正常正常 Cr 0.69-0.96ug/g 男性 0.27 ug/g 女性 0.57ug/g环境
29、毒理学(1)四、四、Cr的毒作用及其机理的毒作用及其机理Cr酸盐 红细胞膜 红细胞 +生物大分子 Cr6+Cr3+抑制谷光甘肽 还原酶活性，出现高铁血红蛋白，红细胞携带氧的机能发生障碍 内窒息 缺氧Cr6+吸入鼻腔 隔粘膜 强氧化作用 鼻腔瘙痒、干燥、反复出血、结痂，鼻中隔溃疡 鼻中隔软骨穿孔Cr致敏作用 Cr6+红细胞膜 还原 Cr3+产生对Cr3+的抗体环境毒理学(1)Cr6+致癌物 细胞内Cr6+GHS还原维生素CCr5+、Cr4+和C自由基 Cr3+Cr5+、Cr4+、C分子自由基、Cr3+浓度取决于还原剂的浓度；Cr6+还原过程，Cr5+对 DNA加合物和C自由基形成起积极作用，造成
30、DNA的单链断裂。Cr6+（K2Cr2O7）细胞核 被细胞色素P-450的电子转移系统还原 Cr3+DNA 形成DNA和蛋白质的交联，Cr定位于DNA与蛋白质之间 细胞染色体畸变环境毒理学(1)人体Cr3+正常需要摄入量：0.02-0.5mg/d 饮用水标准：Cr6+0.1mg/L 渔业用水标准：Cr6+0.05 mg/L Cr3+0.5 mg/L 灌溉用水标准：总Cr 0.1 mg/L 大气总Cr 0.15 mg/m3 车间大气总Cr 骨骨 肾、肺肾、肺 其他影响因素 职业 地区 年龄环境毒理学(1)代谢代谢 无机Pb 与巯基蛋白结合 主要 形成磷酸铅（稳定）磷酸氢铅 甘油磷酸铅 四乙铅 肝
31、脏内 三乙铅 分解 二乙铅、无机铅环境毒理学(1)排泄排泄 Pb 经口 90%Pb 肠道 排出 Pb 经呼吸道 气管 痰咳出 咽入消化道 肺 吸收 血 尿液排出 Pb 肾脏(重要排泄器官)人体血Pb正常 肾小球分泌（主要）人体血Pb高或中毒 肾小管排泄（增多）汗液排Pb 正常人：0.256mg/d 人乳 0.1 mg/d 毛发 Pb在人体内的生物半减期：4年 骨骼：21年 环境毒理学(1)四、铅的毒作用及其机理四、铅的毒作用及其机理 铅对血红蛋白合成的障碍(卟啉代谢)铅抑制一氨基一酮戊酸脱水酶(ALAD)，铅抑制血红素合成酶和粪卟啉原脱羧酶 ，铅还影响红细胞中的核糖核蛋白体和可溶性的核糖核酸，
32、铅还可直接抑制红细胞膜Na+/K+一ATP酶活性。铅对神经系统的作用铅使ALA（合成酶）增多，铅还能对脑内儿茶酚胺代谢发生影响，受损神经主要是神经细胞膜的改变和脱髓鞘 铅对肾脏的作用 损害线粒体，影响ATP酶而干扰主动运转机制，损害近曲小管内皮细胞及其功能，造成肾小管重吸收功能降低，同时还影响肾小球滤过率降低。环境毒理学(1)合成酶一氨基一酮戊酸脱水酶环境毒理学(1)急性或亚急性中毒 临床特点为剧烈腹绞痛、贫血、中毒性肝病、中毒性肾病、多发性周围神经病。表现头晕全身无力、肌肉关节酸痛、不能进食、便秘或腹泻、肝脏肿大、肝区压痛、黄疽血压升高实验室检查:除铅中毒指标明显升高外，胆红质升高、ALA升
33、高;尿中可见红细胞、白细胞、尿卟胆原阳性;血色素和红细胞均下降。神经系统检查，可发现四肢末端呈手套袜子型感觉减退，肌肉萎缩及肌无力。严重者发生铅麻痹，即垂腕、垂足症;铅毒性脑病，出现剧烈头痛、抽搐、谵妄、惊厥、木僵甚至昏迷。个别病人可发生麻痹性肠梗阻。一般说来，经驱铅治疗后，可很快恢复，除铅中毒性脑病外，很少有后遗症，预后良好。环境毒理学(1)慢性中毒 职业性铅中毒多为慢性中毒，临床上有神经、消化、血液等系统的综合症状。神经系统:主要表现为神经衰弱、多发性神经病和脑病。消化系统:轻者表现为一般消化道症状，重者出现腹绞痛 血液系统:主要是铅干扰血红蛋白合成过程而引起其代谢产物变化，多为低色素正常
34、红细胞型贫血。其他系统:出现氨基酸 蛋白尿、红细胞、白细胞和管型及肾功能减退，提示中毒性肾病，伴有高血压。此外尚可引起甲状腺功能减退。女工对铅较敏感，特别是孕妇和哺乳期，可引起不育、流产、早产、死胎及婴儿铅中毒。男工可引起精子数目减少、活动减弱及形态改变。环境毒理学(1)血铅对成年人健康影响的效应水平（ug/dl）效应水平 血液学 神经系统 肾脏效应 生殖功能 心血管100120 脑部体征 慢性肾病80 贫血60 女性生殖效应50 Hb降低 脑干症状 睾丸功能改变40 尿ALA(合成酶)增加 周围神经症状 尿粪卟啉增加 和体征30 血压增高2530 男性 RBC(原 卟啉)增加1520 女性(
35、RBC原 卟啉)增加10 ALAD抑制一氨基一酮戊酸脱水酶环境毒理学(1)诊断与鉴别诊断 诊断可分四级:1、铅吸收:仅尿铅或血铅升高但无临床症状者。2、轻度铅中毒:有神经衰弱综合征及尿铅或血铅升高外，尚有尿CP、尿一ALA、血FEP、血ZPP中一项异常者。3、中度铅中毒:在轻度铅中毒基础上，如出现腹绞痛、贫血、中毒性周围神经病、中毒性肝病、中毒性肾病中一项者。4、重度铅中毒:铅麻痹或铅脑病者。驱铅试验可以辅助诊断，服用CaNa2EDTA 0.51.0g，视其尿铅含量判断。环境毒理学(1)治疗铅中毒对慢性铅中毒主要采用驱铅治疗。目前有肯定效果的络合剂驱铅作用强弱情况:CaNa3DTPA(钙促排灵)CaNa2EDTA(依地酸钠钙)ZnNa3DTPA(锌促排灵)Na2DMS(二琉基丁二酸钠)、DMSA(二琉基丁二酸)811(螯合羧酚)。铅绞痛治疗 铅脑病治疗 环境毒理学(1)预防铅中毒用无毒或低毒物质代替铅;采用机械化、自动化生产;改革产品剂型;控制熔铅温度;加强局部通风、排毒装置;加强个人防护措施。定期监测工作场所铅浓度。定期健康监护，包括就业前体检及每半年或一年定期体检，血铅和ZPP可作为筛选指标。及时发现就业禁忌症和早期发现铅中毒病人及时处理。环境毒理学(1)2022-11-22环境毒理学(1)
