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生态毒理学《环境毒理学》朱琳主译，高等教育出版社，2007年1月《生态毒理学》周启星孔繁翔朱琳主编，科学出版社，2004年9月《生态毒理学原理》赵园王太平译，化学工业出版社，2007年1月第一章绪论一、毒物与毒理学1.毒物“Everythingisapoison…itisonlythedosethatmakesitnotapoison.”（Paracelsus，瑞士，1493－1541）Toxin：毒素，生物产生（venom:毒液）Poison：毒药，人工合成药物，有目的性Toxicant：有毒物质，广义，不一定有目的性Xenobiotics：异生质，外源物，非自然界产生pollutant,chemicals,contaminant,taintedmatter,toxicsubstance第一章绪论一、毒物与毒理学剂量：实际进入到生物体内的量。单位：mg/kg体重，有时也用mg/L（体液的体积，如血液）浓度：暴露环境中的量。单位：mg/L、mg/m3（水或空气的体积），mg/kg（固体介质的重量，如土壤）第一章绪论一些潜在有害物质的急性半致死剂量（LD50）化学物质作用目标/生物LD50（mg/kg体重，口服）硫酸钠锆大鼠10000乙醇人7000氯化钠人3000硝酸锆大鼠2500硫酸铜人1500酒石酸锑大鼠800钼酸铵大鼠680酒石酸锑兔115DDT人100尼古丁人60硫酸铊大鼠25硒酸钠兔3.5海豚毒素人0.02二噁英人0.02第一章绪论毒物分类通常采用的一些方法分类范畴物理状态气体、液体、固体、尘用途农药、溶剂、添加剂化学结构芳香胺类、脂肪族类、乙二醇一般作用大气污染物、慢性毒物、工业毒品效应致癌物质、致突变物质、致畸物质目标器官神经毒素、肝毒素、肾毒素作用机制刺激剂、抑制剂、阻碍剂毒作用潜力轻度毒性物质、中度毒性物质、超毒性物质标签需要氧化剂、酸、爆炸物质一般分类塑料、有机化学品、重金属第一章绪论2.毒理学及其发展2.1古代毒理学打猎、医药、中毒、解毒、炼丹术2.2现代毒理学1713：BernadinoRamazzini（意大利医生）的经典作品《工人的疾病》系统阐述了职业暴露风险许多方面的问题。1815：MattienOrfila（西班牙医生），他探讨了许多今天仍然被认为是较为准确无误的毒理学问题，包括体内存在的化学品与观测到的中毒症状之间的关系，以及这些化学品从体内排除的机制。第一章绪论19世纪上半叶：生理学家ClaudeBernard开创了利用动物受控实验来探索毒作用过程的实验室研究方法。1924年，Carperter的几篇论文第一次揭示了酸矿废水中微量金属对鱼的影响。1944年，Anderson建立了以甲壳纲动物大型蚤做为标准试验生物的方法。1951年，Doudoroff和他的同事建立了用鱼做毒性标准测试的方法。第一章绪论二、环境毒物与生态毒理效应1.环境污染与环境毒物1.1大气污染：酸性气体、有机毒物、次生污染物1.2水体污染：重金属、农药、有机废物、石油、放射性物质、生物性物质、无机毒物（N、P）1.3土壤污染：重金属、石油烃、痕量有机毒物、化工产品、富营养废弃物、放射性核素、致病生物第一章绪论2.生态毒理效应2.1大气污染：植物、陆生动物；土壤微生物、水生生物2.2水体污染：直接毒害、间接危害（富营养化、pH、缺氧）2.3土壤污染：直接、间接（土壤特性、生态结构）3.人体健康影响3.1呼吸、皮肤接触3.2饮水3.3饮食、食物链转移几种污染物的人体健康效应污染物人体健康效应铅不育，流产，死产，神经错乱，神经衰弱，腹部不适，便泌、贫血，记忆力低下砷呼吸道皮癌；淋巴瘤；白血病；皮肤癌；肝血管瘤镉呼吸道皮癌；前列腺癌H2S恶臭难闻，恶心、呕吐，影响人体呼吸、血液循环、内分泌、消化和神经系统，昏迷，中毒死亡NOx闻到有异味，支气管炎、气管炎，肺水肿、肺气肿，呼吸困难，直至死亡SO2视程减少，流泪，眼睛有炎症。闻到有异味，胸闷，呼吸道有炎症，呼吸困难，肺水肿，迅速窒息死亡粉尘伤害眼睛，视程减少，慢性气管炎、幼儿气喘病和尘肺，死亡率增加，能见度降低，交通事故增多光化学烟雾眼睛红痛，视力减弱，头疼、胸痛、全身疼痛，麻痹，肺水肿，严重的在1小时内死亡CmHn皮肤和肝脏损害，致癌死亡CO头晕、头疼，贫血、心肌损伤，中枢神经麻痹、呼吸困难，严重的在1小时内死亡氟和氟化氢强烈刺激眼睛、鼻腔和呼吸道，引起气管炎，肺水肿、氟骨症和斑釉齿，Cl2和HCl刺激眼睛、上呼吸道，严重时引起中毒性肺水肿铬皮肤病；消化道或呼吸道皮癌苯对血造成不良影响，白血病二溴氯丙烷精子数量减少，不育症氯乙烯血管肉瘤，肝癌石棉肺癌多氯联苯氯痤疮三、生态毒理学的基本框架1.基本框架生态毒理学个体生态毒性为中心人体健康核心论生态健康核心论系统生态毒性为重点??三、生态毒理学的基本框架2.基本内涵（1）认为生态毒理学不仅应该包括人体健康效应的研究，即探讨各种环境毒物是如何影响人体健康的，并关注其中机理的探索，并且强调了解环境毒物对植物、动物和微生物的影响和机理，其本质是为了更好地理解环境毒物对人体健康和人类可持续发展的影响，即所谓人体健康核心论；（2）认为生态毒理学一般是指关于环境毒物对生态受体的影响及其机理的研究，完全反对涉及人体健康效应问题的探讨，把环境毒物对人体作用特点的研究以及其临床表现、病变转归、诊断指标和治疗效果的观察，都归为环境医学的研究内容；三、生态毒理学的基本框架（3）着重对污染条件下生物个体的不良反应及其动力学进行观察和研究；（4）由于生态学研究的实质是环境与生物相互关系的阐述，强调生态毒理学应该着重研究毒物对生态系统的影响，而不应看重对单个生物个体健康的影响。三、生态毒理学的基本框架3.学科定义生态毒理学是研究有毒、有害物质以及各种不良生态因子对生命系统产生毒性效应以及生命系统反馈解毒与适应进化及其机理与调控的一门综合性科学。可见，生态毒理学主要研究已知或可疑有害物质特别是环境中的污染物质对生态系统产生的影响和机理，包括对植物、动物和微生物个体健康、种群或群落以及生态系统可持续发展构成的危害作用及其微观机理。以上关于生态毒理学的学科定义与内涵，一是强调污染环境与生命系统的相互作用关系，二是围绕生态系统水平上的毒理效应开展研究，三是重视分子水平上的生态毒理过程的探索。三、生态毒理学的基本框架4.生态毒理学的形成与发展许多环境毒理学家和生态毒理学家的书都认为RachelCarson的《寂静的春天》（1962）是唤起公众对人造毒物给人类和环境所造成潜在危害的意识的里程碑。Ashby认为《寂静的春天》成为了“公众意识的发动机”，这不仅仅对过去，而且对现在仍然有意义。正如Rodricks（1992）所说的那样，《寂静的春天》“使现代社会对环境中的化学物与其他物质的综合作用感到害怕，同时也成全了毒理学的新发展”。有一点是肯定的，那就是扎实的学术研究及相关对环境中毒物研究和《寂静的春天》发表是同步的。三、生态毒理学的基本框架1969年Truhaut开创了生态毒理学。生态毒理学将毒理学研究从个体层次提升到群体层次，着重研究化学品和放射物对生物的毒效应。Truhaut对生态毒理学的定义是“毒理学的分支学科，着重研究自然的和人造的污染物对动物（包括人）、植物、微生物的整个生态系统的毒效应。”三、生态毒理学的基本框架Butler（1978）引用Truhaut（1975）关于生态毒理学与经典毒理学区别的观点。认为在生态毒理学领域，环境污染物最终效应的评估必须涉及下列4个方面：1.被释放到环境中；2.无论有无化学形态改变都进入生物体；3.暴露于一个或多个靶器官；4.发生个体、种群、群落的反应。三、生态毒理学的基本框架5.生态毒理学的分支学科生态毒理学植物生态毒理学动物生态毒理学微生物生态毒理学分子生态毒理学大气生态毒理学水生生态毒理学陆生生态毒理学理论生态毒理学实验生态毒理学应用生态毒理学工业生态毒理学农业生态毒理学矿区生态毒理学城镇生态毒理学三、生态毒理学的基本框架6.相关学科环境毒理学：利用毒理学方法，研究环境污染物对人体健康的影响及其机理的学科。它是环境医学的一个组成部分，也是毒理学的一个分支。环境毒理学主要研究环境污染物及其在环境中的降解和转化产物在体内的吸收、分布、排泄等生物转运过程和代谢转化等生物转化过程，阐明环境污染物对人体毒作用的发生、发展和消除的各种条件和机理。相应地，这一学科的主要任务包括：①研究环境污染物及其在环境中的降解和转化产物对机体造成的损害和作用机理；②探索环境污染物对人体健康损害的早期观察指标，即用最灵敏的探测手段，找出环境污染物作用于机体后最初出现的生物学变化，以便及早发现并设法排除；③定量评定有毒环境污染物对机体的影响，确定其剂量与效应或剂量－反应关系，为制定环境卫生标准提供依据。三、生态毒理学的基本框架6.相关学科环境毒理学与生态毒理学的区别区别点环境毒理学生态毒理学主要研究内容对人体健康的影响对生态系统健康的胁迫实验方法基于动物实验的观察结果进行推论或对病人进行实验观察直接采用相应的植物、动物和微生物进行实验与观测主要任务阐明环境毒物对人体健康的影响及其机理揭示环境毒物对生态系统及其不同组分的毒害效应及其机理学科归属医学生态学三、生态毒理学的基本框架6.相关学科毒理生态学：毒理生态学与生态毒理学都是生态学与现代毒理学相互交叉和融合而形成的新兴边缘学科。顾名思义，前者派生于生态学，更多地采用生态学原理来研究、阐明环境毒物对生态系统及其组分的影响及其机理，属于生态学的分支学科；后者则偏重于毒理学问题的研究，应该偏向归为现代毒理学的范畴。四、生态（环境）毒理学的社会学领域1.环境运动：环境毒理学发展是伴随着社会和政治关注的。从这一点上看，社会和政治成为科学方法的补充，进而成为其中的一部分，或者说社会和政治与是否与科学一样客观是不重要的。从历史文献和政治运动主义中很容易理解所谓的环境运动是深入于社会和政治活动中的。这一趋势从20世纪60年代中后期延续到现在，其目的是保护被人类活动破坏了的环境。科学家和环境保护者间是可以互惠互利的。有证据表明：一方面社会和政治的关注刺激了对环境问题的科学研究；另一方面，科学研究的成果推动了环境保护事业的发展。四、生态（环境）毒理学的社会学领域2.管理：对环境退化的一般性认识始于20世纪60年代，并在70年代得到较快发展，环境问题受到公众的关注，很大程度源于环境运动的成功，它作为一种破坏形式与人类的经济行为联系在了一起。（区域性管理）到20世纪80年代，许多局部污染源和点源都已被发现并得到控制。随着人们对污染成因和影响的深入理解，以及其带动的工程和分析化学技术的提高，许多污染严重的点源向大气和水体中的排放已经受到相关法规、法令和排污许可等的制约。（国家层面管理）在过去的二、三十年中，国与国之间缔结关于环境保护方面的友好条约已经成为一种趋势。（国际化管理）五、生态毒理学研究发展方向（1）深入探讨多种环境毒物作用于机体或生态系统的复合污染生态毒理效应及其机理，发展联合效应理论及其实验模型；（2）深入研究新型污染物及环境次生毒物的产生过程，包括污染物在环境中的降解和转化产物以及各种环境污染物在环境因素影响下相互反应形成的各种转化产物，以及所导致的次生生态毒理效应及其机理，以及新、老污染联合胁迫的生物学变化与反应；五、生态毒理学研究发展方向（3）深入揭示环境毒物的化学结构、不同浓度组合同它们的生态毒性之间的关系，探索环境毒物的多水平、长时间暴露的生态毒理过程规律，强化环境毒物长时间低水平暴露的生态毒理效应的研究；（4）开展种群或群落水平的生态毒理学研究，建立环境毒物与新型疾病之间的确切关系，进一步完善致突变作用的试验方法，把环境毒物对动物神经功能、行为表现以及免疫机能的影响作为一种早期观察的敏感生态指标进行深入研究；（5）充分吸收分子生物学的最新成就，加强分子生态毒理学的研究，提高生态毒理效应的微观认识水平。五、生态毒理学研究发展