第3章 污染物的生物效应检测
污染物的生物效应检测
D. 效应与反应
• 效应（effect）:是量效应，表示接触一定剂量的环境污染物后，引起的机 体个体发生的生物学变化，多用计量单位表示。
• 反应（response）:是质效应，指接触某一化学物的群体中出现某种效应的 个体在群体中所占比率。一般以百分率或比值表示，如发病率、死亡率、 肿瘤发生率等。
2、 受试生物的选择 （P97） • 有代表性、对毒物具有敏感性、试验的可行性。
3、生物测试的标准化
• 生物测试的影响因素：
受试生物、试验条件和不同的实验室
• 为便于比较和分析测试结果，必须把测试方法标准化。 应具有精确 性、重复性、可操作性和可比性。
• 【测试条件、生物规格、操作程序方法等规定】
危害性(Hazard)：指定性表示外源化学物对人群健康引起的有害作用。
安全性(Safety)：是指无危险或危险度，可为社会接受(即危险度可忽略)， 即笼统地指在通常条件下接触化学物对人体和人群健康不会引起有害作 用。
F、安全限值
► 安全限值即卫生标准：是指为保护人群健康，对生活和生产环境和各种介质(空气、 水、食物、土壤等)中与人群身体健康有关的各种因素(物理、化学和生物)所规定 的接触浓度和接触时间的限制性量值，在低于此种浓度和时间内，根据现有的知 识，不会观察到任何直接和或间接的有害作用。也就是说，在低于此种浓度和时 间内，对个体或群体健康的危险度是可忽略的。
5、与生物大分子（蛋白质、核酸、脂质）结合。毒物与生物大分子相互作 用主要方式有两种，一种是可逆的，一种是不可逆的。如底物与酶的作用是可 逆的，共价结合形成的加成物是不可逆的。
第03章 污染物的生物效应检测2
Hb-加合物最常用的测定方法
间接反映连接于DNA的加合物 动物实验中已发现有50多种化学物质可与Hb反应，致突变物 及致癌物均可与Hb连接 色谱-质谱(GC-MS，gas chromatography-mass spectroscopy)法 免疫法检测 灵敏度因化学物质和选用方法不同而异 其加合物可作为中长期暴露的指标
优点——检测能力强、应用范围广，可检测任何化学 物与DNA的连接，尤其是可用于环境中生物样品的加 合物测定以及判断化合物的毒性，包括纯品或混合物 是否有潜在的致癌作用，同时具有极高的灵敏度，可 检测到109个碱基中的一个DNA加合物。
蛋白加合物
外周血蛋白（血红蛋白、血清白蛋白） 血红蛋白（Hb，hemoglobin）
一、致突变效应
基本概念
生物体的遗传物质发生了基因结构的变化称为突变 （Mutation）—广义突变的概念。
同步荧光法 低温激光法 激光-发射荧光法。
荧光法的长处
不破坏DNA链 可区分出加合物的不同立体异构体 DNA链不同位点上的加合物
32P-后标记法（32P-postlabeling
Assay）
基本原理——先将分离出的DNA用一定的酶水解成正 常的单核苷酸和形成了加合物的单核苷酸，并进一步 将二者分离，再用32P标记的ATP将带有加合物的单 核苷酸标记，然后用双向层析、放射自显影、液闪计 数等方法定量。
谷胱甘肽硫转移酶
谷胱甘肽硫转移酶（glutathione-Stransferase GST）分布广泛。 哺乳动物中肝的可溶部分中GST的浓度最高。
四、抗氧化防御系统检测
第三章有机污染物的环境生态效应
第三章有机污染物的环境生物效应环境效应是指在环境要素作用下环境受到影响的现象及其后果。
环境因素的变化导致生态系统变异而产生的后果即为环境生态效应。
大量工业废水排入江、河、湖、海，对生态系统产生毒性作用，使鱼类受害而减少甚至绝灭；任意砍伐森林，会造成水土流失，产生干旱、风沙灾害，同时使鸟类减少，害虫增多；致畸、致癌、致突变物质的污染引起畸形和癌症患者增多。
这些都是污染物环境生态效应的表现。
污染物在生物体内的富集放大及生物迁移的过程是导致环境生物效应的主要原因。
第一节有机污染物在生物体内的迁移（资料来源王焕校，2000）一、有关生物对污染物吸收、迁移的几个基本概念1．安全浓度生物与某种污染物长期接触，仍未发现受害症状，这种不会产生症状的污染物浓度称为安全浓度。
2．最高允许浓度生物在整个生长发育周期内，或者是对污染物最敏感的时期内，该污染物对生物的生命活动能力和生产力没有发生明显的影响的最高浓度，称为最高允许浓度。
3．效应浓度超过最高允许浓度，生物开始出现受害症状，接触毒物时间越长，受害越重。
这种使生物开始出现受害症状的浓度称为效应浓度。
EC50、EC70、EC90 分别代表在该浓度下有50％、70％、90％的个体出现特殊效应。
4．致死浓度当污染物浓度继续上升到某一浓度，生物开始死亡，这时的浓度称为致死浓度。
LC50、LC70、LC90、LC100 分别代表毒害致死50％、70％、90％、100％的个体的阀门。
二、植物对有机污染物的吸收与迁移（一）植物对污染物的吸收1．植物对气态污染物的粘附和吸收植物能粘附和吸收气态污染物。
植物粘附污染物数量，主要取决于植物表面积和粗糙程度。
污染物能通过叶面气孔或径部皮孔进入植物体内。
2．植物对水溶态污染物的吸收植物吸收水溶态污染物的器官是根，但叶片也能吸收水溶性污染物。
水溶性污染物主要通过两个途径达到根表面：（1）质体流途径，即污染物随蒸腾拉力，在植物吸收水分时与水一起到达植物根部；（2）扩散途径，即通过扩散作用而到达根部。
第三章污染物的生物效应检测
急性毒性试验（Acute Toxicity Test）
急性毒性试验（Acute Toxicity Test）
• 研究化学物质大剂量一次染毒或24小时内多次染毒动物所引 起的毒性的试验。
• 其目的是短期内了解该物质的毒性大小和特点，并为进一步 开展其他毒性试验提供设计依据。
3.4.1致突变试验
基本概念
• 突变（Mutation） • 基因突变（Gene Mutation ）和染色体畸变（Chromosome
Mutation ） • 致突变作用（Mutagenesis）和致突变物（Mutagen）
致突变试验的目的
• 致突变试验的目的是为了检查受试物对机体遗传过程有无影 响的方法。
• 动物死亡数目和死亡时间 • 病理检查：对于试验时立即死亡的动物，可解剖，分析死亡
原因，看是技术事故还是中毒引起的死亡。
确定半数致死量（LD50） 试验结果
• LD50值越小，毒性越大。 • 急性毒性试验结果只能粗略地表示某化学物质的毒性，而不
能全面反映其毒性。 • 由于动物种属、性别、染毒方式的不同，所表现的毒性也不
一致，故表示LD50应注释明动物种类和染毒方式。
亚慢性毒性试验和慢性毒性试验
亚慢性毒性试验和慢性毒性试验
蓄积毒性试验
• 蓄积系数法（Cumulative Coefficient Method）：用来评价环境 污染物蓄积作用的方法。
• 蓄积系数K＝
LD 50(n)
LD 50(1)
• 生物半减期T＝ (t2 t1) lg 2 lg y1 lg y2
急性毒性试验类型
• 哺乳动物急性毒性试验 • 水生生物急性毒性试验 • 蚯蚓急性毒性试验
《环境生物学》_课后习题答案及复习重点
环境生物学第一章环境污染的生物效应1.概念解释环境污染：有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统的结构和功能发生改变，对人类以及其它生物的生存和发展产生不利影响的现象。
环境生物效应：各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果。
污染源：向环境排放有害物质或对环境产生有害物质的场所、设备和装置。
或造成环境污染的污染物发生源。
污染物：进入环境后使环境的正常组成结构、状态和性质发生变化，直接或间接有害于人类生存和发展的物质，是造成环境污染的重要物质组成。
优先控制污染物：由于有毒物质品种繁多，不可能对每一种污染物都制定控制标准，因而提出的在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制的对象。
污染物形态：环境中污染物的外部形状、化学组成和内部结构的表现形式。
污染物迁移：污染物在环境中发生的空间位置的移动及其引起的富集、分散、消失的过程。
污染物转化：污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变形态或转变为另一种物质的过程。
2.污染物在环境中的迁移方式和转化途径。
迁移方式：机械迁移（水、气、重力）；物理化学迁移（最重要的形式）；生物迁移（吸收、代谢、生长、死亡等）。
转化途径（转化形式有物理、化学、生物转化）在大气中，以光化学氧化、催化氧化反应为主；在水体中，氧化还原作用，配合作用，生物降解作用；在土壤中，生物降解为主。
3.什么是生物转运？污染物透过细胞膜的方式。
生物转运：环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。
方式：被动转运（简单扩散和滤过）；特殊转运（主动运输和易化扩散）；胞饮作用（吞噬作用）。
4.什么是污染物在体内的的生物转化？生物转化过程和主要反应。
污染物在体内的的生物转化：外源化合物进入生物机体后在有关酶系统的催化作用下的代谢变化过程。
过程：一般分为I、II两个连续的作用过程。
在过程I（相I反应）中，外源化合物在有关酶系统的催化下经由氧化、还原或水解反应改变其化学结构，形成某些活性基团或进一步使这些活性基团暴露。
环境污染物的生物学效应及其鉴定方法
环境污染物的生物学效应及其鉴定方法随着工业化和城市化的发展，环境污染问题日益严峻。
环境污染物包括有机物和无机物等，它们对生态环境和人类健康造成了极大的威胁。
本文将从生物学角度探讨环境污染物的生物学效应及其鉴定方法。
一、环境污染物的生物学效应环境污染物对生物体的生物学效应可以表现为多方面的影响，包括形态学、生理学、生化学和分子水平等。
1. 形态学效应环境污染物对生物体的形态学影响最易被观察到，包括变异、畸形和变异等。
这些影响主要是环境污染物对生物体的生长和发育的干扰所致。
在农业生产中，农药和化肥等污染物的使用使得农作物的品质和数量下降；在城市化过程中，空气和水污染对植物的形态和数量也产生了严重的影响，如树木的萎黄、变形等现象。
2. 生理学效应生理学效应是环境污染物对生物体的最直接的影响之一。
环境污染物可以干扰生物体内的正常代谢过程，导致血液循环、呼吸、消化和排泄等生理系统发生紊乱，从而导致患有多种疾病。
与此相关的还有环境中铅污染对神经系统、水污染对泌尿系统等的影响。
3. 生化学效应环境污染物对细胞的基本生化反应也产生了很大的影响。
环境污染物可以和生物体内的蛋白质、核酸、糖等结合，从而导致各种代谢物的紊乱。
例如，饮用水中含有苯酚、氯化物等污染物对肝脏和肾脏的影响。
4. 分子水平效应分子水平上的效应是环境污染物对生物体影响的最终结果，也是理解环境污染物鉴定、污染防治的重要基础。
环境污染物对DNA和RNA等生物分子的影响导致了基因突变，从而导致患有遗传疾病或致癌症。
二、环境污染物的鉴定方法环境污染物的鉴定是为了了解其对生物体的危害和环境污染的水平等。
鉴定方法可以分为生物测定和化学测定两类。
1. 生物测定生物测定是体外和体内实验，利用完成的生物组织、动物和细胞等对环境污染物的快速鉴定和监测。
生物测定的原理是环境污染物可以通过生物降解和生物累积来影响生物表现。
可根据水体、土壤或空气等样品提取生物的某些组织进行监测，例如水中生物（鱼类、贝类等）可以对水中有机物进行吸收，从而精确测定有机物的含量。
3污染物的生物效应检测
致突变试验——体外基因突变试验
Ames试验
野生鼠沙门氏菌
能够自己合成组氨酸
污染物诱导 回复突变
突变鼠沙门氏菌 不能自己合成组氨酸
4.1 致突变效应
致突变试验——体外基因突变试验
哺乳动物体细物诱导 回复突变
突变细胞株 耐受嘌呤碱类似物
4.1 致突变效应
4.1 致突变效应
致突变试验——体内基因突变试验
果蝇伴性隐性致死试验
雄蝇 XY
雌蝇 XX
F1雄蝇 XY
F1雌蝇 XX
F2雄蝇
XY:XY=1:1
4.1 致突变效应
致突变试验——DNA损伤试验
姐妹染色体单体交换试验
浅色
深色 Brdu Brdu 深色
浅色
4.1 致突变效应
致突变试验——DNA损伤试验
2.
3.
4.
2.4 蓄积毒性试验
蓄积毒性作用：低于中毒阈剂量的外来化合物，反复多次
与机体持续接触，经一定时间后使机体出现明显中毒的表现
物质蓄积：污染物进入机体的量大于排出的量，量的积累
功能蓄积：污染物反复作用于机体，最终致病，效的积累
2.4 蓄积毒性试验
试验方法
蓄积系数法
蓄积系数
EC K
测试气体（液体）的给予方式
静止式生物测试 流动式生物测试（重复循环式、更新式）
被测试生物的种类
单物种、多物种、模拟生态系统生物测试
1.3 生物测试的标准化
影响生物测试结果的主要因素
环境污染的生物监测与评价
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。您的内容已经简明扼要，字字珠玑，但信息却千丝万缕、错综复杂，需要用更多的文字来表述；但请您尽可能提炼思想的精髓，否则容易造成观者的阅读压力，适得其反。正如我们都希望改变世界，希望给别人带去光明，但更多时候我们只需要播下一颗种子，自然有微风吹拂，雨露滋养。恰如其分地表达观点，往往事半功倍。当您的内容到达这个限度时，或许已经不纯粹作用于演示，极大可能运用于阅读领域；无论是传播观点、知识分享还是汇报工作，内容的详尽固然重要，但请一定注意信息框架的清晰，这样才能使内容层次分明，页面简洁易读。如果您的内容确实非常重要又难以精简，也请使用分段处理，对内容进行简单的梳理和提炼，这样会使逻辑框架相对清晰。
（4）安全浓度的计算
藻类总数及叶绿素-a含量评价法 优势种评价法 不同营养状态的水体中存在不同的生物种类，特别在优势种方面差异明显。一般来说，贫营养型湖泊中的浮游植物以金藻、黄藻类为主，中营养型湖泊中常以甲藻、隐藻、硅藻类占优势，富营养型湖泊则常以绿藻、蓝藻类占优势。 多样性指数评价方法 水体富营养化评价实例 综合评价标准
3）凯恩斯（Cairns）连续比较指数
R-“组”数 N-总个体数 C.I大于3为寡污带，C.I =1-3为中污带，C.I小于1为多污带。
5 鱼类毒性试验
鱼类毒性试验的主要目的是寻求某种毒物或工业废水对鱼类的半致死浓度与安全浓度。所谓安全浓度，就是在污染物的持续作用下，鱼类可以正常存活、生长、繁殖的最高毒物浓度。 鱼种的选择 实验鱼要求对污水反应灵感的本地种类，鲤鱼和鲫鱼是国际性鱼类，而金鱼对一些毒物反应灵感，都是应用较多的实验鱼类。 实验条件的控制 实验鱼要求是同一批来源，同种、同龄。
环境污染物的监测及其效应评价
环境污染物的监测及其效应评价第一章概述随着工业化和城市化的发展，环境污染已经成为全球关注的焦点问题之一。
为了有效地控制污染并制定相应的环境保护政策，环境污染物的监测及其效应评价显得尤为重要。
本文将结合现有的国内外研究成果，就环境污染物的监测方法和效应评价方法进行综述并分析其应用。
第二章环境污染物监测技术环境污染物的监测是衡量和控制环境污染程度的重要手段。
目前常用的监测技术主要包括物理监测、化学监测、生物监测和图像监测等。
物理监测是利用各种仪器测量环境污染物的物理参数，如温度、振动、特定波段的辐射量等等。
化学监测则是通过化学方法和分析仪器对环境中的有机和无机离子、大气气体、有机物和重金属等进行分析检测。
生物监测则是通过对生物体中污染物的检测来评价环境中污染物的水平。
图像监测则是应用计算机图像技术对大气中的灰霾、水中的浊度等进行监测。
第三章环境污染物的效应评价方法环境污染物的效应评价是在监测基础上，对环境中污染物引起的影响进行评价和分析。
根据评价目的和方法的不同，环境污染物的效应评价可分为生态环境效应评价、人类健康效应评价和资源环境效应评价等。
生态环境效应评价主要评价污染物对生态系统组成和功能的影响。
例如，污染物对土壤、植被、地下水和土壤微生物等的影响。
人类健康效应评价则评价人们长期暴露在环境污染物下可能产生的危害。
例如，空气中细颗粒物对人们呼吸系统的健康影响。
资源环境效应评价则评价环境污染对自然资源和生产效益的影响。
例如，大气污染对农作物、水果和蔬菜等作物的影响。
第四章环境污染物监测及其效应评价实例为了更好地理解以上所述内容，本章将介绍几个典型的监测及其效应评价实例。
4.1 水环境污染监测及其效应评价实例在中国大部分地区水环境污染已经严重，为了掌握水环境的变化规律和污染状况，需要对化学物质的浓度、水体pH值、浊度、温度、硬度等参数进行监测。
同时，评价污染对生态系统的影响，包括水中微生物的群落结构、鱼类和水生昆虫等生态系统组成和结构的变化。
污染物的生物效应检测
（二）测试方法标准化的优点 ➢ 在同一类型的不同实验室中进行许多有
用的测试并把结果选择出来。 ➢ 增加数据的精确度 ➢ 测试可以被其他实验室重复 ➢ 各种人员容易进行该试验 ➢ 可方便地将数据进行比较 ➢ 可为环境管理、环境立法(环境标准建
立)提供可靠的数据或结果。
第二节 一般毒性试验
—、生物毒性的基本概念 （一） 毒物与中毒 1.毒物
因为在试验过程中污染物浓度会降低，受试 生物对污染物的暴露程度会逐渐减少。 ➢代谢速率快的受试生物 因为排出代谢废物较多，代谢废物的累积和 分解会产生不适当的高浓度二氧化碳和氨， 从而影响试验结果。 ➢ BOD较高的废水 因为溶解氧的耗尽会对受试生物造成压迫。
2.中期生物测试 中期生物测试 是介于短期和长期之间
➢ 讨论一种化学物质的毒性时，必须考虑 到它进入机体的数量(剂量)、方式(经口 食人、经呼吸道吸入、经皮肤或粘膜接 触)和时间分布(一次或反复多次给予)。
➢ 最基本的因素是剂量。
2.中毒 ➢ 生物体受到毒物作用引起功能或器质性
改变后出现的疾病状态称中毒。中毒是 各种毒性作用的综合表现(包括局部的和 全身的)。 ➢ 根据病变发生发展的快慢，可区分为：
在一定条件下，以较小剂量给予机体时， 能与生物相互作用，引起生物体功能或器质 性损伤的化学物质，或剂量虽微，但累积到 一定的量，就能干扰或破坏机体的正常生理 功能，引起暂时或持久性的病理变化，甚至 危及生命的化合物，亦称毒物。
➢ 毒物与非毒物之间并不存在绝对的界限， 而只能以引起中毒的剂量大小相对地加 以区别。
急性中毒 亚急性中毒 慢性中毒
3.毒性 有毒物质接触或进入机体后，引起生物
体的易感部位产生有害作用的能力。 (1) 毒性作用或毒效应
第03章污染物的生物效应检测1
生物测试意义和价值：
① ② ③ ④ ⑤ 监测环境质量的变化； 确定单一污染物的安全浓度； 研究多种污染物的联合作用的生物效应； 制定排污标准和环境质量标准 污染物的生态风险评价（Ecological Risk Assessment）等。
二、生物测试的方式
生物测试的分类 受试生物的选择
生物测试的分类1
生物测试标准方法
美国试验和材料学会（American Society for Testing and Materials, ASTM
Standard Guide for Performance of Lifetime Bioassay for the Tumorigenic Potential of Implant Materials Standard Guide for Conducting In-situ Field Bioassays With Caged Bivalvesr Standard Test Method for Obtaining a Pharmacological Profile with Mice, etc.
全活全死剂量之间按等对数间距设57个剂量组1对照组每组1020尾鱼染毒4896hrs定期观察24hrs记录中毒反应及死亡时间死亡鱼立即取出剖检计算各时间组ld50或lc50急性毒性分级标准评定其毒性大小预试验水蚤类急性毒性试验世代周期短实验室易培养装置简单省人力大型水蚤daphniamagnastraus是水蚤属中个体最大的种类系水蚤类毒性试验的标准生物试验用水蚤一般为孤雌生殖新生蚤24h
根据生物测试所经历的时间长短可以分为 短期测试方式 中期测试方式 长期测试方式 根据试验溶液或试验气体的给予方式分为 静止式生物测试 流动式生物测试
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• 全身毒性作用(systemic toxic effect)： 是指化学物质经血液循环到达
其他组织器官引起的毒作用。
• 几个重要概念：
• 损害作用(adverse effect)的特点： 1. 机体的正常形态学、生理学、生长发育过程 2. 3. 4.
受到影响，寿命可能缩短。 机体功能容量降低。 机体对外加应激的代偿能力降低。 机体对其他某些环境因素不利影响的易感性 增高。
• 动物试验外推到人通常有三种基本的方法： • 利用不确定系数(安全系数)； • 利用药物动力学外推(广泛用于药品安全性评价并考虑到受体敏感性的差别) • 利用数学模型。
• 每日容许摄入量(acceptable daily intake, ADI)：指允许正常成人每日由 外
环境摄入体内的特定化学物质的总量。
第二节 一般毒性试验
剂量：是指给予机体的量或机体接触的量。
• （3）、效应与反应
• 效应（effect）:是量效应，表示接触一定剂量的环境污染物后，引起的
机体生物学变化，分为质效应和量效应，多用计量单位表示。
• 反应（response）:是质效应，指接触某一化学物的群体中出现某种效应
的个体在群体中所占比率。一般以百分率或比值表示，如发病率、死亡
也称为危险性或风 险度，是指在特定的接触条件下终生接 触某环境因
素引起个体或群体产生有害 效应(损伤、疾病或死亡)的预期频率。
• （6）、危害性（hazard）
指定性表示外源化学物对人群健康引起的有害作用。
• （7）、安全性(safety)
是指无危险或危险度，可为社会接受(即危险度可忽略)，即笼统地指 在通常条件下接触化学物对人体和人群健康不会引起有害作用。
50%个体在一定时间（48h）内可以耐受（不死亡）的某种环境污染物在水 中的浓度（mg/L），一般用48TLm表示。
3、安全限值
• 安全限值即卫生标准
• 是指为保护人群健康，对生活和生产环境和各种介质(空气、水、食物、土
壤等)中与人群身体健康有关的各种因素(物理、化学和生物)所规定的浓度 和接触时间的限制性量值，在低于此种浓度和接触时间内，根据现有的知 识，不会观察到任何直接和或间接的有害作用。也就是说，在低于此种浓 度和接触时间内，对个体或群体健康的危险度是可忽略的。
• 4、毒作用带（Toxic Effect Zone）：是一种根据毒性和毒性作用特点综合评价
外来化合物危险性的指标。
• ● 急性毒作用带 = 半数致死量/急性最小有作用剂量（急性阈值）
此比值越大，则急性最小有作用剂量与可能引起半数死亡的剂量的差距就越大，此 种外来化合物引起死亡的危险性就愈小；反之，比值越小，则引起死亡的危险性就愈 大。
根据病变发生的快慢，可分为：
• • • •
急 性: 一次或24 h内多次 亚急性: 小于或等于1个月 亚慢性: 3个月左右 慢 性: 大于6个月
第二节 一般毒性试验
• 二、几个重要概念：
• （1）、毒性作用或毒效应（Toxic Effect）:又称
毒 效应，是化学物质对机体所致的不良或有害的
生物学改变，故又称不良反 应、损伤作用或损害
可分为巯基抑制剂、高铁蛋白形成剂等
(五)按毒作用主要部位
可分为肝毒物、肾毒物、神经毒物等
(六)按毒物生物学效应
可分为致癌物、致畸物、致突变物等
2、中毒 生物体受到毒物作用引起功能或器质性改变后出现 的疾病状态。如有机磷农药… 毒性：一种化学物质对机体健康引起有害作用的能
力，称为该物质的毒性（Toxicity）。
• 1 分类（根据生物测试所经历的时间长短）：
短期测试：短时间，暴露于高浓度污染物。指标为LC50,IC50,EC50.
多为静止式，但对于易挥发、不稳定污染物；代谢速率快的受试生物、 BOD(Biochemical Oxygen Demand) 较高的工业废水和生活污水中，采 用流动式？。具有实用价值。
率、肿瘤发生率等。
• （4）、剂量-效应关系和剂量-反应关系 [P100]
即随着外源化学物的剂量增加，对机体的毒效应的程度增加，或出
现某种效应的个体在群体中所占比例增加。 表示方式：都可用曲线来表示，曲线类型有抛物线、直线或S-型曲
线等多种形状。是化学物质安全评价的基本依据
剂量-效应关系和剂量-反应关系
• 1. 2. 3. 4.
非损害作用(non-adverse effect)的特点：
不引起机体机能形态、生长发育和寿命的改变；
不引起机体功能容量的降低； 不引起机体对额外应激状态代偿能力的损伤。 机体发生的一切生物学变化应在机体代偿能力范 围之内，当机体停止接触该种外源化学物后，机 体维持体内稳态的能力不应有所降低，机体对其 他外界不利因素影响的易感性也不应增高。
第三章 污染物的生物效应检测
主要内容
本章主要介绍生物测试的概念和测试方法，系统介绍 包括毒性试验、三致（致突变、致癌、致畸）试验和微宇 宙试验。
第一节 生物测试及方式
• 一、生物测试的定义 • 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，所导致的影响或危害。
作用。
毒性作用分类（发生的时间）
• 急性毒作用(acute toxic effect)：指 短时间内(24h)一次或多次接触化
学 物后，
• 慢性毒作用(chronic toxic effect) ：指长期甚至终生接触小剂量化学物
缓慢 产生的毒作用
• 迟发性毒作用 (delayed toxic effect)：是指机体接触化学物质后， 中
性、重复性、可操作性和可比性。 • 【测试条件、生物规格、操作程序方法等规定】
第二节 一般毒性试验
• 一、生物毒性的基本概念
• （一）毒物与中毒
• 1、毒物（Toxicant） • 能引起生物体功能或器质性损伤的化学物质使其产生暂
时或永久性的病理变化或危机生命。P99，以引起中毒的 剂量大小来区别“毒物”与“非毒物”，根本因素——剂
验方法和观察指标，未能观察到任何对机体的损害作用的最高剂量，也称为
未观察到损害作用的剂量。 理论上讲，最大无作用剂量与最小有作用剂量应该相差极微，但实际中由 于受到对损害作用观察指标和检测方法灵敏度的限制，两者之间存在有一定 的剂量差距。最大无作用剂量是根据亚慢性试验的结果确定的，是评定毒物 对机体损害作用的主要依据。
• 最高容许浓度(maximal allowable concentration, MAC)：某一外源化学 物
可以在环境中存在而不致对人体造成任何 损害作用的最高浓度。
• 阈限量 (threshold limit value,TLV)：为美国政府工业卫生学家委员会推荐
的生产车间空气中有害物质的职业接触限值。为绝大多数工人每天反复
• （三）表示毒性常用参数
• 1、致死剂量或浓度（Lethal Dose, LD或Lethal Concentration,
LC）
• • • •
● 绝对致死剂量或浓度（LD100, LC100）
● 半数致死剂量或浓度（LD50, LC50）
【p100】
● 最小致死剂量或浓度（LD01或MLD, LC01或MLC ）
• 为什么要选择生物来评定污染物对生态系统的影响？和普通的化学、物
理检测有什么不同？优点？
• 毒性试验(Toxicity Test)：对水污染的生物测试. • 植物人工熏气(Artificial Fumigation for Plant)：对大气污染的生物测试
第一节 生物测试及方式
• 二、生物测试的方法
量。
毒物分类的目的
• 有助于了解毒物的化学和生物学特性
• 有助于制定法规 • 有助于管理 • 有助于毒理学研究
(一)按毒物的用途及分布范围分类
工业化学品：如生产原料、辅料、中间体等； 食品添加剂：如食用色素、香精、防腐剂等； 日常化学品：化妆品、洗涤用品等； 农用化学品：如化肥、杀虫剂等； 医用化学品：如药物、消杀剂等；
半受试对象出现死亡所需要的剂量或浓度
常用LD50/LC50表示急性毒性的大小。 数值越 小，表示外源化学物的
毒性越强；反之，数值越大，则毒性越低
急性毒性剂量-反应关系曲线
100
50
0
LD0
LD1
LD50
LD100
• 2 半数耐受限量（median tolerance limit, TLm）
• • 用于表示一种环境污染物对某种水生生物的急性毒性，即一群水生生物中
毒症状缺如或虽有中毒症状但似已 恢复，经过一定时间间隔才表现
出来 的毒性作用。如CO和有机磷农药中毒。
• 远期毒作用(remote toxic effect)： 指化学物作用于机体或停止接触后，
经 过若干年，而后发生不同于中毒病理改变的毒作用。
毒性作用（发生部位 ）
• 局部毒性作用(local toxic effect)： 某些外源化学物在机体接触部位直
● 慢性毒作用带 = 急性阈值/慢性阈值
比值越大，表明引起慢性毒性中毒的可能性愈大，反之，比值越小，引起慢性毒性 中毒的可能性愈小，而引起急性中毒危险性则愈大。
第二节 一般毒性试验
• 5、半数效应浓度（ Median Effect Concentration, EC50 ）
指能引起50％受试生物的某种效应（非死亡效应）变化的浓度。（效应 变化）
100 100
死 亡 率
50
死 亡 率 50 %
%
0
剂量
0
剂量
(a)直线型
(b)抛物线型
剂量-效应关系和剂量-反应关系
100
死 亡 率
50