第八章环境毒理学常用研究方法.
环境毒理学常用实验方法
<1 1～ 50～ 500～ 50000～
<10 10～ 100～ 1000～ 10000～
兔经皮 LD50 （mg/kg）
<5 5～ 44～ 350～ 2180～
对人可能致死的估剂量
⑴g/kg 体重 ⑵g/60kg 体重
<0.05 0.05～ 0.5～ 5.0～
<0.1 3.0 30.0 250.0
計算公式
LogLD50=Xm-i(∑P-0.5)
式中Xm—最大劑量的對數值 i—相鄰劑量比值的對數 ∑P—各組死亡率的總和（以小數
表示）
急性毒性分級
為了粗略表示外源化學物急性毒性的強弱 和其對人的潛在危害程度，國際上提出了 外源化學物的急性毒性分級（acute toxicity classification）。但分級標準並 未完全統一
>15.0 >1000.0
LD50影響因素
試驗動物的內外環境各種因素的影響 試驗人員操作熟練程度 受試化學物的濃度或稀釋倍數的影響 同一外源化學物在同一品系動物和同樣
接觸途徑所測定的LD50值也會有一定差 異，甚至可有2～3倍的波動範圍
急性毒作用帶(acute effect zone，Zac)
Zac =
描述性動物實驗研究採用的體外試驗研究的模 型標本包括某些離體臟器、組織切片、原代細 胞、傳代培養細胞、組織勻漿、亞細胞組分， 甚至昆蟲、細菌等
染毒途徑和方式
經口染毒 經呼吸道染毒 經皮膚染毒 其他途徑染毒
經口染毒
➢灌胃 ➢喂飼 ➢吞咽膠囊
灌胃
❖人工給實驗動物灌入外源化學物是經常使用 的經口染毒方法。此時外源化學物直接灌入 胃內，而不與口腔及食道接觸，故而給予的 化學物劑量準確。但是，當待測化學物為氣 態或固體時均需用某種溶劑溶解，液態化學 物往往也需用溶劑溶解
环境毒理学复习资料
环境毒理学复习资料⼀、毒理学(Toxicology)毒理学：是研究物理、化学和⽣物因素，特别是化学因素对⽣物机体的损害作⽤及其机理的科学。
环境毒理学(environmental toxicology):利⽤毒理学⽅法研究环境，特别是空⽓、⽔和⼟壤中已存在或即将进⼊的有毒化学物质及其在环境中的转化产物，对⼈体健康产⽣有害影响及其作⽤规律的⼀门科学。
外来化合物是存在于⼈类⽣活和外界环境中，可能与机体接触并进⼊机体的⼀些化学物质。
外来化合物并⾮⼈体的组成成分，也⾮⼈体所需的营养物质，⽽且也不是维持机体正常⽣理功能和⽣命所必需的物质，但它们可由外界环境通过⼀定的环节和途径与机体接触并进⼊机体，在机体内呈现⼀定的⽣物学作⽤。
常见的外来化合物有农⽤化学品、⼯业化学品、药物、⾷物添加剂、⽇⽤化学品、各种环境污染物及霉菌毒素等。
⼆、环境污染物(⼀)环境污染物的种类1．化学类：环境类激素(内分秘⼲扰物)可分3类：外源性雌激素、外源性雄激素、拟甲状腺激素。
2．物理类：医源电离辐射x、υ射线，CT等等；环境电离辐射；环境中紫外线的强化；激光与电磁辐射场等。
3 ⽣物类：细菌、病毒等。
(⼆)环境污染对机体作⽤的特点1、接触剂量⼩2、长时间内反复接触甚⾄终⽣接触3、多种污染物同时作⽤于机体4、接触⼈群的易感性差异较⼤三、环境毒理学的研究对象、内容及意义研究对象：对各种⽣物特别是对⼈体产⽣危害的各种环境污染物，包括物理性、化学性及⽣物性污染物，其中以环境污染物为主要研究对象。
研究内容和任务：①环境污染物及其转化产物对机体的损害及作⽤机理②探索污染物对⼈体健康损害的早期观察指标③定量评定有毒环境污染物对机体的影响环境毒理学的作⽤和意义：环境有毒物的毒理学评价：毒性鉴定、危险度评估。
在环境监测和⼈群健康影响研究中的应⽤在制定环境卫⽣基准中的应⽤污染物处理保护地球⽣物圈包括⼈类在内的各种⽣物的⽣存和持续发展四、环境毒理学的研究⽅法试验材料：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。
环境毒理学常用实验方法
方法
通常将动物长期暴露于毒物，观察肿 瘤发生情况、类型和恶性程度等指标。
03
细胞培养实验方法
细胞毒性实验
01
02
03
MTT法
通过检测活细胞线粒体中 的琥珀酸脱氢酶来反映细 胞活性，评估毒物对细胞 的毒性作用。
LDH释放法
检测细胞损伤时释放的乳 酸脱氢酶，用于评估毒物 对细胞膜的损伤程度。
中性红摄取法
06
数据分析和结果解读
数据统计和分析方法
描述性统计
对数据进行整理、分类、汇总，通过图表展示数据的分布、中心 趋势和离散程度。
推论性统计
通过假设检验、方差分析等方法，推断样本数据所代表的总体特征， 评估不同处理组之间的差异显著性。
多元统计分析
运用主成分分析、聚类分析、判别分析等方法，挖掘数据间的内在 联系和规律，简化数据结构。
研究动物在长时间内暴露于低 剂量毒物后的毒性反应和潜在 危害。
方法
通常将动物长期暴露于低剂量 毒物，观察生长、发育、繁殖 和器官损害等指标。
应用
用于评估毒物的慢性毒性，了 解毒物对机体的长期影响，如 致癌、致畸、致突变等。
致癌性实验
目的
应用
研究动物在长时间内暴露于毒物后是 否诱发肿瘤。
用于评估毒物的致癌性，为环境毒理 学和公共卫生领域提供重要依据。
04
分子生物学实验方法
基因毒性实验
02
01
03
单细胞凝胶电泳（彗星实验）
检测DNA链断裂，评估遗传物质损伤。
基因突变实验
通过观察基因突变频率，评估化学物质的致突变性。
报告基因实验
利用报告基因的表达变化，间接反映目标基因毒性。
蛋白表达实验
环境毒理学课后习题答案
环境毒理学第一章绪论1、什么是环境毒理学？它是怎样产生的？环境毒理学（environmental toxicology）是利用毒理学方法研究环境，特别是空气、水和土壤中已存在或即将进入的有毒化学物质及其在环境中的转化产物，对人体健康的有害影响及其作用规律的一门学科。
是环境科学（environmental sciences）和生态毒理学（ecotoxicology）的重要组成部分。
环境毒理学的产生过程：早在远古时代，人们对一些动植物的有毒作用就已有认识，并已有文献记载。
18世纪西班牙化学家和生理学家Bonaventura Orfila:现代毒理学的奠基人。
毒理学在第二次世界大战后得到快速发展。
2、环境毒理学的研究对象、主要任务和内容是什么？环境毒理学的研究对象主要是对各种生物特别是对人体产生危害的各种环境污染物（environmental pollutant）。
环境污染物主要是人类的生产和生活活动所产生的化学性污染物。
环境毒理学的主要任务是研究环境污染物对人体的损害作用及其机理，探索环境污染物对人体健康的损害的早期检测指标和生物标志物，从而为制定环境卫生标准和有效防治环境污染对人体健康的危害提供理论依据；此外，根据环境污染物对其他生物（包括动物、植物、微生物等）个体、种群及生态系统的危害，甚至在特定环境中对整个生物社会的危害，研究其损害作用及其机理、早期损害指标及防治理论和措施。
环境毒理学的最终任务是保护包括人类在内的各种生物的生存和持续健康的发展。
环境毒理学的主要内容是研究环境污染物及其在环境中降解和转化产物对机体相互作用的一般规律，包括毒物在体内的吸收、分布和排泄等生物转运过程和代谢转化等生物转化过程，剂量与作用的关系，毒物化学结构和毒性以及影响毒作用的各种有关因素。
3、阐述环境毒理学的主要研究方法。
体外试验（in vitro test）：器官水平（包括器官灌流和组织培养，基本保持器官完整性，常用于毒物代谢的研究）；细胞水平（应用的细胞包括已建株的细胞系（株）和原代细胞（可用不同的器官进行制备），可用于外来化合物的毒性和致癌性的各种过筛试验，也可用来研究化合物的代谢和中毒机理的探讨）；亚细胞水平（研究中毒机理、毒物引起损伤的亚细胞定位以及化合物代谢）；分子水平（如研究毒物对生物体内酶的影响）。
第八章农药的环境毒理学案例PPT课件
14
1.6.2 农药对水体的污染
农药水污染有以下几种途径:
近水道农药喷洒，下水道排水； 来自使用农药区域的径流; 不规范的处理农药容器; 在田间渗水坑处理废农药不得当; 清洗喷洒和贮存农药的设备或被农药污染的设备; 农药泄漏; 农药污染的土壤淋溶; 大气污染物的干湿沉降等。 水体产生农药污染，最终通过生物链影响人类。
根据《农药管理条例》的定义，农药就是指用于预防、 消灭或控制危害农业、林业的病虫草害和其他有害生物， 以及有目的地调控植物和昆虫生长的化学合成物，或来 源于生物及其他天然物质的一种或几种物质的混合物及 其制剂。
4
1.2 农药发展的三个时代
即天然药物时代、无机农药时代和有机合成农药时 代。
约在19世纪中期，三大杀虫剂植物除虫菊、鱼腾和 烟草作为世界性商品开始在市场上销售，这就是所 谓的天然药物时代；
农药环境污染主要来源是农药的使用和农药 的生产过程。
空气
呼吸道
农药
食物
消
人体
化
道
土壤
环境中的农药通过消化道、呼吸道和皮肤 三条途径进入人体。
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1.6 农药的污染 1.6. 1 农药对空气的污染
有些农药带有挥发性(如蒸熏剂溴甲烷、1,2-二氯丙 烯等) ，在喷洒时可随风飘散，落在叶面上可随蒸腾 气流进入大气，在土壤表层时也可经日照蒸发到大 气 中，大风扬起农田的尘土也带着残留的农药形成 大气颗粒物，飘浮在空中。
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1. 6. 3 农药对土攘的污染
土壤污染了，土壤上所生长的作物和所结出 的果实也会吸收污染物质。一种简单的植物 物种，吸收也是多种多样的，植物根系可以 吸收土壤水溶液中的农药，土壤中固体颗粒 也能吸附土壤水溶液中的农药。有些农药易 蒸发，植物的叶子可以吸收空气中的农药蒸 气；而根又能吸收土壤中的农药，再从叶面 上蒸发出它，过程相当复杂。
环境毒理学的研究内容目标与方法
环境毒理学的研究内容目标与方法
第60页
12月，湖南省湘永煤矿职员 64岁刘外珠在病房里用迷茫 眼神观望自己肺部X光片，他 现已是矽肺三期。
隶属湖南省白沙煤电集团湘 永实业企业，十几年中，有 18人死于矽肺病，这里是矽 肺病 重灾区之一。
环境毒理学的研究内容目标与方法
第61页
陕西陈耳金矿32名尘肺民工状告矿方索赔1274万 -2
环境毒理学的研究内容目标与方法
第12页
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 。
——澳洲人在1950-1975年间，胃癌死亡率 降低了53%，肺癌死亡率增加了146%。
——美国、日本、爱尔兰、新西兰等地含有 相同趋势。
环境毒理学的研究内容目标与方法
第54页
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
环境毒理学的研究内容目标与方法
第8页
生物性污染
——细菌 ——病毒 ——生物毒素
环境毒理学的研究内容目标与方法
第9页
化学性污染
——农药
——食品中有毒成份
——药品
——化装品及洗涤剂
——金属
——刺激性和窒息性气体
——天然毒素
——其它毒物
环境毒理学的研究内容目标与方法
第10页
外源性化学物
——在所研究生物体内，正常情况下不会 产生化合物。即使在生物体内天然存在， 也是以非生理路径或非生理量进入生物体 内化合物。
《环境毒理学概论》实验教案
《环境毒理学概论》实验教案第一章：环境毒理学的概念与原理1.1 环境毒理学的定义1.2 环境毒理学的研究内容1.3 环境毒理学的研究方法1.4 环境毒理学的应用领域第二章：化学污染物的生物放大与生物积累2.1 生物放大与生物积累的概念2.2 生物放大与生物积累的机制2.3 生物放大与生物积累的评估方法2.4 生物放大与生物积累的环境管理意义第三章：化学污染物的毒性评价方法3.1 毒性评价概述3.2 急性毒性评价3.3 慢性毒性评价3.4 亚慢性毒性评价3.5 长期毒性评价第四章：环境毒理学实验设计与数据分析4.1 实验设计原则4.2 实验数据分析方法4.3 实验数据的可信度评估4.4 实验误差的来源与控制第五章：环境毒理学实验技术5.1 实验设备与材料5.2 实验操作步骤5.3 实验结果的观察与记录5.4 实验数据的处理与分析第六章：生态系统水平的环境毒理学研究6.1 生态系统毒理学的概念6.2 生态系统水平毒理学研究方法6.3 生态系统毒理学研究案例分析6.4 生态系统毒理学在环境保护中的应用第七章：生物标志物在环境毒理学中的应用7.1 生物标志物的概念与分类7.2 生物标志物在环境毒理学研究中的应用7.3 生物标志物的选择与检测方法7.4 生物标志物在环境风险评估中的应用第八章：环境毒理学在环境管理中的应用8.1 环境风险评估的基本概念8.2 环境风险评估的方法与步骤8.3 环境毒理学在环境风险评估中的应用8.4 环境管理中的案例分析第九章：大气环境毒理学9.1 大气污染与健康的关系9.2 大气环境毒理学的研究方法9.3 大气污染物的毒性评价9.4 大气环境毒理学在空气质量管理中的应用第十章：水环境毒理学10.1 水环境污染与健康的关系10.2 水环境毒理学的研究方法10.3 水污染物的毒性评价10.4 水环境毒理学在水质管理中的应用第十一章：土壤环境毒理学11.1 土壤污染与健康的关系11.2 土壤环境毒理学的研究方法11.3 土壤污染物的毒性评价11.4 土壤环境毒理学在土壤健康管理中的应用第十二章：生物降解与生物修复技术12.1 生物降解的概念与机制12.2 生物修复技术的分类与原理12.3 生物修复技术的应用案例12.4 生物修复技术的优缺点与发展趋势第十三章：化学污染物的人体健康风险评估13.1 人体健康风险评估的基本概念13.2 化学污染物人体健康风险评估的方法13.3 人体健康风险评估的应用案例13.4 降低化学污染物健康风险的策略与措施14.3 学术交流的技巧与注意事项14.4 提升环境毒理学研究影响力的策略第十五章：环境毒理学实验教学案例分析15.1 环境毒理学实验教学的目标与重要性15.2 环境毒理学实验教学案例设计15.3 实验教学的实施与评价15.4 实验教学中的问题与解决策略重点和难点解析本教案《环境毒理学概论》实验部分共分为十五个章节，涵盖了环境毒理学的概念、原理、研究方法、应用领域以及实验技术等多个方面。
环境毒理学概论》实验教案
《环境毒理学概论》实验教案第一章：环境毒理学的概念与原理1.1 环境毒理学的定义解释环境毒理学的概念，强调其研究环境因素对生物体的毒害作用。
强调环境毒理学的重要性和其在环境保护中的应用。
1.2 环境毒理学的研究方法介绍环境毒理学的研究方法，包括实验室研究和现场研究。
强调实验方法在环境毒理学研究中的应用，并解释实验设计的原则。
第二章：化学物质的毒性评估2.1 毒性评估方法介绍毒性评估的方法，包括体外实验和体内实验。
解释不同毒性评估方法的优缺点，并强调其适用性。
2.2 毒性参数的测定介绍毒性参数的测定方法，包括毒理学参数和生态学参数。
强调测定毒性参数的重要性，以评估化学物质的生态风险。
第三章：环境中有机污染物的毒理学研究3.1 有机污染物的来源和分布解释有机污染物的来源和其在环境中的分布情况。
强调有机污染物对生物体的毒害作用及其对生态系统的威胁。
3.2 有机污染物的毒性机制介绍有机污染物的毒性机制，包括吸收、分布、代谢和排泄过程。
强调不同有机污染物的毒性差异及其对生物体的影响。
第四章：环境中有机氯农药的毒理学研究4.1 有机氯农药的特性解释有机氯农药的化学特性和生物积累特性。
强调有机氯农药在环境中的持久性和对生物体的毒性。
4.2 有机氯农药的毒性评估介绍有机氯农药的毒性评估方法，包括急性毒性和慢性毒性实验。
强调有机氯农药对生态系统和人类健康的风险。
第五章：环境中有机磷农药的毒理学研究5.1 有机磷农药的特性解释有机磷农药的化学结构和作用机制。
强调有机磷农药在农业生产中的应用和环境分布。
5.2 有机磷农药的毒性评估介绍有机磷农药的毒性评估方法，包括神经毒性实验和代谢毒理学实验。
强调有机磷农药对生物体的毒性及其对生态系统的影响。
第六章：环境重金属污染的毒理学研究6.1 重金属的来源和毒性介绍环境中重金属污染的来源，如工业排放、农业使用等。
阐述重金属对生物体的毒性，包括它们的生物积累和生物放大作用。
6.2 重金属的毒性评估方法讲解评估重金属毒性的实验方法，包括急性毒性试验、慢性毒性试验和发育毒性试验。
环境毒理学常用研究方法
项目
1～ 5～ 9～ 13～ 17～ 21～ 25～ 4 8 12 16 20 24 28
每天染毒剂量 0.1 0.15 0.22 0.34 0.50 0.75 1.12
4 天染毒剂量 0.4 0.60 0.88 1.36 1.00 3.00 4.48
累积染毒剂量 0.4 1.00 1.88 3.30 5.30 8.30 12.8
• 小鼠或大鼠骨髓 高剂量 • 每只动物计数一000个以上嗜多染红细胞 • 评价：正常水平：单个动物 0.四％!!一
组动物 0.三％
四、致死试验
确定大概的作用类型 一/二LD五0 一死亡率>八0%!!增毒!!三0％～八0％!!
相加!!<三0％!!拮抗 二实测死亡率【O】/预期死亡率【P】
• 混合毒物LD五0的测定方法
一分别测定各毒物的LD五0 二按等毒性比例混合测定混合毒物的LD五0 三评定作用类型
K<0.四 拮抗!!0.四<K<二.五 相加!! K>二.五 协同
第三节 毒理学实验的设计方法
三.一 实验设计
明确实验目的、了解毒物、预备实验 实验类型【急性、慢性】、实验动物 染毒方式、浓度分组、对照组【平行、自身】
三.二 动物分组
随机化
第四节 急性毒性实验
四.一 急性毒性实验的内容
一急性毒性测定－LD五0 / LC五0 二皮肤染毒实验－经皮肤进入 三局部作用实验－有无刺激腐蚀 四中毒症状的观察－作用程度、部位 五功能及病理组织学检查－部位、程度
四.二 哺乳动物的急性毒性实验
一、半致死剂量的测定【途径？】
【一】动物准备【小动物、预观察】 【二】剂量选择 【三】药液配置及染毒－等容量法 【四】症状观察 【五】病理学检查及其它指标观察 【六】结果评价－LD五0、毒性级别
环境毒理学
环境毒理学第一章1、环境毒理学：是研究环境污染物，特别是化学污物对人体和人群，以及相关生物的损害作用及其机理的科学。
2、外源化学物：是机体正常代谢以外的化合物，并非人体组成成分，也不是人体所需的营养素，而且也不是维持正常生理功能所必需的物质，但是它们可以由外界环境通过一定的环节和途径与机体接触并进入机体，在体内引起一定的生物学变化，使机体受到损害。
3、人群调查：人群调查也是环境毒理学广泛采用的研究方法。
即采用医学流行病的调查方法，根据动物试验的结果及对环境化学物的人群进行调查，分析环境污染与人群健康损害的关系。
4、体外试验：可采用器官灌流技术，将受试化学物经过血管流经特定的脏器，观察环境化学物在脏器内的代谢转化和毒性作用，也可以将某个脏器从体内取出再制成原代游离细胞，进行环境化学物对细胞毒性作用的研究。
5、三致试验：即致癌、致畸和致突变试验6、生物调查：生态调查是为了了解区域生态环境乃至生物圈内动植物现况(或包括其他微生物族群)与分布的一种科学方法。
7、环境基因组学：用高效测序技术，对选择的靶基因在不同人群中进行再测序，了解该基因的多态性及其频率，分析该基因多态性的形成与环境因素的关系，研究基因多态性与功能的关系，调查和研究基因多态性与人群疾病之间的关系，定量建立环境-基因-疾病之间的关系网络，达到预防控制公害病或环境病，更好地保护易感人群的目的。
第二章1、毒物动力学：是运用数学方法,定量地研究外来化学物吸收、分布、排泄和代谢转化随时间动态变化的规律和过程2、表观分布容积：指外来化学物在体内达到动态平衡时体内的毒物总量D与血中毒物浓度c的比值，表示毒物以血毒物浓度计算应占有的体液容积，用于推测毒物在体内分布范围的大小，单位：L,mL/Kg，公式：Vd=D/Co；或Vd= Do/ Co3、一级速率过程：指化学物在体内随时间变化的速率与其浓度成正比的过程，线性动力学模型符合一级速率过程。
4、生物半减期：指化学物在体内减少一半所需要的时间，单位一般为（min/h），t½= 0.693/ke4、消除速率常数：表示单位时间内毒物从体内消除的量与体内的量之比，单位h-1 公式：ke=(dD/dt)/D，Ke越大，毒物消除越快。
环境毒理学
环境毒理学一，环境毒理学常用实验方法：1，急性毒性实验2，蓄积毒性实验3，亚慢性和慢性毒性实验4，致突变试验5，致畸试验6，致癌试验二，名称解释：1，环境毒理学：利用毒理学方法研究环境，特别是空气、水和土壤中已存在或即将进入的有毒化学物质及其在环境中的转化产物，对人体健康的有害影响及其作用规律的一门科学。
,2，生物性迁移：污染物通过生物体的吸附、吸收、代谢、死亡等过程而发生的迁移。
3，毒物：在一定条件下，以较小剂量给予机体时，能与生物体相互作用，引发生物体功能或器官性损伤的化学物质，或剂量虽微，但积累到一定的量，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。
4，反应：有机体受到体内或体外的刺激而引起的相应的活动。
5，效应：在有限环境下，一些因素和一些结果而构成的一种因果现象。
6，最小作用剂量：指外源化学物按一定方式或途径与机体接触时，在一定时间内，使其灵敏的观察指标开始出现异常变化或机体开始出现损害作用所需的最低剂量。
7，靶位点：当污染物在生物体内达到某一浓度，并足以引发一系列有害生物效应的部位。
8，金属硫蛋白：由微生物和植物产生的金属结合蛋白，富含半胱氨酸的短肽，对多种重金属有高度亲和性。
三，1，阐述环境毒理学的主要研究方法？答：以动物试验为主，包括体外试验和整体实验两种基本类型。
但动物学实验须与人群流行病学调查结果有机结合起来加以考虑。
一般选用哺乳动物体外试验，试验分四个水平：1，器官水平2，细胞水平3，亚细胞水平4，分子水平。
2，如何定量描述生物性迁移过程？答：生物性迁移过程的表现形式分为生物浓缩、生物积累和生物放大三种类型。
生物浓缩是指生物体从环境中蓄积某种污染物，出现生物体中浓度超过环境中浓度的现象，生物浓缩的程度用生物浓缩系数（BCF）表示BCF=生物体内污染物的浓度/环境中该污染物的浓度。
生物积累是指生物个体随其生长发育的不同阶段从环境中蓄积某种污染物，而使浓度系数不断增大的现象，生物积累的程度可用生物积累系数（BAF）表示BAF=某一生物个体生长发育较后阶段体内蓄积污染物的浓度（mg/kg）/同一生物个体生长发育较前阶段体内蓄积该污染物的浓度（mg/kg）。
环境毒理学中的生态毒理研究
环境毒理学中的生态毒理研究环境毒理学是一门研究环境中毒性物质对生物系统和人体健康的影响的学科，其中一个重要的方向是生态毒理学。
生态毒理学研究毒性物质对生态系统中各种生物群体的影响，包括生物的生理学和行为学变化等方面。
近年来，因为全球化和环境污染不断加剧，生态毒理学的研究已经成为了越来越热门的领域。
其中，生态毒理研究是环境毒理学中较为关键的一个分支，将毒性物质的毒理学与生态学相结合，研究毒物对不同生物的生殖，成长，生态系统稳态等多个方面的影响。
生态毒理研究的目的是发现和评估环境中的化学物质对各种生物、生态学系统的潜在影响，为制定环境政策和管理提供科学依据。
生态毒理学研究中的一项重点是污染物的生物放大作用。
这是“污染物-食物链-生物放大”的链式反应。
即下一个食物链节中的浓度始终高于以前的含量。
这可能会导致食物链中的最高级消费者，包括人类的生物富集污染物，并导致更多的健康问题。
生态毒理学家还研究了污染物在生态系统内的移动和传递路径，特别是它们对水环境的影响。
如何评估污染物的危害性、如何寻找特定的化学物质及其代谢产物以及如何设计稳健的研究方法都是生态毒理学中需要考虑的问题。
生态毒理学家还需要研究毒性物质与环境条件之间的交互作用。
例如，氧化还原状态、pH值、温度、中性物质的存在、水硬度、生物可降解性等都可以影响毒性物质的解毒和减少。
因此，生态毒理学家必须了解其研究对象周围的环境变量，并应用这些数据在统计和实验分析中进行修正和推断。
生态毒理学研究中使用了许多新兴技术，例如基因组学。
通过对各个物种基因组的研究，基因组学可以揭示许多生物的生物功能和生态角色。
此外，生物学家还可以利用其他新技术，例如分子生物学、细胞生物学和生态毒理学来研究不同层次的生物中毒性物质的作用和影响。
例如，研究现代毒物学中的可预测性、暴露浓度、毒性机理和行为导向时，分子生物学或细胞生物学技术尤其有益。
通过生态毒理学的研究，我们可以更好地了解环境中毒性物质的影响，并能够为环境政策和管理提供科学依据，以最大程度地保护人类健康和生态系统的健康。
环境毒理学(听录音整理)
第一章环境毒理学：是利用毒理学方法研究环境,特别是空气、水和土壤中已存在或即将进入的有毒化学物质及其在环境中的转化产物，对人体健康的有害影响及其作用规律的一门科学。
环境毒理学的研究方法：以动物实验为主，包括体外试验和体内实验，结合人群流行病学调查。
主要有：1、体外试验：（1）、微生物试验；（2）、哺乳动物体外试验（器官水平、细胞和亚细胞水平、分子水平）；2、体内试验：急性毒性试验、亚急性毒性试验、慢性毒性试验。
第二章污染物的迁移：污染物在环境中发生的空间位置的相对移动过程。
污染物在环境中的迁移方式有三种：机械性迁移、物理-化学性迁移、生物性迁移。
生物性迁移：污染物通过生物体的吸收、吸附、代谢、死亡等过程而发生的迁移。
生物性迁移有三种形式：生物浓缩、生物积累、生物放大。
生物浓缩：生物体从环境中蓄积某种污染物，使这种污染物在生物体内的浓度超过在环境中的浓度的现象。
（生物浓缩系数（BCF）=生物体内该种污染物的浓度/环境中该种污染的浓度）生物积累：生物个体随着其生长发育的各个阶段从环境中蓄积某种污染物，使其浓缩系数不断增大的现象。
（生物积累系数（BAF）=生长发育前阶段污染物的浓度/生长发育后阶段污染的浓度）生物放大：在生态系统的同一食物链上，某种污染物在生物体内的浓度随着营养级数的提高而逐步增大的现象。
（生物放大系数（BMF）=高营养级生物体内污染物的浓度/低营养级生物体内污染物的浓度）污染物的转化：污染物在环境中通过物理、化学、生物的作用而改变形态或者转变成另一种物质的过程。
污染物在环境中的转化有三种形式：物理转化、化学转化、生物转化。
化学转化作用：指污染物通过各种化学反应过程发生的转化，如氧化-还原反应、水解反应、络合反应、光化学反应。
1、污染物在大气中的转化以光化学氧化和催化氧化为主；2、在水体中的转化以氧化-还原反应和络合水解反应为主；3、在土壤中的转化以水解反应为主。
第三章：生物转运：各种环境污染物与机体接触后，在体内通过吸收、分布、代谢、排泄使外来化学物在体内发生位移，称为生物转运；毒物通过生物膜的转运方式：1.被动扩散（高浓度—低浓度，不用载体，不消耗能量）2.滤过（通过膜孔，以水为载体，不消耗能量）3.主动转运（逆着浓度梯度，蛋白载体，消耗能量）4.易化扩散（顺着浓度梯度，蛋白载体，不消耗能量）5.膜动转运（吞噬作用和胞吐作用—细胞膜的变形、移动和收缩）在不同场所的吸收方式：1、在呼吸道：（1）、以气体和蒸汽存在的毒物，到达肺泡后主要以被动扩散的方式通过呼吸膜进入血液；（2）、气溶胶和颗粒状物质以被动扩散方式通过细胞膜吸收，吸收情况与颗粒大小有关。
环境毒理学
1.实验室方法：体外试验和体内试验2.体内试验：体内实验法多在整体动物进行，也称整体动物实验。
3.体外试验：利用游离器官、培养的细胞、细胞器以及利用微生物学进行毒性研究的方法。
4.用于毒理学的体外试验的分子生物学新技术和方法有：基因引入、应激基因反应、荧光原位杂交。
单细胞凝胶电泳等。
5.体外试验的优点：①简单、快速、经济，能在一段时间内对大量化学物质的潜在毒性进行筛选②实验条件比较容易控制，可以用来测量生物体的某一特异性毒效，而不受集体多种复杂因素的影响③根据实验的目的和需要，选择不同种属动物的器官。
组织、细胞株、细胞受体等，用来比较种属差异，确定靶细胞甚至靶分子，探讨毒作用机制④为整体动物实验提供线索和依据，使体内试验的设计和研究更加合理⑤操作过程比较容易标准化、自动化或仪器化。
6.体外试验方法主要应用：①各种化学物质的初筛，包括环境样本、混合化学物以及化妆品的毒性测试②研究化学结构-生物活性关系，预测类似结构化学毒性③在新产品开发早期用各种体外试验方法比较候选化学物的毒性，直接为新产品的研究行和开发服务④研究探讨毒作用机制，特别是细胞分子水平的毒作用机制。
7.按照染毒时间分为：急性、亚急性、慢性毒性试验；按照实验目的分繁殖、蓄积、代谢试验及（致畸变，致癌变，致突变）8.化合物主要通过呼吸道（吸收大气污染物的主要途径）、消化道（吸收污染物质主要途径）和皮肤进入体内（限制体内外物质交流的主要屏障作用来自角质层的紧密结构）。
9.到达肺泡的固态毒物可通过以下途径消除：①直接从肺泡进入血流②从气管转运至肠胃道③游离的或被吞噬的颗粒可通过肺的间质进入淋巴系统。
10.影响消化道对环境化学物吸收的因素：消化道中的多种酶类和菌丛；胃肠道内容物的种类和数量、排空时间及蠕动状态；环境化学物的溶解度和分散度。
11.环境化学物经皮肤吸收的途径：①表皮；②毛囊、汗腺及皮脂腺；12.化学物通过表皮吸收需通过三层屏障：①表皮角质层；②连接角质层；③基膜。
环境毒理学常用实验方法
• 急性毒性进行评定：与同系物或其他毒物比较，与毒性分
级比较分析。
环境毒理学常用实验方法
急性毒性试验
四、哺乳动物的急性毒性实验 （二）急性阈剂量的测定
急性阈剂量指毒物经一次染毒后对机体产生不良作用的最小 剂量，是用于评价毒物非致死性损害的参数。
环境毒理学常用实验方法
变)
环境毒理学常用实验方法
实验动物的选择
个体选择
• 年龄
除特殊要求外，动物年龄一般选用初成年者。
• 性别
根据目的，若对动物性别无特殊要求，宜选用雌雄各半。
• 生理状态——怀孕、哺乳
通常实验均不宜采用处于特殊生理状态的动物进行，为了 某种特定的实验目的除外。
• 健康状况
所用动物进入实验室后，于实验开始前应观察一周以上， 以删除不健康的动物，并使实验动物适应环境。
作病理组织学观察时，则应有对照组。
环境毒理学常用实验方法
急性毒性试验
四、哺乳动物的急性毒性实验 （一）半数致死量(LD50、LC50)的测定 4.症状观察
• 染毒开始后应观察并记录实验动物的中毒表现、生理状况
变化和死亡情况。
• 观察时间可确定为几小时、几天、一周或两周，但一般不
超过二周（二周内）。
环境毒理学常用实验方法
急性毒性试验
系统和器官
中枢神经系统与神经肌肉系统
植物神经系统 呼吸系统 皮肤和被毛 眼睛
表 8-3 啮齿类动物中毒常见症状及发生部位 中毒后常见的表现
体位异常，叫声异常，活动增多和呆卧少动，肌颤，痉挛，麻痹，后肢无力， 运动失调，管状尾，对外界刺激反应过敏或迟钝 瞳孔扩大，流涎，流泪，出汗 鼻孔溢液，鼻翼扇动，呼吸深缓，呼吸过速，张口和腹式呼吸 皮肤充血，紫绀，被毛蓬松、污秽 眼球突出，充血，角膜混浊，血性分泌物
环境毒理学(董国日)05-1 环境毒理学常用实验方法
• 先d.求求S(LL校CC准5500的的差可标)=信准1/限误k 差(Sm)： 本例中：S=1/2.78
S S m 4
2
平均致死量法（又名寇氏法）
试验要求： • ①每个试验组动物数相同； • ②各组剂量按等比级数分组； • ③最大剂量的死亡率最好为100％或与之
时间：24h或两周内的反应
三、 LD50的计算与结果评价
计算方法：概率单位法和寇氏法。 LD50值愈小，毒性愈大。
概率单位法
• 存在正态曲线关系。 • 标准正态差d=(x-μ)/δ
式中：x——剂量对数； μ——剂量对数均数 δ —— 标准差
d=0，左边面积(死亡率)为50％，右边面积(存活率)50％ d=1，死亡率为84.13％， d=2，死亡率为97.73％, d＞2，死亡率接近100％。 d=一1，死亡率为15.87％。 d=一2，死亡率为2.27％。 d＜一3，死亡率接近0。
环境毒理学（董国日）05-1 环境 毒理学常用实验方法
实验动物的毒理学实验资料外推到 人群接触的安全性时的不确定性
1 实验动物和人对外源化学物的反应敏感 性不同，有时甚至存在着质的差别
2 高剂量向低剂量外推的不确定性 3 小数量实验动物到大量人群外推的不确
定性 4 成年健康动物向年老体弱及患病个体外
毒理学试验设计的统计学要求 随机、重复、对照原则
对常规毒理学试验资料的统计学方法 计量资料：一般用t检验或ANOVA 记数资料：卡方检验
实验结果的判断
1 处理组与对照组比较差别有无显著性 2 有无剂量-反应关系 3 是否伴有其他相关参数的改变 4 是否在 “正常”值范围
第一节 急性毒性试验
一、急性毒性试验的目的：
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抗凝剂
割（剪）尾取血 眼眶静脉丛采血 断头取血 颈动脉取血 腹主动脉 股动（静）脉取血
动物品种
最大安全采血量 最小致死采血量 (ml) (ml) 0.3 2 10 40 500 200 60
小鼠 大鼠 豚鼠 兔 狼狗 猎狗 猴
0.2 1 5 10 100 50 15
第八章 环境毒理学常用 研究方法
毒理学研究方法
(1)流行病调查/临床观察
体内实验 in vivo tests 体外实验 in vitro tests
(2)动物实验
第一节 实验准备
1.1 动物的准备
①选择实验动物 ②编号与标记 ③固定与麻醉
（1）选择实验动物
高血压
黏膜刺激
1）种属的选择原则
• 在机体反应上与人体近似 • 易获得、易饲养、易管理 • 敏感、合适－实验资料
优点：
①柜内毒物浓度相对稳定
②受试环境具有持久的稳定性
缺点：
①毒物消耗量大
2）静式吸入染毒法－急性
• 在具有一定气体容积的密闭容器中或在密封 染毒柜内进行
动物种属 呼吸通气量 最低需气量 (L/小时) 小鼠 大鼠 1.45 10.18 (L/小时) 2.45 30.5 不同容积染毒柜放置动物数(只) 25L 3~5 50L 6~10 100L 12~15 1~2 300L 36~40 5~6
优点：设备简单，操作方便 缺点：要经过一段时间才能达到实验浓度要求
3）面罩染毒法
• 优点：避免皮肤吸收 • 注意检查面罩的密封性
4）吸入染尘法
颗粒污染物 < 5μm
2.2 气管注入法
• 经喉插入法 • 气管穿刺法 • 暴露气管穿刺法
①适用于颗粒物染毒。
②颗粒物可制备成生理盐水混悬液，也可将颗粒物中的
分3组：
再取一个随机数除以6，看余数
（5）实验动物的麻醉
• 动外科手术
• 避免剧烈挣扎
• 麻醉药物：乙醚
（1）全身麻醉
a）吸入法：开放法、封闭法－挥发性
b）腹腔和静脉给药麻醉法－非挥发性
（2）局部麻醉
a）猫：一般应用0.5-1.0%盐酸普鲁卡因
注射。粘膜表面麻醉宜用2%盐酸可卡因
b）兔在眼球手术时，可于结膜囊滴入0.02%盐酸
一般指标、生化指标、病理学检查
6.2 慢性毒性实验
• 实验时间一般要求1～2年或者终生染毒 • 一般要求选用几种动物，年龄要小 • 设3～4个剂量组和一个对照组
• LD50的1/1000～1/20之间取3～4个剂量
• 注意事项：指标提前观察、同步进行、注意 异常情况、延长饲养时间继续观察
第七节 致癌性实验
硫喷妥纳
狗、兔 大白鼠 小白鼠
氯 醛 糖 乌 拉 坦
兔 大白鼠 兔 大、小白鼠 蛙 蟾蜍
麻醉注意事项
（1）静脉注射必须缓慢，同时观察肌肉紧张性、角膜
反射和对皮肤夹捏的反应。当这些活动明显减弱或消
失时，立即停止注射。配制的药液浓度要适中。 （2）麻醉时需注意保温。麻醉期间，动物的体温调节 机能往往受到抑制，出现体温下降。保温的方法有： 实验桌内装灯，电褥，台灯照射等。无论用哪种方法 加温都应根据动物的肛门体温而定。 （3）慢性实验时，在寒冷冬季，麻醉剂在注射前应加 热至动物体温水平。
• 外观形态新鲜、完整，分析时取内 层粪便
• 器皿干净
（4）呼出气的收集
• 研究毒物的吸收代谢和对肺功能的
影响
• 动物需固定
（5） 组织匀浆的制备
• 酶：取样－洗净－研磨－离心 －测定
• 用于毒物的测定
1.4 预备试验
• （1）选择合适的实验动物 • （2）设计染毒剂量及其分组
• （3）操作技术的检验和训练 • （4）发现新线索、新指标
狗 5.0~15.0 2.0~5.0 3.0~10.0 －
2.5 经皮染毒法
• 家兔和豚鼠
• 斑贴法 • 兔耳法
• 结膜囊染毒
第三节 毒理学实验的设计方法
3.1 实验设计
明确实验目的、了解毒物、预备实验
实验类型（急性、慢性）、实验动物
染毒方式、浓度分组、对照组（平行、自身）
3.2 动物分组
随机化
7.1 长期动物实验
①实验动物的选择：抗病力强、容易饲养、肿瘤 自发率低、寿命长、对受试物敏感。两种或以 上动物 ②动物数目：小型动物 50只；大型减少 ③剂量分组与对照（阴性、阳性对照）： 高剂量（加速致癌）、低剂量（接近人类）
④染毒途径：口、皮肤、注射
⑤实验时间：动物生命期的1/3～1/2 ⑥指标观测：外表、行为、X射线、病理
新化学物质—整体状态、非特异性指标
• 实验方法
游泳试验、刺激阈试验
三、局部作用试验
• 皮肤和黏膜症状（豚鼠、家兔） • 急性皮肤刺激/腐蚀试验 • 急性眼刺激/腐蚀试验
结膜囊染毒
四、急性联合毒性的测定
• 过筛试验
确定大概的作用类型 1/2LD50
①死亡率>80%，增毒；30％～80％，
相加；<30％，拮抗 ②实测死亡率（O）/预期死亡率（P）
• 混合毒物LD50的测定方法
①分别测定各毒物的LD50 ②按等毒性比例混合测定混合毒物的LD50 ③评定作用类型
K<0.4 拮抗；0.4<K<2.5 相加； K>2.5 协同
4.3 水生动物毒性实验
一、鱼类毒性实验
动物选择—区域代表性
实验条件—水温、溶氧、pH
二、甲壳动物实验
水蚤幼虫的准备
TLm的测定
His+
• 哺乳动物微粒体酶－前致癌物
S-9混合液
致 突 变 物
DNA修复测定
• 蔗糖密度梯度离心技术
切除片段大小 • 放射自显影技术 直接定位损伤部位 沉降速度
第八节 致突变实验
一、哺乳动物细胞突变试验
正常细胞
正向突变
酶的缺失
突变细
胞能与有害物共存 突变细胞
回复突变
不能与有害物共存
正常细胞
二、染色体畸变试验
（2）尿液的收集
• 连续收集
在代谢笼下配置粪尿分离漏斗 • 一次性尿液收集 逼尿法、导尿法、输尿管插管法
剖腹采集尿液、提鼠采集尿液
尿液收集注意事项
• 实验期间膳食一致，特定时间完成收集
• 防止尿液的污染
• 标本迅速测定或冷冻保存
• 避免器皿污染 • 灌喂水或青菜满足尿量需求
（3）粪便的收集
• 代谢笼、粪尿分离器
学检查
⑦结果评判：
潜伏期：第一例
病理学检查：恶性、良性、癌前期变
阳性结果的判断：肿瘤数、潜伏期短
7.2 短期筛检方法
• Ames实验：外源化学物致突变作用 • DNA修复测定：3H-Tdr • 哺乳动物细胞的体外恶性转化
Ames试验
• 组氨酸营养缺陷型菌株（His-）
His受试物
组氨酸缺乏培养基
有害成分提取，再用提取物进行染毒。
③此法需在动物麻醉下进行，难度较大，适宜急性试验
2.3 经口染毒法
• 不挥发性液体和固体毒物
灌胃法－液体或制剂
喂饲法－混在食物中 经口滴入－淀粉糊剂
吞咽－胶囊
2.4 注射染毒法
• 毒物对局部损害不能太大
①腹腔注射
②肌内注射
不溶于水但溶于油或其他溶剂
③静脉注射
④皮下注射
⑤皮内注射
注射途径 静脉 肌肉 皮下 腹腔
小鼠 0.2~0.5 0.1~0.2 0.1~0.5 0.2~1.0
大鼠 1.0~2.0 0.2~0.5 0.5~1.0 1.0~3.0
豚鼠 1.0~5.0 0.2~0.5 0.5~1.0 2.0~5.0
兔 3.0~10 0.5~1.0 1.0~3.0 5.0~10.0
大、小鼠、 豚鼠
腹腔
制呼吸。 静脉 腹腔 腹腔 静脉 腹腔 静脉 皮下或肌肉 淋巴囊注射 淋巴囊注射 15-20 40 15-20 80-100 50 750-1000 800-1000 0.1ml/100g 1ml/100g 2 1 1 2 2 30 20 20-25 10 15-30 分钟，麻 醉力强， 宜缓慢 注射。 3-4 小时，诱导 期不明显 2-4 小时，毒性 小， 主要适用小 动物的麻醉。
第二节 常用染毒技术 2.常用染毒途径
吸入染毒、经皮肤染毒－最重要的
灌胃
气管注入 注射（腹腔、静脉、肌内、皮下）
根据实验目的进行选择，同时考虑： （1）人群接触环境毒物的实际情况
生产车间－呼吸道
（2）毒物的理化性质
固态、液态、气态
（3）受检毒物的来源
消耗量的大小
2.1 吸入染毒法－大气污染物
1） 动式吸入染毒法
1.2 毒物的准备
（1）了解毒物的物理常数
密度、溶解度、蒸汽压、熔点、
沸点、油/水分配系数等
（2）剂型：
毒性高、刺激性大－稀释
固态－溶液、软膏
（3）溶剂：
①本身毒性很小或无毒
②不与受检毒物产生增毒或
减毒作用 ③不影响毒物吸收
④无特殊的刺激性或气味
1.3 生物材料的采集和制备
（1）血液的采集
需求少 刺破组织取毛细血管的血
斑马鱼
青鳉鱼
第五节 毒物蓄积的研究方法
蓄积毒性作用： 物质蓄积：环境污染物 进入>排出 功能蓄积：结构和功能变化的积累
慢性、亚慢性实验必须先评价蓄积性
5.1 物质蓄积的研究方法
• 生物蓄积的极限值与其在单位 时间内的吸收量成正比
• 生物半衰期越短，达到极限所 需时间就短
• A = a×T1/2×1.44