【2017水环境化学课件】第九章 污染物的毒性和毒性试验 [自动保存的]
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• 适当的受试生物在被测化合物一系列浓度 下暴露一定时间，观察产生的生物效应， 以确定一定生物效应所需该化合物的浓度 或所需暴露时间。
• 2. 按实验方法分：
静水式实验：试验溶液不流动，期间不更换试验溶液。操
作简单。
问题：被测试毒物和DO的降低；实验生物的排泄物。只适用
于试验期间稳定且耗氧不高的化学物质的生物毒性试验。
物学变化。
• 反应：毒物作用于生物群体后产生某种效应的生 物个体数量在生物群体中所占的比率。
生
物
反
应
或
效
应
百
分
率
浓度或剂量
直线关系较少见，仅在某些一定浓度 范围内的试验中存在；另外还有抛物 线型；S型等。
3. 有效浓度（剂量）与致死浓度（剂量）
（1）致死浓度（LC lethal concentration）
CA0
CA1
CA2
CA3
CA4
Zn Control 1Fra Baidu bibliotek00
1.43
2.05
2.94
Cu Control 0.02
0.03
0.05
0.08
Cd Control 0.50
0.66
0.87
1.15
CA5 4.21 0.13 1.51
CA6 6.00 0.20 2.00
受试生物选择的一般原则 • （1）. 受试生物的选择范围
代谢等。 对试验毒物或因子的反应能够被测定，并有一套标准测定
方法。 具有重要的经济价值和观赏价值。
2、试验溶液的配制
（1）根据试验毒物浓度和试验溶液体积按所需量直接将测 试化合物加入水中。
（2）将被测试化合物配制储备液后稀释成各设置浓度。
半流水式实验：通常24h换一次试验溶液，最常用。
流水式实验：装置复杂，仅在测试易挥发和性质不稳 定化合物时使用
（一）毒性试验的一般程序 • 1、试验设计
选择受试生物； 设置毒物浓度； 试验持续时间； 受试生物的数量及分配； 确定观测指标及测定方法
表急性毒性实验毒物浓度
Cation
Concentration (mg L-1)
• 48h EC10
• IC50（半数抑制浓度）: 特指能引起50%受试生物某种效应被
抑制的毒物浓度。
（4）最大允许毒物浓度（MATC)与安全浓度（SC）
• MATC(maximum allowable toxicant concentration): 最 大允许的对受试生物没有明显影响的毒物浓度。
AF = MATC/96h LC50
AF值通常取0.05，对一些毒性极大的物质，也可取0.01。 应用系数的倒数又称为急慢性毒性比（ACR）。
• 安全浓度（safe concentration):对试验动物全生命 周期都无有害影响的毒物浓度。安全浓度需通过慢 性毒性试验得出，但对有些生物非常困难，需通过 经验公式求算。
第十章 污染物的毒性与毒性实验
李丽 水产养殖生态实验室 中国海洋大学水产学院
教学一般要求
• 掌握毒性作用的一些基本概念、半致死浓度的求 算方法。理解亚急性、慢性毒性及其试验方法、 两种污染物联合作用及其试验方法。了解联合毒 性作用类型的试验评定。
第一节 毒性作用与毒性试验
• 一 毒性作用的一些基本概念 1. 毒物与毒性 毒物：在一定条件下，较小浓度或剂量就能引起生物体功能性或器质
• 最大无作用浓度（NOEC）：对试验生物无统计显 著性有害效应的毒物最高浓度。
• 最小有作用浓度（LOEC）：对试验生物有统计显 著性有害效应的毒物最低浓度。
• NOEC < MATC < LOEC
应用系数 AF (Application Factor): 许多实验数据表明，尽管 不同种类的鱼对同一种化学物质的敏感性存在很大差异， 但最大允许毒物浓度与 96h LC50比值非常接近，此比值为 应用系数。
(3)有效浓度（EC efficient concentration）
• 当毒性试验不以试验生物的死亡作为反应指标，而是以通过 测定或观察生物对毒物的某种特定效应，如动物失去平衡、 畸形、酶活为指标，以EC反映毒物对试验生物的毒性。
• 24h EC10 : 引起10%的试验生物产生某一特定效应的毒物浓度； 或使受试生物群体的某效应指标的平均值发生10%差异。
绝死对亡致的死水浓中度化（合LC物10的0）最：低在浓一度定。时间内引起所观察生物个体全部 半致致死死浓浓 度度 需（ 要明LC确50时）限
24h LC50
(2) 耐受限度（TL tolerance limit)
以存活比率为观察指标。可用于毒物和非毒物（如温度）。 TLTmL中m =间LC耐50受. 限度：50%个体存活，50%个体死亡。用于毒物时 96 h TL10 = 96 h LC10
性损伤的化学物质，或剂量虽微，但积累到一定量，就能干扰或破 坏生物机体正常生理功能，引起暂时或永久性的病理变化，甚至危 及生命的化学物质。
毒性：毒物对生物引起损害的能力称为毒物的毒性。
一种化合物的毒性，与它进入生物体的数量（剂量）、方 式和接触时间有关。
2. 毒物浓度（剂量）与毒性效应 • 效应：毒物作用于生物体引起生物个体发生的生
• 生物放大：生物通过食物链积累化学物质、毒物 随着营养级的提高而增大的现象。
• 生物富集系数：表示生物从环境中吸收积累毒物 的性质。为平衡时生物体内毒物浓度与环境中该 毒物浓度之比。
96h LC50 96h IC50 96 EC50
二 毒性试验
• 1. 为了测试化学物质对生物机体是否会引 起损害作用而进行一系列实验。
全面评价化学物质对水生生物影响时，至少选择3 个不同营养级：初级生产者；初级消费者；次级消 费者。
• （2）. 受试生物选择的一般条件：
对试验毒物具有较高的敏感性。 具有广泛的地理分布和足够数量，全年中容易获得。 生态系统的重要组成，具有重大生态学价值。 实验室内容易培养和繁殖。 具有丰富的生物学背景资料：生活史、生长、发育、生理
SC=96h LC50*f-1。
其中f为安全系数。f-1通常的取值在0.1-0.001之间。对 稳定且能造成生物体内高积累的化学物质，可选用 较低f-1值；对不稳定且很少残留的化学物质，可选用 较高f-1值。
（5）生物富集系数（BCF bioconcentration factors ）
• 生物富集是生物从周围环境中吸收积累化学物质 的现象。
• 2. 按实验方法分：
静水式实验：试验溶液不流动，期间不更换试验溶液。操
作简单。
问题：被测试毒物和DO的降低；实验生物的排泄物。只适用
于试验期间稳定且耗氧不高的化学物质的生物毒性试验。
物学变化。
• 反应：毒物作用于生物群体后产生某种效应的生 物个体数量在生物群体中所占的比率。
生
物
反
应
或
效
应
百
分
率
浓度或剂量
直线关系较少见，仅在某些一定浓度 范围内的试验中存在；另外还有抛物 线型；S型等。
3. 有效浓度（剂量）与致死浓度（剂量）
（1）致死浓度（LC lethal concentration）
CA0
CA1
CA2
CA3
CA4
Zn Control 1Fra Baidu bibliotek00
1.43
2.05
2.94
Cu Control 0.02
0.03
0.05
0.08
Cd Control 0.50
0.66
0.87
1.15
CA5 4.21 0.13 1.51
CA6 6.00 0.20 2.00
受试生物选择的一般原则 • （1）. 受试生物的选择范围
代谢等。 对试验毒物或因子的反应能够被测定，并有一套标准测定
方法。 具有重要的经济价值和观赏价值。
2、试验溶液的配制
（1）根据试验毒物浓度和试验溶液体积按所需量直接将测 试化合物加入水中。
（2）将被测试化合物配制储备液后稀释成各设置浓度。
半流水式实验：通常24h换一次试验溶液，最常用。
流水式实验：装置复杂，仅在测试易挥发和性质不稳 定化合物时使用
（一）毒性试验的一般程序 • 1、试验设计
选择受试生物； 设置毒物浓度； 试验持续时间； 受试生物的数量及分配； 确定观测指标及测定方法
表急性毒性实验毒物浓度
Cation
Concentration (mg L-1)
• 48h EC10
• IC50（半数抑制浓度）: 特指能引起50%受试生物某种效应被
抑制的毒物浓度。
（4）最大允许毒物浓度（MATC)与安全浓度（SC）
• MATC(maximum allowable toxicant concentration): 最 大允许的对受试生物没有明显影响的毒物浓度。
AF = MATC/96h LC50
AF值通常取0.05，对一些毒性极大的物质，也可取0.01。 应用系数的倒数又称为急慢性毒性比（ACR）。
• 安全浓度（safe concentration):对试验动物全生命 周期都无有害影响的毒物浓度。安全浓度需通过慢 性毒性试验得出，但对有些生物非常困难，需通过 经验公式求算。
第十章 污染物的毒性与毒性实验
李丽 水产养殖生态实验室 中国海洋大学水产学院
教学一般要求
• 掌握毒性作用的一些基本概念、半致死浓度的求 算方法。理解亚急性、慢性毒性及其试验方法、 两种污染物联合作用及其试验方法。了解联合毒 性作用类型的试验评定。
第一节 毒性作用与毒性试验
• 一 毒性作用的一些基本概念 1. 毒物与毒性 毒物：在一定条件下，较小浓度或剂量就能引起生物体功能性或器质
• 最大无作用浓度（NOEC）：对试验生物无统计显 著性有害效应的毒物最高浓度。
• 最小有作用浓度（LOEC）：对试验生物有统计显 著性有害效应的毒物最低浓度。
• NOEC < MATC < LOEC
应用系数 AF (Application Factor): 许多实验数据表明，尽管 不同种类的鱼对同一种化学物质的敏感性存在很大差异， 但最大允许毒物浓度与 96h LC50比值非常接近，此比值为 应用系数。
(3)有效浓度（EC efficient concentration）
• 当毒性试验不以试验生物的死亡作为反应指标，而是以通过 测定或观察生物对毒物的某种特定效应，如动物失去平衡、 畸形、酶活为指标，以EC反映毒物对试验生物的毒性。
• 24h EC10 : 引起10%的试验生物产生某一特定效应的毒物浓度； 或使受试生物群体的某效应指标的平均值发生10%差异。
绝死对亡致的死水浓中度化（合LC物10的0）最：低在浓一度定。时间内引起所观察生物个体全部 半致致死死浓浓 度度 需（ 要明LC确50时）限
24h LC50
(2) 耐受限度（TL tolerance limit)
以存活比率为观察指标。可用于毒物和非毒物（如温度）。 TLTmL中m =间LC耐50受. 限度：50%个体存活，50%个体死亡。用于毒物时 96 h TL10 = 96 h LC10
性损伤的化学物质，或剂量虽微，但积累到一定量，就能干扰或破 坏生物机体正常生理功能，引起暂时或永久性的病理变化，甚至危 及生命的化学物质。
毒性：毒物对生物引起损害的能力称为毒物的毒性。
一种化合物的毒性，与它进入生物体的数量（剂量）、方 式和接触时间有关。
2. 毒物浓度（剂量）与毒性效应 • 效应：毒物作用于生物体引起生物个体发生的生
• 生物放大：生物通过食物链积累化学物质、毒物 随着营养级的提高而增大的现象。
• 生物富集系数：表示生物从环境中吸收积累毒物 的性质。为平衡时生物体内毒物浓度与环境中该 毒物浓度之比。
96h LC50 96h IC50 96 EC50
二 毒性试验
• 1. 为了测试化学物质对生物机体是否会引 起损害作用而进行一系列实验。
全面评价化学物质对水生生物影响时，至少选择3 个不同营养级：初级生产者；初级消费者；次级消 费者。
• （2）. 受试生物选择的一般条件：
对试验毒物具有较高的敏感性。 具有广泛的地理分布和足够数量，全年中容易获得。 生态系统的重要组成，具有重大生态学价值。 实验室内容易培养和繁殖。 具有丰富的生物学背景资料：生活史、生长、发育、生理
SC=96h LC50*f-1。
其中f为安全系数。f-1通常的取值在0.1-0.001之间。对 稳定且能造成生物体内高积累的化学物质，可选用 较低f-1值；对不稳定且很少残留的化学物质，可选用 较高f-1值。
（5）生物富集系数（BCF bioconcentration factors ）
• 生物富集是生物从周围环境中吸收积累化学物质 的现象。