多氯联苯对环境的污染和对动物及人体的危害
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近来发现 A- 1242、A- 1248 和 A- 1254 能 刺激子宫肌肉收缩, 这可能是引起动物早产的潜 在因素. 幼体在子宫内和哺乳期受到高水平的 PCB 的 影 响, 其 后果 相 当 严重. 许多 研 究表 明 PCB 是经母体传给幼体的, 即通过胎盘传给胎儿 或经乳汁传给受乳幼体的. 这种情况发生在多种 动物, 包括蝙蝠、兔子、小鼠、罗猴和人类. 除此之 外, 还与加州海狮的早产和人类 的流产有关[ 13] . Earl 等[ 14] 从怀孕起到分娩给猎犬喂 5 @10- 6 的 A - 1254, 造成怀孕率低以及出生时和产后 2 周时 的窝仔数减少, 还造成胚胎吸收增加, 胎儿畸形. 他们给猪在繁殖前 21 天口服 A- 1254, 也得到类 似的结果[ 15] . 给大鼠在孕期接触 A - 1254, 结果 使每窝存活仔数降低. 在繁殖前 37 周给罗猴口服 A- 1254, 结果使受孕率降低、胎儿死亡率增加、 幼仔 头 围 小. Berkowit z 等[ 16] 的 研 究 证 明 血 浆 PCB 水平与早产无关.
岳舜琳对上海三个水厂的自来水进行分析发 现多氯联苯含量为 0. 0013 ) 0. 0028LgPL, 大大超 过健康评价标准( 0. 00072LgPL) [ 4] . 20 世纪 90 年 代初我国河流沉积物 PCB 的一般水平在 10. 5 )
收稿日期: 2002 03 11 * 四川省教育厅自然科学研究基金( 2000- B28) 和乐山师院科研基金资助项目 作者简介: 王雄清( 1955 ) , 男, 四川宣汉人, 乐山 一次在日本, 另一次在台湾, 两次都称为/ 油病0. 两次中毒事件均因为误食含 PCB 的米糠油所致. 这种 PCB 污染的米糠油由于 加热而产生大量的多氯联苯呋喃( PCDF ) . 中毒常 见的症状是眼分泌物增加、上眼睑肿大、氯痤疮、
皮肤色素沉着过度和外周神经病. 日本中毒事件 中的男学生的体重和身高增加减缓, 而女学生则 无影响. 台湾中毒事件中的妇女所生的子女, 712 岁时发育迟缓. 21112 对生殖的毒性作用
PCB 具有轻微的雌激素样作用. 慢性接触 A - 1254 或克罗芬( Clophen) A60 导致发情期延长.
Gellert [ 17] 发现 10 @10- 6 的 A- 1221 显著地加速 大鼠阴门的成熟, 使阴道持久地处于发情期. 他还 发现高达 1000 @10- 6 的 A- 1221 才能使子宫显 著地增重, 但其重量仅为服用 1 @10- 9的 17B- 雌 二醇的动物子宫的一半.
1 PCB 对环境的污染
111 对水体、土壤、大气的污染 20 世纪 50 年代, 在测定氯化烃类杀虫剂时
就在许多环境样品中发现了 PCB, 但由于未知数 量而被忽视了, 直到 1966 年, 瑞典科学家在监测 DDT 时, 在环境样品中测定了 PCB 的含量, 从而 使人们担心 PCB 对环境的污染. Cummins[ 5] 估计 世界上有 120 万吨 PCB, 其中 65% 存在于电器系 统中、垃 圾场或存储在陆 地上, 31% 流失 到环境 中, 其余的被降解和焚烧.
51
25. 5 ngPg 之间, 大大高 于西藏地 区土壤中 PCB 的含量( 0. 625 ) 3. 501 ngPg) [ 1] , 而远远低于我国 某些典型污染源附近土壤和沉积物中 PCB 的含 量( 430 ) 788 ngPg) [ 2] . 112 对生物的污染
PCB 对生物的污染主要是通过食物链, 最常 见的途径是水生生物. 微生物和植物通常是 PCB 进入食物链的起点. PCB 污染对水生生物危害极 大, 如 10 ) 100 @10- 9 的 P CB 即可抑制植物的生 长和光合作用. 植物对水生系统极为重要, 因为它 们能给水生系统提供氧气和营养物质.
2 PCB 对动物和人体的危害
211 毒性作用 自从在环 境中发现 PCB 以来, 研究人 员就
PCB 对动物的毒性作用进行了大量的研究. 实际 上, 所有 的受 试动 物都 易受 PCB 的 污染, 接触 PCB 后都有一定的毒性反应. 其反应随不同的动 物差异很大, 即使是同一种动物亦如此, 即使是同 一个体, 不同器官的反应也各不相同. 同种动物的 幼体和老年个体的反应也有差异, 由于发育受到 影响, 通常幼体的毒性反应较大. 21111 PCB 中毒
Sanders 和 Kirkpat rick[ 18] 发 现 接 触 过 A 1254 的男子的睾酮水平下降, 每 mg 睾丸组织的 精子数也下降. 21113 对生长发育的毒性作用
实验证明 3, 3. , 4, 4. - 四氯联苯使雄性大鼠 的出生体重降低并阻碍生长发育, 但对雌性大鼠 无影响. 研究人员还发现被接触过 A- 1254 的母 体哺乳过的幼体在产后 22 周出现指甲损害和齿 龈萎缩. 密执安湖周围的妇女由于吃鱼而慢性接 触 PCB, 使初生儿的个体小、头围小 和惊吓反射 增强[ 19] . 职业接触 A- 1254、A- 1242 和 A- 1016 的孕女的早产, 所生的婴儿初生重降低.
PCB 对环境 的污染可 通过: 城市污水、电器 泄漏、生产和运输泄漏和含有 PCB 的制剂的蒸发 和滤出, 也可因操作、处理不当泄漏、焚烧时从烟 囱排出、农村和城市地表水污染以及电厂污水直 接排放到水体中引起. 一旦进 入环境, P CB 首先 污染大气并主要靠大气运动而扩散, 导致世界范 围的污染.
联苯含量超出健康评价标准( 0. 00072LgPL) 18 ) 38 倍[ 4] . 这些事实都说明我国的 PCB 污染已达相 当的程度, 对生态环境、动物和人类健康构成了潜
在的威胁. 鉴于我国就 PCB 对动物和人的影响的 研究甚少, 本文综合国内外大量文献, 着重介绍国 内外这方面的研究进展.
摘 要: 本文介绍了多氯联苯对环境的污 染、对动物和人的毒性作用及潜在致癌性的研究进展 .
关键词: 多氯联苯; 环境污染; 毒性作用; 致癌性
中图分类号: Q89
文献标识码: A 文章编号 : 1009 8666( 2002) 04 0051 05
多氯联苯( Polychlorinated biphenyls, PCBs) 是一类苯环上碳原子连接的氢被氯不同程度地取
动物和人类对植物的消费可导致 PCB 的生 物放大作用. PCB 可经食物链到达营养水平高的 消费者, 营养水平高的消费者一般寿命较长, 随着 时间的增加可获得大量的 P CB. 对 PCB 的毒性作 用极为敏感的生物是海洋哺乳动物, 它们可将 PCB 生物 放大到 1000 万倍[ 5] . 这些动物 对 PCB 极为敏感可能是它们在遗传上产生药物代谢酶的 能力较低[ 5] . PCB 对以高脂肪为食的动物如海生 兽类北极熊和人类特别危险. 北极熊以海豹的脂 肪为主要食物, 而这些脂肪可含有极高的 PCB 和 其他有机毒物. 北极熊脂肪的 PCB 含量从 19691984 年就增 加了 4 倍, 若这 种趋势 继续下 去的 话, 则会超过 50 @10- 6 成为毒物[ 5] .
人类对 PCB 的接触相当广泛, 因为它们长期 存在于食物链中. 虽然人类为营养水平高的消费 者, 但尚无研究资料肯定地证明 P CB 对人类健康 的危害与非职业性接触有关, 职业接触也不一定 对健康有危害, 但职业接触确实有不利的影响. 在 这些研究中, 有许多相互矛盾的因素, 如接触多种 化学物质, 特别是职业接触更是如此. 从历史的角 度讲, 除上述所指的长期接触外, 很少有许多人因 为大剂量接触 PCB 而患病. 然而世界上曾发生过
人们之所以关注 P CB, 是因为已在人卵泡液 中发现了 PCB 和许多其他工业污染物及杀虫剂. Jarrell 等[ 6] 在对加拿大妇女做 IVF 的研究中发现 其卵泡液中平均 P CB 的含量达到 4. 08 @10- 9, 德 国妇 女 为 27 @ 10- 9 , 奥 地 利 妇 女 高 达 142 @ 10- . 9 [ 7] 体外试 验证明商用 PCB, 如 A- 1221、A - 1254、A- 1260、A- 1268 能降低小鼠体外受精 率、增加 2- 细胞 受精 卵的 畸形率[ 8、9、10] . Huang 等[ 11] 发现小鼠接触 3, 3. , 4, 4. - T CB, 其 F 1 代的 卵子体外受精( IVF ) 率降低. Kholkute 等[ 12] 用 0. 1LgPml 及以上的 A- 1254 使小鼠的 IVF 降低. 这 种影响只有当 A- 1254 存在于 IVF 培养液中或 者是在含有 A - 1254 的培养 液中培养 6h 的卵 子, 才能发生, 但对精子则没有影响. 给兔子口服 A- 1260, 在着床前 后的胚胎中发现有高水平的 PCB, 但并没有降低兔子的体内受精率.
大量的实验证明 PCB 能引起动物癌症. 国际 癌症研究署( IARC) 、美国毒理学委员会( NT P) 、 美国政府工业卫生联盟( AGGIH ) 和美国环境保 护署( EPA) 都认为有足够的证据证明 PCB 是动 物致癌物. 以前认为氯的含量是 P CB 致癌性的重 要因素, 近来的研究表明 P CB 分子上氯的位置也 是致癌性的关键因素[ 25] .
除激素样作用外, PCB 能诱导器官呈现急性 中毒症状, 典型的是胸腺萎缩、免疫中毒反应、生 殖困难、紫质症及相关的肝损害[ 23] . PCB 也可使 皮肤色素加深, 发生氯痤疮. 在体外引起人血小板 凝集, 并增加这些细胞分泌黑色素. 也可刺激多核 嗜中性白细胞产生磷肌醇, 从而激活蛋白激酶 C, 改变大鼠大脑粒细胞内的钙水平稳定[ 24] . 212 潜在的致癌作用
代的联苯化合物. Schmidt 和 Schults 1881 年首次 成功合成多氯联苯, 迄今为止, 已能人工合成 209 种这类化合物. 曾被广泛用作工业导热剂、润滑剂 和农药稀释剂等. 由于研究证明多氯联苯存在于 环境中, 并污染环境和威胁人类健康, 世界上绝大 多数国家已停止生产和使用多氯联苯. 我国对多 氯联苯亦十分重视, 对其生产、储存、运输、使用和 废物处理制定了国家标准, 国家经贸委 1999 年发 文勒令 2000 年内停止生产含有 PCB 的农药. 虽 然今天商业上不再生产多氯联苯, 但在世界上许 多的电器系统和生态系统中仍然有多氯联苯. 由 于 P CB 相当 稳定和不 易降解, 在未 来的很 多年 里, 多氯联苯会长期存在于环境中. 20 世纪 90 年 代初我国河流沉积物 PCB 的含量大大高于西藏 地区土壤中 PCB 的含量( 0. 625 ) 3. 501 ngPg) [ 1] , 而远远低于我国某些典型污染源附近土壤和沉积 物中 PCB 的含量[ 2] . 与国外资料 相比, 我国主要 河流大城市区段目前沉积物中 P CB 含量接近于 70 年代初 瑞典天然 土壤中 P CBs 的含 量( 15ngP g) [ 3] . 岳舜琳对水厂的自来水进行分析发现多氯
第 17 卷 第 4 期 2002 年 8 月
乐山师范学院学报 Journal of Leshan Teachers College
Vol117No. 4 Aug1 2002
多氯联苯对环境的污染和对动物及人体的危害*
王雄清, 林 英, 弓加文, 陈封政
( 乐山师范学院 环境与生命科学系, 四川 乐山 614004)
Seegal 等[ 20] 在孕期和哺乳期给大鼠口服 2, 2. , 4, 4. - 四氯联苯和 3, 3. , 4, 4. - 四氯联苯, 2, 2. , 4, 4. - 四氯联苯使 F1 代大鼠的大脑中的多巴
胺含量显著降低, 3, 3. , 4, 4. - 四氯联苯使 F1 代
大鼠的大脑中的多巴胺含量显著增加, 这种现象 一直持续到成年均如此. 已证明邻位取代的 PCB 对神经细胞的影响最大, 其他研究也表明 PCB 影 响动物的神经发育和认知能力而导致行为异常, 如影响雌性大鼠的性行为[ 21、22] .
岳舜琳对上海三个水厂的自来水进行分析发 现多氯联苯含量为 0. 0013 ) 0. 0028LgPL, 大大超 过健康评价标准( 0. 00072LgPL) [ 4] . 20 世纪 90 年 代初我国河流沉积物 PCB 的一般水平在 10. 5 )
收稿日期: 2002 03 11 * 四川省教育厅自然科学研究基金( 2000- B28) 和乐山师院科研基金资助项目 作者简介: 王雄清( 1955 ) , 男, 四川宣汉人, 乐山 一次在日本, 另一次在台湾, 两次都称为/ 油病0. 两次中毒事件均因为误食含 PCB 的米糠油所致. 这种 PCB 污染的米糠油由于 加热而产生大量的多氯联苯呋喃( PCDF ) . 中毒常 见的症状是眼分泌物增加、上眼睑肿大、氯痤疮、
皮肤色素沉着过度和外周神经病. 日本中毒事件 中的男学生的体重和身高增加减缓, 而女学生则 无影响. 台湾中毒事件中的妇女所生的子女, 712 岁时发育迟缓. 21112 对生殖的毒性作用
PCB 具有轻微的雌激素样作用. 慢性接触 A - 1254 或克罗芬( Clophen) A60 导致发情期延长.
Gellert [ 17] 发现 10 @10- 6 的 A- 1221 显著地加速 大鼠阴门的成熟, 使阴道持久地处于发情期. 他还 发现高达 1000 @10- 6 的 A- 1221 才能使子宫显 著地增重, 但其重量仅为服用 1 @10- 9的 17B- 雌 二醇的动物子宫的一半.
1 PCB 对环境的污染
111 对水体、土壤、大气的污染 20 世纪 50 年代, 在测定氯化烃类杀虫剂时
就在许多环境样品中发现了 PCB, 但由于未知数 量而被忽视了, 直到 1966 年, 瑞典科学家在监测 DDT 时, 在环境样品中测定了 PCB 的含量, 从而 使人们担心 PCB 对环境的污染. Cummins[ 5] 估计 世界上有 120 万吨 PCB, 其中 65% 存在于电器系 统中、垃 圾场或存储在陆 地上, 31% 流失 到环境 中, 其余的被降解和焚烧.
51
25. 5 ngPg 之间, 大大高 于西藏地 区土壤中 PCB 的含量( 0. 625 ) 3. 501 ngPg) [ 1] , 而远远低于我国 某些典型污染源附近土壤和沉积物中 PCB 的含 量( 430 ) 788 ngPg) [ 2] . 112 对生物的污染
PCB 对生物的污染主要是通过食物链, 最常 见的途径是水生生物. 微生物和植物通常是 PCB 进入食物链的起点. PCB 污染对水生生物危害极 大, 如 10 ) 100 @10- 9 的 P CB 即可抑制植物的生 长和光合作用. 植物对水生系统极为重要, 因为它 们能给水生系统提供氧气和营养物质.
2 PCB 对动物和人体的危害
211 毒性作用 自从在环 境中发现 PCB 以来, 研究人 员就
PCB 对动物的毒性作用进行了大量的研究. 实际 上, 所有 的受 试动 物都 易受 PCB 的 污染, 接触 PCB 后都有一定的毒性反应. 其反应随不同的动 物差异很大, 即使是同一种动物亦如此, 即使是同 一个体, 不同器官的反应也各不相同. 同种动物的 幼体和老年个体的反应也有差异, 由于发育受到 影响, 通常幼体的毒性反应较大. 21111 PCB 中毒
Sanders 和 Kirkpat rick[ 18] 发 现 接 触 过 A 1254 的男子的睾酮水平下降, 每 mg 睾丸组织的 精子数也下降. 21113 对生长发育的毒性作用
实验证明 3, 3. , 4, 4. - 四氯联苯使雄性大鼠 的出生体重降低并阻碍生长发育, 但对雌性大鼠 无影响. 研究人员还发现被接触过 A- 1254 的母 体哺乳过的幼体在产后 22 周出现指甲损害和齿 龈萎缩. 密执安湖周围的妇女由于吃鱼而慢性接 触 PCB, 使初生儿的个体小、头围小 和惊吓反射 增强[ 19] . 职业接触 A- 1254、A- 1242 和 A- 1016 的孕女的早产, 所生的婴儿初生重降低.
PCB 对环境 的污染可 通过: 城市污水、电器 泄漏、生产和运输泄漏和含有 PCB 的制剂的蒸发 和滤出, 也可因操作、处理不当泄漏、焚烧时从烟 囱排出、农村和城市地表水污染以及电厂污水直 接排放到水体中引起. 一旦进 入环境, P CB 首先 污染大气并主要靠大气运动而扩散, 导致世界范 围的污染.
联苯含量超出健康评价标准( 0. 00072LgPL) 18 ) 38 倍[ 4] . 这些事实都说明我国的 PCB 污染已达相 当的程度, 对生态环境、动物和人类健康构成了潜
在的威胁. 鉴于我国就 PCB 对动物和人的影响的 研究甚少, 本文综合国内外大量文献, 着重介绍国 内外这方面的研究进展.
摘 要: 本文介绍了多氯联苯对环境的污 染、对动物和人的毒性作用及潜在致癌性的研究进展 .
关键词: 多氯联苯; 环境污染; 毒性作用; 致癌性
中图分类号: Q89
文献标识码: A 文章编号 : 1009 8666( 2002) 04 0051 05
多氯联苯( Polychlorinated biphenyls, PCBs) 是一类苯环上碳原子连接的氢被氯不同程度地取
动物和人类对植物的消费可导致 PCB 的生 物放大作用. PCB 可经食物链到达营养水平高的 消费者, 营养水平高的消费者一般寿命较长, 随着 时间的增加可获得大量的 P CB. 对 PCB 的毒性作 用极为敏感的生物是海洋哺乳动物, 它们可将 PCB 生物 放大到 1000 万倍[ 5] . 这些动物 对 PCB 极为敏感可能是它们在遗传上产生药物代谢酶的 能力较低[ 5] . PCB 对以高脂肪为食的动物如海生 兽类北极熊和人类特别危险. 北极熊以海豹的脂 肪为主要食物, 而这些脂肪可含有极高的 PCB 和 其他有机毒物. 北极熊脂肪的 PCB 含量从 19691984 年就增 加了 4 倍, 若这 种趋势 继续下 去的 话, 则会超过 50 @10- 6 成为毒物[ 5] .
人类对 PCB 的接触相当广泛, 因为它们长期 存在于食物链中. 虽然人类为营养水平高的消费 者, 但尚无研究资料肯定地证明 P CB 对人类健康 的危害与非职业性接触有关, 职业接触也不一定 对健康有危害, 但职业接触确实有不利的影响. 在 这些研究中, 有许多相互矛盾的因素, 如接触多种 化学物质, 特别是职业接触更是如此. 从历史的角 度讲, 除上述所指的长期接触外, 很少有许多人因 为大剂量接触 PCB 而患病. 然而世界上曾发生过
人们之所以关注 P CB, 是因为已在人卵泡液 中发现了 PCB 和许多其他工业污染物及杀虫剂. Jarrell 等[ 6] 在对加拿大妇女做 IVF 的研究中发现 其卵泡液中平均 P CB 的含量达到 4. 08 @10- 9, 德 国妇 女 为 27 @ 10- 9 , 奥 地 利 妇 女 高 达 142 @ 10- . 9 [ 7] 体外试 验证明商用 PCB, 如 A- 1221、A - 1254、A- 1260、A- 1268 能降低小鼠体外受精 率、增加 2- 细胞 受精 卵的 畸形率[ 8、9、10] . Huang 等[ 11] 发现小鼠接触 3, 3. , 4, 4. - T CB, 其 F 1 代的 卵子体外受精( IVF ) 率降低. Kholkute 等[ 12] 用 0. 1LgPml 及以上的 A- 1254 使小鼠的 IVF 降低. 这 种影响只有当 A- 1254 存在于 IVF 培养液中或 者是在含有 A - 1254 的培养 液中培养 6h 的卵 子, 才能发生, 但对精子则没有影响. 给兔子口服 A- 1260, 在着床前 后的胚胎中发现有高水平的 PCB, 但并没有降低兔子的体内受精率.
大量的实验证明 PCB 能引起动物癌症. 国际 癌症研究署( IARC) 、美国毒理学委员会( NT P) 、 美国政府工业卫生联盟( AGGIH ) 和美国环境保 护署( EPA) 都认为有足够的证据证明 PCB 是动 物致癌物. 以前认为氯的含量是 P CB 致癌性的重 要因素, 近来的研究表明 P CB 分子上氯的位置也 是致癌性的关键因素[ 25] .
除激素样作用外, PCB 能诱导器官呈现急性 中毒症状, 典型的是胸腺萎缩、免疫中毒反应、生 殖困难、紫质症及相关的肝损害[ 23] . PCB 也可使 皮肤色素加深, 发生氯痤疮. 在体外引起人血小板 凝集, 并增加这些细胞分泌黑色素. 也可刺激多核 嗜中性白细胞产生磷肌醇, 从而激活蛋白激酶 C, 改变大鼠大脑粒细胞内的钙水平稳定[ 24] . 212 潜在的致癌作用
代的联苯化合物. Schmidt 和 Schults 1881 年首次 成功合成多氯联苯, 迄今为止, 已能人工合成 209 种这类化合物. 曾被广泛用作工业导热剂、润滑剂 和农药稀释剂等. 由于研究证明多氯联苯存在于 环境中, 并污染环境和威胁人类健康, 世界上绝大 多数国家已停止生产和使用多氯联苯. 我国对多 氯联苯亦十分重视, 对其生产、储存、运输、使用和 废物处理制定了国家标准, 国家经贸委 1999 年发 文勒令 2000 年内停止生产含有 PCB 的农药. 虽 然今天商业上不再生产多氯联苯, 但在世界上许 多的电器系统和生态系统中仍然有多氯联苯. 由 于 P CB 相当 稳定和不 易降解, 在未 来的很 多年 里, 多氯联苯会长期存在于环境中. 20 世纪 90 年 代初我国河流沉积物 PCB 的含量大大高于西藏 地区土壤中 PCB 的含量( 0. 625 ) 3. 501 ngPg) [ 1] , 而远远低于我国某些典型污染源附近土壤和沉积 物中 PCB 的含量[ 2] . 与国外资料 相比, 我国主要 河流大城市区段目前沉积物中 P CB 含量接近于 70 年代初 瑞典天然 土壤中 P CBs 的含 量( 15ngP g) [ 3] . 岳舜琳对水厂的自来水进行分析发现多氯
第 17 卷 第 4 期 2002 年 8 月
乐山师范学院学报 Journal of Leshan Teachers College
Vol117No. 4 Aug1 2002
多氯联苯对环境的污染和对动物及人体的危害*
王雄清, 林 英, 弓加文, 陈封政
( 乐山师范学院 环境与生命科学系, 四川 乐山 614004)
Seegal 等[ 20] 在孕期和哺乳期给大鼠口服 2, 2. , 4, 4. - 四氯联苯和 3, 3. , 4, 4. - 四氯联苯, 2, 2. , 4, 4. - 四氯联苯使 F1 代大鼠的大脑中的多巴
胺含量显著降低, 3, 3. , 4, 4. - 四氯联苯使 F1 代
大鼠的大脑中的多巴胺含量显著增加, 这种现象 一直持续到成年均如此. 已证明邻位取代的 PCB 对神经细胞的影响最大, 其他研究也表明 PCB 影 响动物的神经发育和认知能力而导致行为异常, 如影响雌性大鼠的性行为[ 21、22] .