生态毒理学研究方法.

固相
30%H2O2+0.02M HNO3 (pH=2, W/V=1:20, 4h, 85C) 浓HNO3－HClO4－HF (8h, 160C)
液相：有机－硫化物结合态 液相：残渣态
固相
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Henderson－Hasselbach方程式
解离常数pKa与弱酸和弱碱pH的关系 污染物处于pH变化的水介质中，其吸收进入机体内在相当程度上受pH影响， 即在肠胃消化道内的酸碱反应。 对于弱酸 HA H+ + A－ Ka = (H+)(A－)/(HA) logKa = log[(H+)(A－)/(HA)] logKa = log(H+) + log[(A－)/(HA)] －log(H+) = －logKa + log[(A－)/(HA)] pH = pKa + log[(A－)/(HA)] 对于弱碱 HB+ H+ + B Ka = (H+)(B)/(HB+) logKa = log[(H+)(B)/(HB+)] logKa = log(H+) + log[(B+)/(HB+)] －log(H+) = －logKa + log[(B+)/(HB+)] pH = pKa + log[(B)/(HB+)]
由上述关系，pH影响弱酸和弱碱的水溶解度。此外，pH还能影响亲脂金属形态 的生物有效性，不经形成表面络合物而穿过细胞膜。
毒性的影响因素
(3) 盐度 主要应用于盐度变化明显得海湾地区。对大多数金属而言，低盐度会增加毒性。盐度 对金属生物有效性的影响主要与其形态有关。 (4) 硬度 硬度的主要成份是二价钙离子和镁离子。美国环保局USEPA定义硬度通常以CaCO3等 价值。 (5) 化学混合物(isobologram，等热辐射测量图) 一般地，同一化学分类的化学物具有相似的毒性。混合物毒性并非是简单加和关系。 LC50 无相互作用 联合毒性行为 (中间加和响应) 无 相 互 作 用
固相
1M/0.5M MgCl2 (pH=7, W/V=1:20, 2h, 25C) 1M NaOAc (pH=5.1, W/V=1:20, 2h, 25C) 0.04M NH2OHHCl (在25%HOAc中, W/V=1:20, 2h, 96C)
液相：离子交换态
固相
液相：碳酸盐结合态
固相
液相：中等可还原态
有毒混合物模型：条目定义 化学物A：96小时LC50＝1mg/L 化学物B：96小时LC50=10mg/L 两者分别按1mg/L和10mg/L加入
96小时死亡描述 50%死亡 定义
化学物A
无相互作用，各自反应
协同/增强
化学物B LC50
<50%死亡 拮抗作用，混合低于各自 相加 >50%死亡 (1) 倍数比例增加 直接相加 (2) 低于情形(1) 低于加和 (3) 高于情形(1) 增强作用
毒性的影响因素

非生物因素 (1) 温度(每增加10C，多数有毒物的毒性会变化2到4倍) 影响方式复杂。适应温度和实验温度。
最终初始致死温度 致死阈值 50% 致死阈值 5%
耐受温度
负载水平 (活动生长) 抑制水平 (产卵)
三种毒性终点(死亡、生长、 产卵)下的适应温度和耐受温 度的关系。虚线各自内部面积 指示耐受区。
骨骼 CO2+H2O
H+
K+ Na+ + HPr H+ 鳃 Na ECF H++NH4 H+ +Na+Pr－ H+
H+ H+
H++HCO3－
K++HPr H++K+Pr－
Ca2+ K+ HP42+
H++HP42－ H++NH3
ICF
NH4 H2PO4
肾 NH3
毒性的影响因素
H+还能影响痕量金属的毒性，方式为：(1)影响水中的金属形态；(2)与金属 竞争生物膜上的表面反应位。下图为天然水中痕量金属的主要形态及其转化。
稳定有机络合物
不稳定有机络合物
游离离子
颗粒态吸附
无机络合物
胶体形态
按操作定义的金属形态
原始样品在室温下风干，然后在105C的烘箱中烘干。用玛瑙研钵研磨后，过尼龙筛， 筛选一定孔径的颗粒。取一定量样品，按下述方法对金属进行化学逐级提取： 样品 蒸馏水(W/V＝1:20, 2h, 25C) 液相：水可溶态
适应温度
毒性的影响因素
(2) pH和碱度 pH对毒性的影响是多方面的，在酸性条件下(pH5)时，H+自身对水生生物便 是致命的。酸对鱼生理影响的集成模型如下图所示：
2H++Ca3(PO4)2 3Ca2++2HPO42－ 2H++CaCO3 Ca2++CO2+H2O
ECF: 外细胞液 ICF: 内细胞液 Pr: 蛋白质
毒性的影响因素
(6) 溶解有机碳(DOC) 溶解有机分子，分子量跨度从低于1000高至100000以上。作为金属离子的络 合剂。 (7) 脂水分配系数(化合物的毒性除与其在脂水相的相对溶解度有关，还与其 体液绝对溶解度有关) (8) 电离度(弱酸或弱碱型有机物在体内pH条件下，电离度低，非离子行比例 高，容易被吸收发挥毒性) (9) 挥发度和蒸气压(暴露接触的机率) (10) 分散度(粉尘、烟雾等固态物质毒性与分散度即颗粒粒径大小有关) (11) 纯度(杂质：剩余原料、合成副产品、添加剂、赋形剂) (12) 湿度(伴随高温时，化学物经皮肤吸收速率加快) (13) 气压 颗粒物的作用：食物的重要性 气态污染物除去呼吸吸入和气孔/表皮进入植物外，还有两条基本进入途径： 以溶解态形式直接通过生物膜传输；摄取污染颗粒物质(仅对异养生物)。 有机污染物孔隙水相和沉积物相之间分配：Cw/Cs=Kocfoc，Koc，foc分别为有 机相分配系数和沉积物有机碳分数。沉积物－水，土壤－水分配系数可以由 辛醇－水分配系数近似：logKoc=a Kow+b。
生态毒理学研究方法



其中一类研究方法： 从复杂系统中发现某些环境要素，研究在此环境要素条件下，污染物的行为 (模拟分析)； 利用自然生态系研究污染物的变化； 详细分析环境中的样品，确定污染物定量方法。
毒性的影响因素

生物因素 (1) 生物分类组别(taxonomic group) 种属和个体差异：不同种属的生物或同一种属不同个体之间对同一毒物的反 应差异，原因复杂，但主体原因是毒物在体内代谢差异(包括代谢酶)所致。 在进行毒性实验时，应尽可能选择条件一致的生物以减少个体差异造成的影 响。 (2) 年龄阶段/机体大小 反应灵敏度差异。新生和幼年生物通常对毒物较成年生物敏感。新生生物中 枢神经系统发育不完全，对有关的兴奋剂敏感性差，而对抑制剂则较为灵敏。 新生生物的膜通透性较强，对某些脂溶性神经毒物的毒性反应较大。经代谢 转化后毒性增强的化学物，对新生和幼年生物毒性较成年低，反之，在体内 可迅速代谢失活的化学物，对新生和幼年生物毒性可能较大。 (3) 营养与健康 营养不足或失调影响化学物毒性作用。如蛋白质缺乏引起酶蛋白合成减少、 活性降低，解毒能力降低，毒性增加。维生素缺乏也有类似情况。健康状况 也有影响。 (4) 生物节律 即生物钟，化学物的毒性与其进入体内发挥作用的时间有关。