第三章---污染物的生物效应检测.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 污染物的生物效应检测,第一节,生物测试,及方式,第二节,一般毒性试验,第三节 生物的分子和细胞水平检测,第四节 生物致突变、致畸和致癌效应检测,第五节,微宇宙法,要求:,掌握污染物的生物测试和测试方法的基本概念，污染物毒性的基本参数。,了解,三致效应检测（自学）,，分子和细胞水平检测，微宇宙法。,一、,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,影响或危害,。,生物反应：分子、细胞、组织、器官、个体、种群、群落一生态系统。,水污染：毒性试验（,Toxicity Test,）,大气污染：植物人工熏气（,Artificial Fumigation for Plant,）。,第一节 生物测试及方式,如，与理化检测相比，水污染生物测试可获？,环境,状况对水中,生命的适合度,。,各种,环境因素,如DO、pH、T、盐度、混浊度等对水中生命的,有利及不利浓度或强度,。,环境因素,对于,废物毒性,影响。,废物,对某一被测试生物种,毒性,。,水生,生物,对污染物相对,敏感性,。,废水所应处理的程度，及废水处理方法的有效程度。,允许废水排放量和污染物排放浓度。,水质标准、对废水的要求和排放许可之间的一致性。,生物测试意义：,监测环境质量,变化,确定单一污染物,安全浓度,研究多种污染物的联合作用的,生物效应,制定污染物或工业废水,排放标准,、环境质量标准,污染物的,生态风险评价,（Ecological Risk Assessment）。,二、生物测试的方式,（一）生物测试的分类,根据,经历时间,：短期、中期和长期测试方式。,根据,所测试生物效应性质,：毒性试验、积累试验、行为试验、“三致”（致癌、致畸、致突变）试验、,DNA,损伤试验等。,1短期生物测试,短期的生物测试,（,Short Term Bioassay,）被测试生物在,短时间内暴露于高浓度,污染物下，测定污染物对生物机体影响。,测定：,半数致死浓度,（,LC,50,）,或半数抑制浓度,（,IC,50,）,或半数效应浓度,（,EC,50,）,。,意义：,指示中期或长期,试验时所应使用毒物浓度；,快速估计,污染物毒性、评定不同毒物或废物对某种生物的相对毒性或评定不同生物对不同的条件如温度、,pH,的相对敏感性等实用。,藻类,72h,，水蚤类,48h,、鱼类,96h,，其最长不超过,8d,。,2中期生物测试,中期生物测试（,Intermediate Term Bioassay,）是介于短期和长期之间的一类生物测试。,8d,-,90d,中期。,分静止式和流动式，多数采用流动式。,三,、生物测试的标准化,美国试验和材料学会（ASTM），经济合作发展组织（OECD），美国国家环保局（USEPA）。,1991,.,9,.,14,颁布、,1992,.,8,.,1,实施,水质物质对蚤类（大型蚤）急性毒性测定方法（,GB,T13266,一,91,）,水质物质对淡水鱼（斑马鱼）急性毒性测定方法（,GB/T l3267,91,）。,第二节 一般毒性试验,一、毒性试验常用参数,1、,致死剂量或致死浓度,（Lethal Dese，,LD,或 Lethal Concentration，,LC,）；表示一次染毒后引起受试动物死亡的剂量或浓度。,绝对致死剂量或浓度,（,LD,100,、,LC,100,）：表示一群动物全部死亡的最低剂量或浓度。,半数致死剂量或浓度,（,LD,50,、,LC,50,。）：能引起一群动物的50死亡的最低剂量或浓度。,最小致死剂量或浓度,（MLD，MLC），能使一群动物中仅有个别死亡的最高剂量或浓度。,最大耐受剂量或浓度,（LDO，LCD）：能使一群动物虽然发生严重中毒，但全部存活无一死亡的最高剂量或浓度。,2、最大无作用剂量,（Maximum NoEffect LeveD：,化学物在,一定时间,内，按一定方式与机体接触，按一定的检测方法或观察指标，,不能观察到任何损害作用的最高剂量,。,评定外来化合物毒性作用，制订：,人体每日容许摄入量,（AccePtable Daily Intake，ADI）：人类终生每日摄入该外来化学物对人体不致引起任何损害作用的剂量,最高容许浓度,（Maximum Allowable Concentration，MA）：某一环境污染物可以在环境中存在而不致对人体造成任何损害作用的浓度,3、最小有作用剂量,（Minirnal Effect level）,：,能使机体发生某种异常变化所需的,最小剂量,。一般略高于最大无作用剂量，亦称中毒阈剂量,（Threshod Devel）,。,4、毒作用带,(Toxic Effect Zone)：综合评价外来化合物危险性指标。急性毒性作用带和慢性毒性作用带。,急性毒性作用带=半数致死量/急性毒性最小有作用剂量,此比值愈大，此种外来化合物引起死亡的危险性就愈小。,慢性毒作用带=急性毒性最小有作用剂量/慢性毒性最小有作用剂量,这一比值愈大，表明引起慢性毒性中毒的可能性愈大；,5、半数效应浓度,（EC,50,）：,是指能引起 50受试生物的某种效应变化的浓度。通常指非死亡效应。,6、半数抑制浓度,（IC,50,）：,引起受试生物的某种效应50抑制的浓度。,毒性分级:P102，表,二、急性毒性实验,急性毒性实验,（,Acute Toxicity Test,）：研究物质,大剂量一次染毒或,24,小时多次染毒,动物所引起的毒性实验。,目的：短期了解该物质毒性大小。,哺乳、水生（鱼、水蚤、藻类）、蚯蚓,参照美国公共卫生协会编著,水和废水标准检验法（中译本,，15版，中国建筑工业出版社，1985）,参照,中国环境监测总站等编,环境监测技术规范（第四册，生物监测（水环境部分）,，国家环保局出版，1986）,三、亚慢性和慢性毒性试验,亚,慢性毒性试验,（Subchronic Toxicity Test）,是在相当于动物生命周期的,1/30,或1/20时间,内使动物每日或反复多次接触受试物的毒性实验。,目的：,对主要毒作用、靶器官、最大无作用剂量或中毒阈剂量作出估计。,四,、蓄积毒性试验,低于中毒阈剂量,的外来化合物，反复多次地与机体,持续接触,，经一定时间后使机体出现明显的中毒表现，即为蓄积毒性作用,（,Cumulative Toxicity Action,）,。,第三节 生物的分子和细胞 水平检测,测定周期短、灵敏，可对化学品筛选及其环境影响预测。,指标：,加合物测定：DNA加合物，蛋白质加合物,一般代谢酶的活性测定：AChE,ATPase,解毒系统酶类诱导作用的检测:MFO,抗氧化防御系统检测:,Ct,第四节 生物致突变、致畸和 致癌效应检测,第五节 微宇宙法,微宇宙（Microcosm）法,是研究污染物在生物,种群、群落、生态系统和生物圈 水平上,的一种方法，有称模型生态系统法（Model Ecosystem）。,微宇宙是自然生态系统一部分，但不能包含全部过程，也可应用于污染生态系统。,分：自然微宇宙和人工微宇宙,“生物圈2号”建造在美国亚利桑那州的沙漠中，是一个人工建造的模拟地球生态环境的全封闭的实验场，“微型地球”，或“火星殖民地原型”。,1993年1月，8名科学家进入“生物圈2号”。科学家们原计划让工作人员在“生物圈2号”中生活两年，为今后人类登陆其他星球建立居住基地进行探索。1994年3月，7名“生物驾驶员”第二次实验，1年半后再次失败。,1996年，实验项目换了新负责人查勒斯巴里奥斯蒙德，同时，哥伦比亚大学,“生物圈2号”,区域,面积(m2),体积(m3),土壤(m3),水分(m3),大气(m3),集约农业区,2000,38000,2720,60,35220,居住区,1000,11000,2,1,10997,热带雨林,2000,35000,6000,100,28900,热带草原/海洋/沼泽,2500,49000,4000,3400,41600,沙漠,1400,22000,4000,400,17600,“西肺”,1800,15000,0,0,15000,“南肺”,1800,15750,0,750,15000,一年多以后，氧气含量从21迅速下降到14，二氧化碳（CO2）和二氧化氮（NO2）的含量却直线上升，大气和海水变酸，很多物种死去，而用来吸收二氧化碳的牵牛花却疯长。大部分脊椎动物死亡，所有的传粉昆虫的死亡造成靠花粉传播繁殖的植物也全部死亡。由于降雨失控，人造沙漠变成了丛林和草地。“生物圈2号”内空气恶化直接危及了居民们的健康，科学家们被迫提前撤出“伊甸园”。,“迷你地球”,“迷你地球”位于日本北部沿海的青森县六所村，面积只有4700平方米，是3个由不锈钢走廊连接的体育馆式建筑。整套设施耗资6500万美元。,2005年两名科学家进入有动植物和空气的全封闭建筑内居住，起初一个星期，而后逐渐延长到5个月。实验目的是模拟封闭空间内氧气和二氧化碳在植物、人类和动物之间的循环。,1名词解释：生物测试，毒性试验常用参数（致死剂量或致死浓度，最大无作用剂量，）最小有作用剂量，毒作用带，半数效应浓度，半数抑制浓度），微宇宙法。,2生物测试的特点。,3急性毒性试验、慢性毒性试验意义。,思考题,