环境生物学 03 污染物的生物效应检测.ppt

第三章 污染物的生物效应检测 * 提纲 第一节 生物测试及方法 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 第一节 生物测试及方法 生物测试的定义 生物测试的方式 生物测试的标准化 1.1 生物测试的定义 生物测试（Bioassay） 系统地利用生物的反应测定一种或多种环境污染物或环境因素单独或联合存在时，所导致的影响或危害 注释1：所利用的生物反应包括分子、细胞、组织、器官、个体、种群、群落、生态系统各级水平上的反应。 注释2：生物测试不同于常规的物理、化学检测。前者能够测定污染物对生物机体的影响，而后者只能测定污染物的浓度。 短期生物测试（Short Term Bioassays） 主要用于测定LC50、IC50、EC50，用来快速估计污染物的毒性，评定几种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条件如温度、pH的相对敏感性等。多数采用静止式。 中期生物测试（Intermediate Term Bioassays） 时间为8d到90d，多数情况下为流动式。 长期生物测试（Long Term Bioassays） 包括全部生活史的生物测试（Complete Life－cycle Bioassays）和部分生活史的生物测试（ Partial Life－cycle Bioassays ） 目的是要测定出在持续情况下不造成有害效应的毒物最大浓度或最大允许毒物浓度（MATC） 只能采用流动式，要保证试验的环境条件和自然界的季节变化相符合。 1.2 生物测试的方式 测试气体（液体）的给予方式 静止式生物测试 流动式生物测试（重复循环式、更新式） 被测试生物的种类 单物种 多物种 模拟生态系统生物测试 1.2 生物测试的方式 受试生物选择 对试验毒物具有敏感性 有广泛地理分布和足够的数量 是生态系统重要组成，有重大生态学价值 实验室内易于培养和繁殖 已有较丰富的生物学背景资料 对试验毒物的反应能够被测定 具有重要的经济价值、旅游价值，考虑与人类食物链的关系 个体大小、生活史长短、曾经受污染情况 1.3 生物测试的标准化 影响生物测试结果的主要因素 受试生物：受试生物的年龄、生活阶段、尺寸大小、季节、食物等都会影响生物对毒物的敏感性 试验条件：温度、水体pH、试验装置、材料 实验室：人员操作水平、数据统计分析 1.3 生物测试的标准化 测试方法标准化的优点 增加数据精确度 测试可被其他实验室重复 各种人员容易进行该测试 方便进行数据比较 可为环境管理、环境立法提供可靠数据 缺点 仅能回答普遍性关注的某些问题，对非常见的污染物、易分解污染物和混合污染物等，目前还难于进行。 第二节 一般毒性试验 生物毒性的基本概念 急性毒性试验 亚慢性和慢性毒性试验 蓄积毒性试验 2.1 生物毒性的基本概念 毒物：毒物与非毒物之间不存在绝对的界限，通常一种物质只有达到中毒剂量时才是毒物。 中毒：机体受毒物作用而表现出的疾病状态。中毒是各种毒性作用的综合表现，包括急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒。 毒性：毒物引起机体易感部位产生有害作用 的能力。 效应（Effect） 也称为作用，指接触一定剂量化学物后，使机体产生的生物学改变。效应是对个体而言的，这种改变可用一定的计量单位表示。 反应（Response） 指接触一定剂量化学物后，产生某种效应并达到一定强度的个体在群体中所占的比例。反应是对群体而言的，用百分率或比值来表示，如发病率、死亡率等。 剂量－效应关系和剂量－反应关系 以剂量为横坐标，以表示效应强度的计算单位或表示反应的百分率或比值为纵坐标绘制散点图所得到的曲线，即为剂量－效应关系和剂量－反应关系曲线。 不同的化学物或同一化学物在不同条件下，其剂量与效应或反应的相关关系不同，可呈现不同类型的曲线 表示毒性的常用参数 致死剂量（LD）或致死浓度（LC） 绝对致死剂量（浓度）LD100（LC100）:引起被测试生物全部死亡的最低剂量（浓度） 半致死剂量（浓度）LD50（LC50）:引起被测试生物50%全部死亡的剂量（浓度） 最小致死剂量（浓度）MLD（MLC）:仅引起被测试生物个别死亡的最高剂量（浓度） 最大耐受致死剂量（浓度）LD0（LC0）:不能引起被测试生物发生死亡的最高剂量（浓度），但发生了其它中毒症状 表示毒性的常用参数 最大无作用剂量:用于制定最高容许浓度和最高人体每日摄入量 最小有作用剂量（MEL）:中毒阈剂量 毒作用带 急性毒作用带=（LD50/急性MEL），值越大，引起死亡的危险性越小。 慢性毒作用带=（急性MEL/慢性MEL），值越大，引起慢性毒性中毒的可能性越大。 半数效应浓度（