第三章污染物物效应检测.ppt

第三章 污染物的生物效应检测 本章将讨论以下内容 生物测试及方式 一般毒性试验 生物的分子和细胞水平检测 生物致突变、致畸和致癌效应检测 微宇宙法 第一节 生物测试及方式 一、生物测试（Bioassay）的概念： 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。 例如：通过水污染的生物测试可获得以下数据：各种环境因素如DO、pH、温度、混浊度等对生命的有利以及不利的浓度或强度；污染物对受测生物的毒性；各种水生生物对污染物的相对敏感性；废水所应处理的程度；允许的污染物排放浓度等。 二、生物测试的方式 （一）生物测试的分类 1.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。 2.中期生物测试（Intermediate Term Bioassays） 时间为8d到90d，多数情况下为流动式。 3.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。 （二）受试生物的选择 （1）对试验毒物或者因子要具有敏感性 （2）具有广泛的地理分布和足够的数量，并在全年中在某一区域范围内可获得 （3）是生态系统的重要组成，具有重大的生态价值 （4）在实验室内易于培养和繁殖 （5）具有丰富的生物学背景资料，人们已经清楚了解受试生物的生活史、生长、发育、生理代谢等等 （6）受试生物对试验毒物或因子的反应能够被测定，并具有一套标准的测定方法或技术 （7）受试生物应具有重要的经济价值和旅游价值，应考虑与人类食物链的联系。 影响生物测试结果的因素 受试生物：年龄，生活阶段，尺寸大小，季节等。 试验条件：温度，水质，水流速度等。 实验室差异：人员造作水平，仪器设备，统计分析方法。 （三）生物测试的标准化 （1）不同的实验室进行许多有用的测试并把一致的测试结果选择出来 （2）增加数据的准确性 （3）测试可以被其他实验室重复 （4）各种人员容易进行该试验 （5）可方便的将数据进行比较 （6）可为环境管理，环境立法提供可靠的数据或者结果 第二节 一般毒性试验 一、生物毒性的基本概念 毒物（Toxicant）的概念 任何能以较小剂量作用于机体，通过化学作用造成机体损害乃致死亡者，称毒物。 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（Intoxication） 生物体受到毒物作用引起功能或器质性改变后出现的疾病状态。 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（Toxicity） 指一种物质引起机体损伤的能力。 毒性作用或毒效应（Toxic Effect） 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。（见图3－1，3－2，3－3，3－4） （二）毒性试验常用参数 致死剂量或致死浓度（Lethal Dose， Lethal Concentration）:一次染毒后引起受试生物动物死亡的剂量或者浓度。 绝对致死剂量或致死浓度（LD100、LC100）：一群动物全部死亡的最低浓度或者剂量。 半数致死剂量或浓度（LD50、LC50）：能引起一群动物的50%死亡的最低浓度或者剂量。 最小致死剂量或浓度（MLD、MLC）：能使一群动物中仅个别死亡的最高剂量或者浓度。 最大耐受剂量或浓度